CN117488654B - 一种大跨悬索桥主梁竖向涡振抑制系统及方法 - Google Patents

一种大跨悬索桥主梁竖向涡振抑制系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于桥梁减振技术领域，并具体公开了一种大跨悬索桥主梁竖向涡振抑制系统及方法。包括竖向涡振抑制装置，其中，所述竖向涡振抑制装置包括上拉索阻尼器重块模块和下拉索阻尼器重块模块，所述上拉索阻尼器重块模块一端与主梁梁身连接，另一端与所述桥塔的上桥塔连接，所述下拉索阻尼器重块模块一端与主梁梁身连接，另一端与所述桥塔的下桥塔连接；以此方式，通过所述上拉索阻尼器重块模块与下拉索阻尼器重块模块的配合，将其对主梁涡振抑制的作用点向主梁竖弯阵型位移较大的跨中偏移，同时，提供主梁在竖向振动过程中的附加阻尼作用，以抑制大跨悬索桥主梁竖向涡振。本发明能有效抑制桥梁竖向涡振，结构简单，成本低，效果好。

Description

一种大跨悬索桥主梁竖向涡振抑制系统及方法
技术领域
本发明属于桥梁减振技术领域，更具体地，涉及一种大跨悬索桥主梁竖向涡振抑制系统及方法。
背景技术
大跨悬索桥因为其优秀的跨越能力，成为修建主跨千米级桥梁时桥型的第一选择，但是悬索桥结构自身的刚度与阻尼随着跨度的不断增大而减小，同时大跨悬索桥有着结构固有频率较低和竖向模态频率分布密集的特点，在常遇风速下，随着风速的逐渐增大会产生从低阶至高阶的竖弯模态振动，即为大跨悬索桥的多阶竖向涡振。
近年来，随着桥梁跨径与桥梁柔度的不断增加，已有多座大跨度悬索桥出现大幅涡振现象。如2020年西堠门大桥在风速4～18m/s的风速区间内观测到了第2～9阶竖弯模态的振动；2020年虎门大桥在涡振过程中共观测到了5个模态的竖向涡振，且所在风速区间为4～12m/s，这个风速区间在桥梁运营期出现概率较高，因此，多阶模态竖向涡振现象逐渐引起重视。
现有常用的振动控制措施有气动措施和TMD，两种减振控制措施均存在一些局限性，如一些气动措施在抑制涡振的过程中会影响桥梁的颤振性能，其对颤振要求较高的桥梁并不适用；TMD主要控制单一模态竖弯振动，多阶竖弯模态的涡振控制需要多个TMD，从而导致减振控制措施的重量较大、对梁内安装空间要求较高、且成本偏高；同时，由虎门大桥的检测结果可知，TMD自身阻尼波动变化会削弱其阻尼效果，鲁棒性较差。
目前已提出的采用直接耗能阻尼器的新型主梁涡振抑制装置有阻尼牛腿及阻尼伸臂，阻尼牛腿是在塔下增设牛腿，并与主梁之间设置竖向阻尼器，主梁竖向振动带动竖向阻尼器变形，从而耗散能量；阻尼伸臂是竖向刚性伸臂一端安装在主梁下部，另一端与主塔之间设置水平阻尼器，主梁转角的角位移转化为伸臂末端的水平位移，使水平向阻尼器变形耗能。上述两种主梁涡振抑制装置仅能安装于梁端的近点，且适用于漂浮体系。
当大跨悬索桥的梁端采用竖向支撑时，此处主梁竖向位移和转角受限，其附近的主梁竖向振幅和角位移较小，采用上述两种涡振抑制装置的减振效果可能不佳。因此，可考虑将直接耗能阻尼器在主梁上的作用点向竖向振幅较大的跨中偏移，并通过适当方式固定阻尼器，使其充分发挥减振耗能作用。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种大跨悬索桥主梁竖向涡振抑制系统及方法，其中结合桥梁自身的特征及其服役载荷特点，相应设计了一种大跨悬索桥主梁竖向涡振抑制系统及方法，可有效减小多个竖弯模态的涡振响应，同时，亦可控制梁端纵向往复运动，减小梁端累积位移，提高大跨悬索桥的抗风稳定性及梁端约束装置的使用寿命。
