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大跨度桥梁风致侧向抖振混合控制研究
| 论文题名： | 大跨度桥梁风致侧向抖振混合控制研究 |
| 关键词： | 大跨度桥梁;侧向抖振响应;混合控制;粘滞阻尼器;控制效果;有限元模型;控制系统;桥梁风致振动;主梁;中心线;位移;频域分析方法;分析处理技术;谐波合成法;控制器结构;方法和措施;时程样本;斜拉桥梁;涡激振动;随机信号 |
| 摘要： | 随着大跨桥梁建设的飞速发展,桥梁的抗风问题日益引人关注。传统的抗风方法和措施己不能满足设计的需要,采取适当的控制措施来控制桥梁的风致振动已经必不可少。 颤振、驰振、抖振与涡激振动都是桥梁风致振动的四种主要形态,本课题提出一种控制桥梁侧向抖振的混合控制系统,在每个桥塔横梁与主梁连接处设置6个粘滞阻尼器,考虑到美观和安装方便以及对侧向抖振的有效控制,其中两个和主塔中心线重合,另外四个分别与主塔中心线成45°夹角,利用其侧向分力来控制主梁侧向位移。在主梁跨中两箱中各设置9个TMD,从而有效地抑制桥梁风致抖振响应。通过抖振响应的频域分析方法,得到混合控制下结构侧向抖振响应的方差。并运用谐波合成法模拟技术得到桥址处随机风速时程样本,采用随机信号分析处理技术对模拟样本进行校核。 最后,以某大跨斜拉桥梁为实际工程背景,建立了全桥的有限元模型,通过对无控结构、仅安装粘滞阻尼器结构、仅安装TMD结构、同时安装粘滞阻尼器和TMD结构的桥梁有限元模型进行了对比分析计算,并对混合控制系统控制风致侧向抖振的性能作出评价。分析结果显示： (1)粘滞阻尼器和TMD混合控制方案可较好地抑制大跨度桥梁风致侧向抖振响应,位移与加速度根方差降幅（都达60％以上）,从而可保证大桥的正常使用和安全。 (2)混合控制效果优于任意单个控制效果,但其效果低于以上两项控制效果的代数叠加,并且混合控制对位移的控制效果更加明显。 (3)从混合控制结构与单个控制器结构跨中节点侧向抖振时程曲线可以看出,混合控制效果更加依赖于TMD,并且单个控制效果也是TMD优于粘滞阻尼器。 |
| 作者： | 曲宪伟 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 徐家云 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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