基于MR阻尼器的泰州大橋地震響應(yīng)半主動控制研究.pdf

1、隨著沿海經(jīng)濟的持續(xù)高速發(fā)展，我國涌現(xiàn)了一批特大跨橋梁。在特大跨橋梁的設(shè)計方案中，懸索橋以其受力性能好、跨越能力大、輕型美觀，成為了跨越大江大河的首選橋型。橋梁工程在交通運輸線上扮演了重要角色，如果在地震作用下發(fā)生破壞將會導(dǎo)致交通運輸線的癱瘓，給人民的生命財產(chǎn)造成巨大損失。為了確保橋梁結(jié)構(gòu)在地震作用下能夠安全工作，尋求有效的減震方法就成了重點研究的課題之一，本文以泰州長江大橋為工程背景，采用MR阻尼器對橋梁結(jié)構(gòu)進行半主動控制研究，力求為提

2、高三塔懸索橋的抗震性能提供參考。
　　論文主要包括以下幾方面的內(nèi)容:
　　(1)介紹了常見的MR阻尼器的力學(xué)模型，基于楊廣強和Spencer經(jīng)過試驗得到的MR阻尼器現(xiàn)象模型的修正參數(shù)，實現(xiàn)了MR阻尼器的正向動態(tài)模型的SIMULINK仿真，給出了正弦波激勵作用下MR阻尼器SIMULINK模型的阻尼力和位移的關(guān)系曲線以及阻尼力和速度的關(guān)系曲線。
　　(2)建立了泰州大橋ANSYS有限元模型，介紹了泰州大橋主梁、主塔、拉索、

3、主纜的模擬要點，采用分塊Lanczos法計算了該三塔懸索橋的動力特性，研究結(jié)果表明:以主梁振動為主的振型最先出現(xiàn)，而后出現(xiàn)的是梁的高階振型，以橋塔為主的振動出現(xiàn)的較晚。
　　(3)考慮幾何非線性的影響，針對大跨度懸索橋自振周期較長的特點，結(jié)合地震動的頻譜特性，選取了3條有記錄的地震波，進而對泰州大橋進行了地震響應(yīng)的時程分析。為了較為全面的考慮行波效應(yīng)對橋梁關(guān)鍵構(gòu)件地震響應(yīng)的影響，本文選擇了6種不同的視波速，并將各自視波速下的響應(yīng)結(jié)

4、果與一致激勵下的對應(yīng)響應(yīng)進行了比較分析，得出了行波效應(yīng)對諸如泰州大橋一類的三塔懸索橋有較大影響的結(jié)論，在抗震設(shè)計中需要考慮行波效應(yīng)的影響。
　　(4)給出了基于MATLAB軟件和有限元軟件ANSYS實現(xiàn)結(jié)構(gòu)振動控制的流程圖，并以三層剪切型框架作為算例，采用經(jīng)典線性最優(yōu)控制算法，論述了在上述平臺上實現(xiàn)結(jié)構(gòu)振動控制的可行性。以泰州大橋半漂浮體系為研究對象，進行了泰州大橋的減震分析研究，考慮了MR阻尼器不同輸入電流下的被動控制情形，并與