为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提出了一种大跨悬索桥主梁竖向涡振抑制系统，包括竖向涡振抑制装置，其中，
所述竖向涡振抑制装置包括上拉索阻尼器重块模块和下拉索阻尼器重块模块，所述上拉索阻尼器重块模块一端与主梁梁身连接，另一端与桥塔的上桥塔连接，所述下拉索阻尼器重块模块一端与主梁梁身连接，另一端与所述桥塔的下桥塔连接；
以此方式，通过所述上拉索阻尼器重块模块与下拉索阻尼器重块模块的配合，将其对主梁涡振抑制的作用点向主梁竖弯阵型位移较大的跨中偏移，同时，提供主梁在竖向振动过程中的附加阻尼，以抑制大跨悬索桥主梁竖向涡振。
作为进一步优选的，所述上拉索阻尼器重块模块包括第一拉索、第一定滑轮、第一阻尼器以及第一重块，其中，所述第一定滑轮固定设置在上桥塔上，所述第一拉索一端锚固在主梁梁身上，另一端绕过所述第一定滑轮与设于所述第一定滑轮下方的第一阻尼器连接，所述第一重块悬挂于所述第一阻尼器底部；
所述下拉索阻尼器重块模块包括第二拉索、第二定滑轮、第二阻尼器以及第二重块，其中，所述第二定滑轮固定设置在下桥塔上，所述第二拉索一端锚固在主梁梁身上，另一端绕过所述第二定滑轮与设于所述第二定滑轮下方的第二阻尼器连接，所述第二重块悬挂于所述第二阻尼器底部。
作为进一步优选的，若所述主梁为箱梁，则所述第一拉索与主梁梁身的作用点与所述第二拉索与主梁梁身的作用点在同一竖直线上，若所述主梁为桁架梁，则所述第一拉索和所述第二拉索与主梁梁身的作用点设置于主梁的斜杆两端。
作为进一步优选的，所述第一阻尼器和第一重块共同提供所述第一拉索的初始张力，使第一拉索在温度变化和主梁竖向振动时均能保持张紧状态，进而带动第一阻尼器发挥阻尼作用；同时，
所述第二阻尼器和第二重块共同提供所述第二拉索的初始张力，使第二拉索在温度变化和主梁竖向振动时均能保持张紧状态，进而带动第二阻尼器发挥阻尼作用。
作为进一步优选的，所述第一阻尼器和第二阻尼器均为直接耗能阻尼器；
所述第一重块和第二重块采用装配式配重坠砣，且该装配式配重坠砣数量根据对应拉索张力所需调整。
作为进一步优选的，所述上拉索阻尼器重块模块与下拉索阻尼器重块模块均设置4组，其中，
所述主梁两端两个上桥塔的两侧面均设置一个上拉索阻尼器重块模块，所述主梁两端两个下桥塔的两侧面均设置一个下拉索阻尼器重块模块。
作为进一步优选的，所述第一拉索与所述主梁的夹角、第一拉索在所述主梁梁身上的锚固位置以及第一阻尼器的等效阻尼系数根据桥梁竖弯特征进行相应的调整，同时，所述第二拉索与所述主梁的夹角、第二拉索在所述主梁梁身上的锚固位置以及第二阻尼器的等效阻尼系数根据桥梁竖弯特征进行相应的调整，以使得所述竖向涡振抑制装置的减振效果最优。
按照本发明的另一个方面，还提供了一种大跨悬索桥主梁竖向涡振抑制方法，采用如上所述的任意实施例涉及的系统实现，包括以下步骤：
S1构建竖向涡振抑制装置的优化设计模型；
S2根据桥梁设计参数、载荷参数以及所述优化设计模型计算所述竖向涡振抑制装置的最优设计参数，并根据最优设计参数布置上拉索-阻尼器-重块模块与下拉索-阻尼器-重块模块；
S3当主梁竖向运动时，通过所述上拉索-阻尼器-重块模块与下拉索-阻尼器-重块模块的配合，将其对主梁涡振抑制的作用点向主梁竖弯阵型位移较大的跨中偏移，同时，提供主梁在竖向振动过程中的附加阻尼作用，以抑制大跨悬索桥主梁竖向涡振。
作为进一步优选的，步骤S3还包括：
当主梁向下运动时，通过第一拉索带动第一阻尼器发挥阻尼作用，同时，第二阻尼器此时会在第二重块的重力作用下复位，并使第二拉索张紧；
当主梁向上运动时，通过第二拉索带动第二阻尼器发挥阻尼作用，同时，第一阻尼器此时会在第一重块的重力作用下复位，并使第一拉索张紧；
