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分布式TMD对大跨悬索桥涡振减振研究
| 论文题名： | 分布式TMD对大跨悬索桥涡振减振研究 |
| 关键词： | 大跨度悬索桥;涡激振动;分布式TMD;H2范数指标;梯度优化法;减振性能 |
| 摘要： | 大跨度悬索桥具有频率低、模态密集等特点，在不同风速下可能发生不同模态下的涡激振动，采用TMD是一种有效的减振措施。本文针对大跨悬索桥涡振，采用在主梁上分布安装TMD并分别对多阶模态调谐的减振方案，研究了分布式TMD的配置及频率和阻尼参数的优化方法，分析了竖桥向涡激力作用下的TMD减振性能。主要研究工作如下： （1）基于悬索桥有限元模型，提取了悬索桥动力特征矩阵，考虑了静风荷载、自激力和涡激力对悬索桥的作用，基于Matlab平台建立了悬索桥与安装在不同位置的分布式TMD的涡振减振仿真系统，对无控状态下的悬索桥进行了涡振响应分析，得出了悬索桥关键位置处的竖向位移响应，确认了模型的准确性。 （2）基于H2范数建立TMD配置优化指标，考虑了涡激力输入和TMD分布安装在不同位置且对不同模态减振时的配置影响，定量分析TMD的配置位置和数量，给出了单点安装TMD，及在综合考虑减振效果和经济性等条件时的多点安装TMD的配置方案。 （3）采用基于H2范数的梯度优化法实现了分布式TMD的参数优化，并与经典TMD优化设计进行对比，针对多种分布式TMD方案，从竖向位移响应时程、评价指标和响应功率谱密度等角度评估了其减振效果，表明了相对于单点安装方案，空间分布的多点安装方案减振效果仍能较好，且工程效果更为合理；基于H2范数的梯度优化法比经典TMD优化的减振效果提升了15%。 |
| 作者： | 刘栓贝 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 文永奎 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2023 |
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