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桥梁风致振动三向控制及连续型控制理论研究
| 论文题名： | 桥梁风致振动三向控制及连续型控制理论研究 |
| 关键词： | 风致振动;三向控制器;连续型控制器;全模态颤振分析;斜拉桥 |
| 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已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。 本文提出的能同时控制桥梁竖向、横向、扭转振动的三向控制器，沿全桥主跨连续布置，毫无疑问，只要TMD参数合理，连续型TMD对桥梁结构有很好的效果。采用大跨桥梁多模态耦合颤抖振被动控制理论进行桥梁风致振动的分析，但是关于控制器参数的优化只能采用数值分析的方法进行，即采用全模态颤振分析模型和频域分析算法。通过阻尼特征值分析，可确定风-桥耦合系统的各个复特征值，其中特征值的实部为阻尼而其虚部则为阻尼振动频率。 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，并将三向控制器沿主梁连续布置，通过对未安装控制器和安装不同参数控制器的桥梁有限元进行了对比分析计算，对三向连续型控制器控制风致振动的性能作出评价。试验数据和结果显示： (1)相比无控状态下的桥梁结构的颤振临界风速，带有连续型控制器的桥梁颤振风速能得到显著提高； (2)本文提出的连续型三向控制器，相比常见的两向控制器(竖向和横向)，能够抑制桥梁的扭转振动，尤其是针对p-k截面式桥梁，能有效抑制桥梁扭转； (3)通过对TMD控制参数的优化，验证了连续型TMD对提高桥梁颤振临界风速和桥梁颤振稳定性的作用，为今后三向控制器运用于实际工程打下基础； (4)基于ANSYS的频域分析算法，分析了复模态随风速的变化过程，有利于显示颤振过程，得到了颤振风速的结果。 |
| 作者： | 刘科 |
| 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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