以此方式，主梁在上下振动时，第一阻尼器和第二阻尼器配合参参与工作，发挥对主梁涡振的抑制作用。
作为进一步优选的，步骤S1包括以下步骤：
S11构建竖向涡振抑制装置参数指标体系、桥梁设计参数、载荷参数，并获取实施监测数据；
S12构建并训练BO-RF回归模型，根据实时监测数据，采用BO-RF回归模型对大跨悬索桥主梁服役过程中的竖向涡振进行预测；
S13构建BO-RF-NSGA-Ⅲ目标优化模型，即竖向涡振抑制装置的优化设计模型，将建立的BO-RF回归函数作为NSGA-Ⅲ适应度函数，对安装竖向涡振抑制装置后主梁的竖向涡振的抑制效果进行优化；根据得到的Pareto最优解集，通过TOPSIS法确定主梁竖向涡振最小情况下竖向涡振抑制装置的最优设计参数。
优选的，所述竖向涡振抑制装置参数指标体系包括：
第一拉索与所述主梁的夹角、第一拉索在所述主梁梁身上的锚固位置、第一阻尼器的等效阻尼系数、第一重块质量、第一拉索初始张力、第二拉索与所述主梁的夹角、第二拉索在所述主梁梁身上的锚固位置、第二阻尼器的等效阻尼系数、第二重块质量、第二拉索初始张力。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：
1．本发明通过上、下桥塔和主梁之间设置竖向涡振抑制装置，其对主梁的竖向作用，可有效提高主梁多阶竖弯模态的附加阻尼比，能够有效抑制主梁的竖向振动，提升主梁的抗风稳定性，改善桥梁的服役性能。
2．本发明通过上、下桥塔和主梁之间设置竖向涡振抑制装置，同时，提供主梁的纵向作用，可有效提高主梁梁端纵漂模态的附加阻尼，有效控制梁端的纵向变形，减小梁端累计位移，提高梁端支座、伸缩缝等约束装置的使用寿命。
3．本发明竖向涡振抑制装置为拉索-阻尼器-重块结构，其是一个动力平衡装置，使拉索-阻尼器-重块结构的拉索能够在重块重力作用下自动调整张力，并保持拉索张弛度满足技术要求，进而使阻尼器能够在主梁竖向振动及水平运动时发挥阻尼作用。
4．本发明通过拉索将减振装置对主梁涡振抑制的作用点向主梁竖弯阵型位移较大的跨中偏移，充分发挥减振装置中阻尼器的附加阻尼作用；进一步的，通过在拉索末端悬吊重块，提供拉索轴向初拉力，使得拉索在工作中时刻保持张紧，从而使得主梁在竖向振动过程中能够带动阻尼器往复运动，阻尼器能够充分发挥对主梁的附加阻尼作用；进一步的，重块质量、阻尼器等效阻尼系数、拉索索股型号、拉索于主梁的锚固点、拉索倾斜角度等均可根据不同桥梁的实际情况进行优化设计；进一步的，通过上下桥塔均设置拉索-阻尼器-重块减振装置，使桥梁结构在局部受力分析中处于自平衡，不会对主梁的竖向变形产生影响。
附图说明
图1为本发明实施例涉及的一种大跨悬索桥主梁竖向涡振抑制系统及方法的正视图；
图2为本发明实施例涉及的一种大跨悬索桥主梁竖向涡振抑制系统及方法的俯视图；
图3为本发明实施例涉及的一种大跨悬索桥主梁竖向涡振抑制方法及系统的侧视图；
图4为本发明实施例涉及的一种大跨悬索桥主梁竖向涡振抑制方法的流程图。
在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：1-主梁；2-桥塔；3-锚碇；4-主缆；5-吊杆；6-拉索，61-上拉索-阻尼器-重块模块，611-第一拉索，612-第一定滑轮，613-第一阻尼器，614-第一重块，62-下拉索-阻尼器-重块模块621-第二拉索，622-第二定滑轮，623-第二阻尼器，624-第二重块； 7-竖向支座；21-上桥塔；22-下桥塔。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
