岸边集装箱起重机风致振动研究

1、岸边集装箱起重机风致振动研究岸边集装箱起重机风致振动研究岸边集装箱起重机风致振动研究岸边集装箱起重机风致振动研究桂寿平桂寿平吕英俊吕英俊 刘树道刘树道 桂程飞桂程飞陆丽芳陆丽芳摘要摘要：针对岸边集装箱起重机（简称岸桥）的结构特点及其工作环境的特殊性，采用 Wilson-法推导了脉动风压作用下结构的动力响应计算公式，通过编制风振计算分析程序，并针对实际的岸桥，进行风振计算机仿真。关键词关键词：风振Wilson-法动力响应 计算机仿真Study of the quayside container cranes wind vibrationAbstractAbstract：Aim at the qu

2、ayside container cranes structurecharacteristic and its special work condition, with the method ofWilson-, deduced the cranes calculate formula of dynamic responseunder wind press, compiled the corresponding program. As an example,a container crane was calculated, and was used for computersimulation

3、.Keywords:Keywords: wind vibration; the method of Wilson-; dynamicresponse; computer simulation;引言引言起重机作为一种高耸结构，对地震及风荷载的影响十分敏感。尤其是近年来，起重机数量增多，高度增加，风致振动影响愈来愈多，风毁事故也时有发生。宁波港镇海作业区两台 10t 门座起重机，分别于 1979 年和 1980 年在非工作状态时，因风振引起箱形矩形截面拉杆断裂；上海港、天津港也都出现过由风振引起的起重机拉杆断裂事故，严重影响了港口的正常工作，造成极大的经济损失。由于岸桥处于码头前沿工作，其迎风面积

4、大，风力作用中心高，重心高，极易引起风振，造成事故。随着国际贸易的发展，集装箱运量激增，岸桥不断朝着大型化、高效化方向发展，对风致振动更为敏感。因此有必要对其风振现象进行研究。本文针对岸桥的风振现象，建立相关的力学与数学模型及其计算机仿真，获得风振过程中仿真性态，适用于设计、检测与有关技术管理部门分析与参考。1 1结构简图结构简图如图 1 所示，通常在岸桥基距小于轨距的情况下，风荷载产生的作用（平行于大车轨道方向，岸桥结构迎风面积大），作为基本建模依据。图 1岸边集装箱起重机钢结构简图2 2岸桥钢结构风振的计算模型岸桥钢结构风振的计算模型起重机风荷载分工作状态与非工作状态两类。非工作状态下所承

5、受的风荷载比工作状态下的风荷载大得多，更容易造成风致破坏，因此研究非工作状态下起重机的风致振动具有直接的现实意义。计算模型为多质点组合钢架体系。其所受风荷载根据脉动风的随机性特点，采用时域内的随机模拟方法，模拟成时间的函数作用于各质点，在时间域内直接求解运动微分方程求得结构的响应。图 2 所示为岸桥钢结构的计算模型，为便于计算，将图 2 所示模型简化为图 3 所示模型。图 2岸桥的计算模型图 3简化后的模型岸桥钢结构风振响应的动力学方程一般为：（1）式中，M、C、K 分别为岸桥钢结构的质量矩阵、阻尼矩阵和刚度矩阵；、分别为岸桥钢结构的位移、速度和加速度向量；F 为结构的脉动风荷载向量。在时域内求解方程（1）采用 Wilson-法，计算和分析表明，此法通常为无条件稳定，只要积分步长取得合适，就能得到满意结果。根据 Wilson-法的原理，由文献1给出一个动力学方程，设第