输煤栈桥钢桁架的动力特性分析及振动控制研究

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输煤栈桥是承载皮带运输机的主要工业构筑物,它是煤矿、电力、冶金等工业生产的连接通道,在整个生产过程中起着非常重要的作用。输煤栈桥具有投资费用低,利于连续性生产,自动化程度高等优点,因此在工业运输领域被广泛采用。近年来,随着我国工业运输领域中广泛采用了长运距、高带速、大运量、大功率带式运输机,输煤栈桥作为带式输送机的主要承重结构,也朝着大跨度、超长度的方向发展,多采用钢结构形式。而钢结构因其自身刚度小,跨度大,使结构的激振力变得越发敏感,因此输煤栈桥的振动问题成为一个亟需解决的问题。目前,我国对于输煤栈桥的研究主要集中于结构的抗震方面,对于结构振动方面的研究比较少。在输煤栈桥振动方面尚没有形成的系统研究成果,可用于新建结构的设计及在役结构的维修加固。实际调查结果显示,在抗震设防6度区内,输煤栈桥的抗震问题远不及结构振动问题严重。因此,本文以2号转载点至皮带拉紧间栈桥为研究对象,主要做了以下几方面的研究工作:(1)通过调查,总结归纳输煤栈桥结构形式及结构特点。并以2号转载点至皮带拉紧间栈桥为例,进行结构的动力特性及动力响应的现场测试和计算分析。(2)通过现场调研以及动测实验,获得栈桥结构的动力特性基本参数和实际动力响应,为建立合理的结构模型打下坚实的基础。(3)考虑压型钢板对栈桥钢桁架的蒙皮效应和混凝土支架及相连栈桥对其影响,对结构进行一定的简化,从而提出了更符合实际的输煤栈桥的计算模型;并通过实测结果和理论计算结果的对比分析,验证力学模型的合理性。(4)依据模型计算分析,总结各激振源对结构水平振动及竖向振动的对应关系,明确栈桥结构振动问题的分析思路。(5)根据国内外的振动容许限值标准,并结合输煤栈桥结构的动力特性分析和振动测试结果,主要考虑振动对建筑结构、机器设备以及人体三个主要方面的影响,对输煤栈桥钢桁架现状进行评估。(6)为控制和减弱动荷载对输煤栈桥的影响,通过有限元分析,提出了合理的加固方案,为现有输煤栈桥的维修加固以及新建工程设计提供一定的参考。
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