如图1、图2以及图3所示，本发明实施例提供的一种大跨悬索桥主梁竖向涡振抑制系统，包括竖向涡振抑制装置6，其中，所述竖向涡振抑制装置6包括上拉索-阻尼器-重块模块61和下拉索-阻尼器-重块模块62，所述上拉索-阻尼器-重块模块61一端与主梁1梁身连接，另一端与所述桥塔2的上桥塔21连接，所述下拉索-阻尼器-重块模块62一端与主梁1梁身连接，另一端与桥塔2的下桥塔22连接；以此方式，通过所述上拉索-阻尼器-重块模块61与下拉索-阻尼器-重块模块62的配合，将其对主梁1涡振抑制的作用点向主梁1竖弯阵型位移较大的跨中偏移，同时，提供主梁1在竖向振动过程中的附加阻尼，以抑制大跨悬索桥主梁竖向涡振。
所述上拉索-阻尼器-重块模块61包括第一拉索611、第一定滑轮612、第一阻尼器613以及第一重块614，其中，所述第一定滑轮612固定设置在上桥塔21上，所述第一拉索611一端锚固在主梁1梁身上，另一端绕过所述第一定滑轮612与设于所述第一定滑轮612下方的第一阻尼器613连接，所述第一重块614悬挂于所述第一阻尼器613底部；所述下拉索-阻尼器-重块模块62包括第二拉索621、第二定滑轮622、第二阻尼器623以及第二重块624，其中，所述第二定滑轮622固定设置在下桥塔22上，所述第二拉索621一端锚固在主梁1梁身上，另一端绕过所述第二定滑轮622与设于所述第二定滑轮622下方的第二阻尼器623连接，所述第二重块624悬挂于所述第二阻尼器623底部。以此方式，首先，在主梁竖向未发生振动时，通过给定拉索一个张力，通过拉索将减振装置对主梁涡振抑制的作用点向主梁竖弯阵型位移较大的跨中偏移，当主梁发生竖向振动时，能充分发挥减振装置中阻尼器的附加阻尼作用。同时，通过在拉索末端悬吊重块，提供拉索轴向初拉力，使得拉索在工作中时刻保持张紧，从而使得主梁在竖向振动过程中能够带动阻尼器往复运动，阻尼器能够充分发挥对主梁的附加阻尼作用。综上，通过设置本发明系统，使桥梁结构在局部受力分析中处于自平衡，不会对主梁的竖向变形产生影响。
作为本发明的优选实施例，若所述主梁1为箱梁，则所述第一拉索611与主梁1梁身的作用点与所述第二拉索621与主梁1梁身的作用点在同一竖直线上，若所述主梁1为桁架梁，则所述第一拉索611和所述第二拉索621与主梁1梁身的作用点设置于主梁1的斜杆两端。
作为本发明的优选实施例，所述第一阻尼器613和第一重块614共同提供所述第一拉索611的初始张力，使第一拉索611在温度变化和主梁1竖向振动时均能保持张紧状态，进而带动第一阻尼器613发挥阻尼作用；同时，所述第二阻尼器623和第二重块624共同提供所述第二拉索621的初始张力，使第二拉索621在温度变化和主梁1竖向振动时均能保持张紧状态，进而带动第二阻尼器623发挥阻尼作用。
作为本发明的优选实施例，所述第一阻尼器和第二阻尼器均为直接耗能阻尼器；所述第一重块和第二重块采用装配式配重坠砣，且该装配式配重坠砣数量根据对应拉索张力所需调整。
基于上述任一实施例，本发明中，所述上拉索-阻尼器-重块模块与下拉索-阻尼器-重块模块均设置4组，其中，所述主梁两端两个上桥塔的两侧面均设置一个上拉索-阻尼器-重块模块，所述主梁两端两个下桥塔的两侧面均设置一个下拉索-阻尼器-重块模块。
此外，所述第一拉索与所述主梁的夹角、第一拉索在所述主梁梁身上的锚固位置以及第一阻尼器的等效阻尼系数根据桥梁竖弯特征进行相应的调整，同时，所述第二拉索与所述主梁的夹角、第二拉索在所述主梁梁身上的锚固位置以及第二阻尼器的等效阻尼系数根据桥梁竖弯特征进行相应的调整，以使得所述竖向涡振抑制装置的减振效果最优。
实施例1
