高层转运站的动力特性分析及振动控制研究

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转运站是带式运输机传送的过渡中转站,超过24米的高层转运站多为敞开式双向框架结构。其特点是结构自身高宽比较大,填充墙较少,一般只在设备层设置楼板,且工艺需要洞口较多、设备层层高较大,属于典型的高耸柔结构。高层转运站异常振动主要激振源是作用于结构顶部的带式输送机皮带张力与动力设备扰力。在抗振方面其结构形式和受力比一般结构更不利,振动形式较多层转运站更复杂。持续且过大的振动不仅会引起内部工作人员的心理恐慌甚至影响身体健康,降低工作效率而且会降低结构自身的安全性、适用性及耐久性。本文以4号转载点高层转运站为研究对象,主要进行了以下几方面的研究工作:(1)总结归纳了当前高层转运站常见的结构形式及特点,并以4号转载点高层转运站为例,对结构进行现场动力测试和计算分析,结果表明结构水平振动异常,结构竖向振动较弱。(2)根据转运站结构动力特性分析及测试结果,并结合国内外现有的振动容许限值标准,主要考虑振动对结构、设备及人体三方面的影响,对高层转运站现状进行评估。(3)考虑栈桥钢桁架围护结构蒙皮效应对其抗侧刚度的影响,对结构进行合理的简化,从而建立更符合实际情况的力学模型;通过模态分析得出高层转运站前12阶振型信息及各阶振型质量参与系数来验证力学模型的合理性。(4)考虑皮带动张力及风荷载对高层转运站的影响,对模型进行动力时程分析,重点确定两者对转运站水平振动的影响关系。为减弱和控制结构的振动,通过有限元计算对比分析,提出两种相对合理的加固方案。
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