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桥面激励下斜拉索的参数振动与减振研究
| 论文题名： | 桥面激励下斜拉索的参数振动与减振研究 |
| 关键词： | 斜拉桥;斜拉索;桥面激励;参数振动;粘滞阻尼器 |
| 摘要： | 作为斜拉桥的主要承重构件之一,斜拉索具有跨度长、重量轻、柔度大和阻尼低等结构特点,很容易在外界干扰下发生各种机理的振动。当拉索固有频率与桥的固有频率成一定比例时,桥面和桥塔的振动容易引起系统的参数共振,影响拉索的的使用性能和寿命。斜拉桥拉索频率分布广泛,容易满足发生参数共振的条件,严重威胁到桥梁的安全性和稳定性。因此,准确分析斜拉索的动态特性并制定合理的减振措施就变得日益重要和迫切。 本文以桥面激励下斜拉索的参数振动为研究对象,建立了单索轴向激励模型和三自由度耦合振动模型,主要研究斜拉索的参数振动特性及影响因素。考虑理想激励,在综合拉索倾角效应、垂度效应的基础上建立拉索在轴向位移激励下的参数振动模型。运用Galerkin法推导出拉索非线性参数振动的表达式,并通过理论和数值积分的方法进行研究。理论分析方面,运用多尺法对拉索动不稳定区间进行分析,研究参数激励项和阻尼对拉索振动特性的影响;数值分析方面,从时域、频域等角度研究索的物理参数对其参数振动的影响。对于非理想激励,考虑主梁作为一种连续介质的振动特性,考虑主梁、索和塔柱之间的联合作用,建立了桥面-拉索-桥塔耦合参数振动模型,并推导出耦合的参数振动方程组。从实际工程出发,用ANSYS建立某斜拉桥的全桥模型,得到全桥的动力特性,并据各拉索频率与全桥频率的匹配关系,评估拉索发生大幅参数振动的可能性。采用Runge-Kutta法研究拉索参数振动特性及各种影响因素。最后,采用粘滞阻尼器对拉索参数振动进行控制,并建立了带粘滞阻尼器的耦合参数振动模型。从时域、频域等角度研究粘滞阻尼器的抑振效果,并研究其安装位置对参数振动控制的影响。 |
| 作者： | 高骏 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 刘红军 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工业大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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