本实施例采用的技术方案为：系统包括大跨悬索桥以及设置于大跨悬索桥上的拉索-阻尼器-重块装置；大跨悬索桥包括主梁、桥塔、锚碇、主缆、吊杆，主缆两端通过桥塔顶端与所述锚碇固定连接，主缆通过吊杆与主梁连接，拉索-阻尼器-重块装置由拉索、阻尼器及重块串联组成，其中拉索一端与主梁锚固，另一端绕过桥塔上的定滑轮与阻尼器上端连接，阻尼器下端通过拉索悬吊有重块。
阻尼器为直接耗能阻尼器，其固定于桥塔侧壁上，上端与绕过定滑轮的拉索铰接，下端通过拉索悬吊重块；重块可采用装配式配重坠砣。阻尼器和重块共同提供拉索的初始张力，保证拉索在温度变化及主梁竖向振动过程中始终保持张紧状态，进而使直接耗能阻尼器能够发挥阻尼作用。重块可根据拉索张力所需，换算为一定数量的配重坠砣。
拉索-阻尼器-重块装置对主梁的作用力可分解为垂直于主梁方向和沿主梁方向，拉索-阻尼器-重块装置对主梁的垂向作用可有效增加主梁竖弯模态的附加阻尼，发挥竖向减振作用。拉索-阻尼器-重块装置对主梁的水平向作用可增加梁端纵漂模态的附加阻尼，减小梁端纵向变形，从而减小梁端累计位移。
拉索-阻尼器-重块装置中拉索在主梁锚固点的合理位置、定滑轮在桥塔上的合理固定位置、直接耗能阻尼器的等效阻尼系数等均可根据该装置对主梁多阶竖弯模态附加阻尼比的大小进行优化设置。拉索-阻尼器-重块装置中拉索的设计索力应满足阻尼器阻尼力、重块的重力和惯性力的合力要求。
上述任一实施例涉及的系统中，（1）通过拉索将减振装置对主梁涡振抑制的作用点向主梁竖弯阵型位移较大的跨中偏移，充分发挥减振装置中阻尼器的附加阻尼作用；（2）通过在拉索末端悬吊重块，提供拉索轴向初拉力，使得拉索在工作中时刻保持张紧，从而使得主梁在竖向振动过程中能够带动阻尼器往复运动，阻尼器能够充分发挥对主梁的附加阻尼作用；（3）重块质量、阻尼器等效阻尼系数、拉索索股型号、拉索于主梁的锚固点、拉索倾斜角度等均可根据不同桥梁的实际情况进行优化设计；（4）通过上下桥塔均设置拉索-阻尼器-重块减振装置，使桥梁结构在局部受力分析中处于自平衡，不会对主梁的竖向变形产生影响。
此外，本发明系统抑制主梁的竖向振动过程中各部件的工作流程：
开始时，上下桥塔上的拉索-阻尼器-重块减振装置与主梁处于平衡状态，即拉索张紧，阻尼器不发挥作用。当主梁在受到风作用时，主梁会出现竖向往复振动。
（1）当主梁向下运动时，会通过拉索带动上桥塔阻尼器发挥阻尼作用，下桥塔阻尼器此时会在重块作用下复位，并使下拉索张紧；
（2）当主梁向上运动时，会通过拉索带动下桥塔阻尼器发挥阻尼作用，上桥塔阻尼器会在重块作用下复位，同时将拉索张紧。
主梁在上下振动时，均有阻尼器能够参与工作，发挥对主梁涡振的抑制作用。
如图4所示，按照本发明的另一个方面，还提供了一种大跨悬索桥主梁竖向涡振抑制方法，该方法使用上述任一实施例涉及的系统实现，包括以下步骤：
S1构建竖向涡振抑制装置6的优化设计模型。
本步骤中，首先构建竖向涡振抑制装置6参数指标体系、桥梁设计参数、载荷参数，并获取实施监测数据。具体的，参数指标体系至少包括：第一拉索与所述主梁的夹角（）、第一拉索在所述主梁梁身上的锚固位置（x 1）、第一阻尼器的等效阻尼系数（c 1）、第一重块质量（M 1）、第一拉索初始张力（T 1）、第二拉索与所述主梁的夹角（）、第二拉索在所述主梁梁身上的锚固位置（x 2）、第二阻尼器的等效阻尼系数（c 2）、第二重块质量（M 2）、第二拉索初始张力（T 2）。
根据上述参数，监测不同载荷条件下主梁竖向涡振。
其次，构建并训练BO-RF回归模型，根据实时监测数据，采用BO-RF回归模型对大跨悬索桥主梁服役过程中的竖向涡振进行预测。将上述实时监测数据的数据样本集划分为训练集和测试集，并采用训练集和测试集对BO-RF回归模型进行参数优化和预测精度分析，采用均方根误差、拟合优度和平均绝对误差对BO-RF回归模型预测的准确性进行评价。
