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大跨斜拉桥侧向抖振分析及振动控制研究
| 论文题名： | 大跨斜拉桥侧向抖振分析及振动控制研究 |
| 关键词： | 斜拉桥;侧向抖振;风致振动控制;粘滞阻尼器;调谐质量阻尼器 |
| 摘要： | 随着现代高强材料和施工技术的发展，桥梁结构正朝着大跨、轻柔的方向发展，因而风对桥梁的作用就愈加显著。紊流风会诱发桥梁结构的抖振响应，过大的抖振响应会危及行车和行人的舒适和安全。因此，正确分析桥梁的抖振响应以及使用经济有效的减振措施来降低其风致振动幅值成为桥梁工程的主要问题之一。国内外关于桥梁竖向抖振研究的文献较多，而有关侧向抖振的研究较为少见。本文主要研究内容分以下几个部分： (1)利用ANSYS8.0软件，建立了山东滨州黄河公路大桥的三维空间有限元模型，并分析了该桥的动力特性，这是进行抖振响应时程分析的基础。 (2)在已有的关于桥梁抗风研究的成果上，利用混合自回归模型来模拟桥梁脉动风荷载，并进行了自激力的时域化处理；利用ANSYS进行数值模拟，对斜拉桥桥面侧向抖振响应进行了详细分析。分析表明，桥面侧向抖振位移、加速度都不可忽视，需要采取必要的减振措施。 (3)提出了在桥塔与桥面主梁之间设置与桥面纵轴成45°的粘滞阻尼器(VD)来进行减振分析。分五种工况进行计算，结果表明，粘滞阻尼系数增大，减振效果开始显著增大，最后趋于平缓，存在一个经济合理的最优值。在这种粘滞阻尼器的作用下，桥面位移、加速度均显著减小，且结构构件的内力增加不明显。 (4)在桥面跨中处设置调谐质量阻尼器(TMD)来减轻桥面侧向抖振。经过对TMD的参数设计和计算分析表明，这种控制方案可以有效地减小桥面位移，但对加速度的减振效果不明显，并且TMD的相对位移较大，桥面主梁内力也增加很多。为了取得更好的减振效果，分析了同时设置VD和TMD两种阻尼器的控制方案。结果表明，这种方案对位移、加速度的减振效果比单独使用一种阻尼器时好，且结构构件内力增大值减小。 |
| 作者： | 梁剑青 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 欧进萍 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工业大学 |
| 学位年度： | 2005 |
| 正文语种： | 中文 |
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