根据振动控制理论及对钢塔结构的分析

振动控制设施及实测高耸钢结构在风载作用下往往变形起控制作用。为了减小黑龙江塔的动位移和塔楼加速度，设计中因地制宜地使用了悬挂水箱振动控制装置。即利用塔楼顶部消防及生活水箱作为振动控制的质量块，将水箱用钢缆悬挂在一定的高度，并加上多向液压阻尼杆，即构成悬挂水箱振动控制装置。这种振动控制器的优点在于无附加质量，节约塔楼空间，构造简单可靠，投资省。

控制器悬挂在标高206m的塔楼顶层，质量总计35000kg钢索长度5240，以使控制器的自振频率与塔身的基频一致（/d=/i=0.2121/s）水箱的进出水管均采用垂直软管，垂直悬挂段长度为3m，以使管端可以晃动，产生足够大的水平变形，以适应水箱的水平运动但又符合供水的各种要求。

根据振动控制理论及对钢塔结构的分析，控制系统本身的最优阻尼比为t=0.09.选定4个阻尼油缸直径约为22mm，行程550mm，通过调整油缸及整流阀流量和蓄能器的气压，最后将控制系统实际阻尼比调整到/=0.089，接近最优阻尼比。为了对悬挂水箱控制器的实际作用作出评定，进行了现场测试。为分析不同强度振动时阻尼比变化规律，采用人工激振的方法，即用钢丝绳斜拉加载。加载力分3级：20kN，30kN，4tkN，用测力计测定。然后在瞬间割断钢丝绳，使整座塔发生水平冲击力作用下的有阻尼衰减振动。

振动时阻尼状况分2类：控制器锁定和控制器参与工作。

振动测试采用CA-YD-105型（低频）压电式加速度传感器，YE5857电荷放大器，稳压电源，ACL-同高度布置了9个测点，在悬挂水箱上布置了一个测点。

测试中除了测定塔的各种动力参数（包括周期、振型）外，重点测定了塔的阻尼。塔在无振动控制状态下前3阶阻尼比分别为020，0.007.按设计振动控制器对第1振型实施控制，因此主要对比塔的第1振型阻尼比/1.塔的第1振型阻尼比随激振力的加大而加大，见表1.各级激振力下塔的第1振型阻尼比表1激振力与不加振动控制相比，加振动控制时等效阻尼比明显提高，特别是当激振力为30kN~4tkN时，等效阻尼比比原阻尼比提高了14%~18%.而事实上对于黑龙江塔，40kN的激振力作用远小于一般的频遇风载。因而在实际风振中，等效阻尼比将大于3.3%，从而振动控制器加的阻尼作用也大于18%.据此计算，风载引起结构脉动值减小67%以上，效果是明显的。若用加塔身杆件截面的方法减少同样比例的位移，按推算要80t钢材，即要加80万投资，而黑龙江塔悬挂水箱振动控制器的全部加成本和测试费仅为上述费用的30%，可见其经济效益是显著的。