其中，采用贝叶斯优化算法对模型的n_estimators和max_depth两个参数进行优选，并结合5折交叉验证法进行模型精度验证；随机将样本数据划分为训练样本集和测试样本集，将得到的参数优化结果输入模型中，基于python利用建立模型；引入均方根误差、拟合优度和平均绝对误差三个指标来评价BO-RF预测模型的准确性；基于RF模型，以主梁竖向涡振为预测指标，对参数指标体系中的参数进行变量重要性分析。
接着，构建BO-RF-NSGA-Ⅲ优化设计模型，将建立的BO-RF回归函数作为NSGA-Ⅲ适应度函数，对安装竖向涡振抑制装置6后主梁1的竖向涡振的抑制效果进行优化；根据得到的Pareto最优解集，通过TOPSIS法确定主梁1竖向涡振最小情况下竖向涡振抑制装置6的最优设计参数。本步骤中，引入RF回归预测拟合的BO-RF回归函数作为NSGA-Ⅲ适应度函数，由CatBoost预测回归方程确定安装竖向涡振抑制装置6后主梁1的竖向涡振，根据工程要求和项目已有数据对决策参数的取值设定约束条件；NSGA-III多目标优化，利用NSGA-Ⅲ算法确定主梁1竖向涡振最小情况下竖向涡振抑制装置6的最优设计参数。
S2根据桥梁设计参数、载荷参数以及所述优化设计模型计算所述建竖向涡振抑制装置的最优设计参数，并根据最优设计参数布置上拉索-阻尼器-重块模块与下拉索-阻尼器-重块模块；
S3当主梁竖向运动时，通过所述上拉索-阻尼器-重块模块与下拉索-阻尼器-重块模块的配合，将其对主梁涡振抑制的作用点向主梁竖弯阵型位移较大的跨中偏移，同时，提供主梁在竖向振动过程中的附加阻尼作用，以抑制大跨悬索桥主梁竖向涡振。
本实施例方法，采用采用TOPSIS法来选取最优决策方案，从NSGA-Ⅲ算法寻优得到的Pareto前沿解集中确定使得目标优化目标函数达到最优的一组最优解，获取方式简单，得到的结果较客观。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种大跨悬索桥主梁竖向涡振抑制系统，其特征在于，包括竖向涡振抑制装置（6），其中，
所述竖向涡振抑制装置（6）包括上拉索-阻尼器-重块模块（61）和下拉索-阻尼器-重块模块（62），所述上拉索-阻尼器-重块模块（61）一端与主梁（1）梁身连接，另一端与桥塔（2）的上桥塔（21）连接，所述下拉索-阻尼器-重块模块（62）一端与主梁（1）梁身连接，另一端与所述桥塔（2）的下桥塔（22）连接；
以此方式，通过所述上拉索-阻尼器-重块模块（61）与下拉索-阻尼器-重块模块（62）的配合，将其对主梁（1）涡振抑制的作用点向主梁（1）竖弯阵型位移较大的跨中偏移，同时，提供主梁（1）在竖向振动过程中的附加阻尼，以抑制大跨悬索桥主梁竖向涡振；
所述上拉索-阻尼器-重块模块（61）包括第一拉索（611）、第一定滑轮（612）、第一阻尼器（613）以及第一重块（614），其中，所述第一定滑轮（612）固定设置在上桥塔（21）上，所述第一拉索（611）一端锚固在主梁（1）梁身上，另一端绕过所述第一定滑轮（612）与设于所述第一定滑轮（612）下方的第一阻尼器（613）连接，所述第一重块（614）悬挂于所述第一阻尼器（613）底部；
所述下拉索-阻尼器-重块模块（62）包括第二拉索（621）、第二定滑轮（622）、第二阻尼器（623）以及第二重块（624），其中，所述第二定滑轮（622）固定设置在下桥塔（22）上，所述第二拉索（621）一端锚固在主梁（1）梁身上，另一端绕过所述第二定滑轮（622）与设于所述第二定滑轮（622）下方的第二阻尼器（623）连接，所述第二重块（624）悬挂于所述第二阻尼器（623）底部；
