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桥梁斜拉索-阻尼型索网减振体系研究
| 论文题名： | 桥梁斜拉索-阻尼型索网减振体系研究 |
| 关键词： | 斜拉桥;拉索减振措施;动力特性;复模态频率 |
| 摘要： | 目前,斜拉桥作为大跨径桥梁结构的主要桥型之一,得到了广泛的应用,而斜拉索是斜拉桥的主要受力构件之一。虽然斜拉索的质量轻,但它的横向抗弯刚度小、阻尼低,使得它对外部激励作用非常敏感。因此斜拉索很容易在风荷载、桥面和桥塔传递给斜拉索索端的位移荷载等作用下产生各种形式的振动。除气动措施和安装机械阻尼器控制措施以外,辅助索网制振也是有效的斜拉索减振方法,为了增大辅助索网减振体系的阻尼,从而提高减振效果,斜拉索-阻尼型索网减振措施将成为大跨度斜拉桥拉索减振措施的重要选择。 斜拉索-阻尼型索网减振措施的研究缺乏可靠的理论基础,在参数分析及其优化设计方面还不完善。本文通过理论分析和有限元分析相结合的方法研究了该减振体系的动力特性及其参数影响规律和阻尼器优化设计等。 本文的主要研究内容包括: (1)采用阻尼单元模拟阻尼器的阻尼特性,用线性弹簧模拟阻尼器的刚度,两者并联,并假定辅助索的刚度无穷大,从而建立的物理模型。并通过建立该模型的自由振动方程,结合边界条件、变形协调条件和力平衡方程得到系统的复模态矩阵,复模态矩阵的行列式的解即为系统的复模态频率,进而可以得到模态阻尼比。 (2)对斜拉索-阻尼型索网模型进行简化,假定阻尼器安装位置靠近端部,得到系统模态频率和模态阻尼比的近似解析式。最后利用近似解析式研究了索网的整体刚度和阻尼器刚度对系统模态频率和阻尼比的影响,并对两者的影响关系进行了分析。 (3)以金塘大桥中跨的斜拉索索面为例,通过ANSYS有限元分析,研究了单索的动力特性,并以模态阻尼比为指标对集中阻尼器安装位置进行了优化,并验证了的风致振动减振效果。 |
| 作者： | 冯立燕 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 刘敏 |
| 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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