大跨度橋梁風致側(cè)向抖振混合控制研究.pdf

1、隨著大跨橋梁建設(shè)的飛速發(fā)展,橋梁的抗風問題日益引人關(guān)注。傳統(tǒng)的抗風方法和措施己不能滿足設(shè)計的需要,采取適當?shù)目刂拼胧﹣砜刂茦蛄旱娘L致振動已經(jīng)必不可少。
　　 顫振、馳振、抖振與渦激振動都是橋梁風致振動的四種主要形態(tài),本課題提出一種控制橋梁側(cè)向抖振的混合控制系統(tǒng),在每個橋塔橫梁與主梁連接處設(shè)置6個粘滯阻尼器,考慮到美觀和安裝方便以及對側(cè)向抖振的有效控制,其中兩個和主塔中心線重合,另外四個分別與主塔中心線成45°夾角,利用其側(cè)向分力

2、來控制主梁側(cè)向位移。在主梁跨中兩箱中各設(shè)置9個TMD,從而有效地抑制橋梁風致抖振響應(yīng)。通過抖振響應(yīng)的頻域分析方法,得到混合控制下結(jié)構(gòu)側(cè)向抖振響應(yīng)的方差。并運用諧波合成法模擬技術(shù)得到橋址處隨機風速時程樣本,采用隨機信號分析處理技術(shù)對模擬樣本進行校核。
　　 最后,以某大跨斜拉橋梁為實際工程背景,建立了全橋的有限元模型,通過對無控結(jié)構(gòu)、僅安裝粘滯阻尼器結(jié)構(gòu)、僅安裝TMD結(jié)構(gòu)、同時安裝粘滯阻尼器和TMD結(jié)構(gòu)的橋梁有限元模型進行了對比分

3、析計算,并對混合控制系統(tǒng)控制風致側(cè)向抖振的性能作出評價。分析結(jié)果顯示：
　　 (1)粘滯阻尼器和TMD混合控制方案可較好地抑制大跨度橋梁風致側(cè)向抖振響應(yīng),位移與加速度根方差降幅（都達60％以上）,從而可保證大橋的正常使用和安全。
　　 (2)混合控制效果優(yōu)于任意單個控制效果,但其效果低于以上兩項控制效果的代數(shù)疊加,并且混合控制對位移的控制效果更加明顯。
　　 (3)從混合控制結(jié)構(gòu)與單個控制器結(jié)構(gòu)跨中節(jié)點側(cè)向抖振時