所述第一阻尼器（613）和第一重块（614）共同提供所述第一拉索（611）的初始张力，使第一拉索（611）在温度变化和主梁（1）竖向振动时均能保持张紧状态，进而带动第一阻尼器（613）发挥阻尼作用；同时，
所述第二阻尼器（623）和第二重块（624）共同提供所述第二拉索（621）的初始张力，使第二拉索（621）在温度变化和主梁（1）竖向振动时均能保持张紧状态，进而带动第二阻尼器（623）发挥阻尼作用。
2.根据权利要求1所述的一种大跨悬索桥主梁竖向涡振抑制系统，其特征在于，若所述主梁（1）为箱梁，则所述第一拉索（611）与主梁（1）梁身的作用点与所述第二拉索（621）与主梁（1）梁身的作用点在同一竖直线上，若所述主梁（1）为桁架梁，则所述第一拉索（611）和所述第二拉索（621）与主梁（1）梁身的作用点设置于主梁（1）的斜杆两端。
3.根据权利要求1所述的一种大跨悬索桥主梁竖向涡振抑制系统，其特征在于，所述第一阻尼器（613）和第二阻尼器（623）均为直接耗能阻尼器；
所述第一重块（614）和第二重块（624）采用装配式配重坠砣，且该装配式配重坠砣数量根据对应拉索张力所需调整。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种大跨悬索桥主梁竖向涡振抑制系统，其特征在于，所述上拉索-阻尼器-重块模块（61）与下拉索-阻尼器-重块模块（62）均设置4组，其中，
所述主梁（1）两端两个上桥塔（21）的两侧面均设置一个上拉索-阻尼器-重块模块（61），所述主梁（1）两端两个下桥塔（22）的两侧面均设置一个下拉索-阻尼器-重块模块（62）。
5.根据权利要求4所述的一种大跨悬索桥主梁竖向涡振抑制系统，其特征在于，所述第一拉索（611）与所述主梁（1）的夹角、第一拉索（611）在所述主梁（1）梁身上的锚固位置以及第一阻尼器（613）的等效阻尼系数根据主梁竖弯特征进行相应的调整，同时，所述第二拉索（621）与所述主梁（1）的夹角、第二拉索（621）在所述主梁（1）梁身上的锚固位置以及第二阻尼器（623）的等效阻尼系数根据主梁竖弯特征进行相应的调整，以使得所述竖向涡振抑制装置（6）的减振效果最优。
6.一种大跨悬索桥主梁竖向涡振抑制方法，其特征在于，采用如权利要求1-5任一项所述的系统实现，包括以下步骤：
S1构建竖向涡振抑制装置（6）的优化设计模型；
S2根据桥梁设计参数、载荷参数以及所述优化设计模型计算所述竖向涡振抑制装置（6）的最优设计参数，并根据最优设计参数布置上拉索-阻尼器-重块模块（61）与下拉索-阻尼器-重块模块（62）；
S3当主梁（1）竖向运动时，通过所述上拉索-阻尼器-重块模块（61）与下拉索-阻尼器-重块模块（62）的配合，将其对主梁（1）涡振抑制的作用点向主梁（1）竖弯阵型位移较大的跨中偏移，同时，提供主梁（1）在竖向振动过程中的附加阻尼，以抑制大跨悬索桥主梁竖向涡振。
7.根据权利要求6所述的一种大跨悬索桥主梁竖向涡振抑制方法，其特征在于，步骤S3还包括：
当主梁（1）向下运动时，通过第一拉索（611）带动第一阻尼器（613）发挥阻尼作用，同时，第二阻尼器（623）此时会在第二重块（624）的重力作用下复位，并使第二拉索（621）张紧；
当主梁（1）向上运动时，通过第二拉索（621）带动第二阻尼器（623）发挥阻尼作用，同时，第一阻尼器（613）此时会在第一重块（614）的重力作用下复位，并使第一拉索（611）张紧；
以此方式，主梁（1）在上下振动时，第一阻尼器（613）和第二阻尼器（623）配合参与工作，发挥对主梁（1）涡振的抑制作用。
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