懸索橋吊索體系參數(shù)共振及TMD減振研究.pdf

1、懸索橋在風(fēng)荷載、車(chē)輛荷載等作用下，易發(fā)生吊索體系的大幅參數(shù)振動(dòng)，并使得關(guān)鍵部位破壞失效。因此，有必要開(kāi)展懸索橋吊索體系易發(fā)生的參數(shù)共振相關(guān)規(guī)律的研究，以及采取合理的減振措施以實(shí)現(xiàn)對(duì)吊索的大幅參數(shù)振動(dòng)有效減振。本文在總結(jié)國(guó)內(nèi)外大跨橋梁拉索參激共振機(jī)理及相關(guān)理論的基礎(chǔ)上，分別建立單根吊索、主梁-吊索以及主梁-吊索-主纜三種體系模型，推導(dǎo)其振動(dòng)微分方程，利用四階龍格庫(kù)塔法對(duì)各種體系實(shí)現(xiàn)吊索大幅參數(shù)振動(dòng)仿真及規(guī)律分析，在此基礎(chǔ)上采用TMD實(shí)現(xiàn)對(duì)

2、吊索體系參數(shù)振動(dòng)的減振參數(shù)設(shè)計(jì)、影響因素及減振效果分析。主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　(1)建立單獨(dú)吊索體系模型，通過(guò)動(dòng)力時(shí)程和掃頻分析，確認(rèn)單根吊索分別在外激勵(lì)和吊索頻率之比為1∶1和1∶2時(shí)會(huì)發(fā)生主共振和參數(shù)共振，且均存在一定的頻帶寬度，參數(shù)共振的帶寬明顯寬于主共振帶寬;探討了吊索長(zhǎng)度及吊索初始張拉力等因素對(duì)吊索主共振和參數(shù)共振的影響，發(fā)現(xiàn)索長(zhǎng)越長(zhǎng)參數(shù)共振幅值越大，初始張拉力對(duì)主共振的發(fā)生有一定延緩作用。
　　(2)建立吊索-

3、主梁體系學(xué)模型，通過(guò)動(dòng)力時(shí)程和掃頻分析，確認(rèn)了主梁-吊索分別在外激勵(lì)與主梁-吊索的頻率關(guān)系滿足1∶1∶1和2∶2∶1時(shí)會(huì)發(fā)生吊索主共振和參數(shù)共振，探究了外激勵(lì)幅值和頻率對(duì)吊索主共振和參數(shù)共振的影響規(guī)律。利用Den Hartog理論實(shí)現(xiàn)TMD的頻率比和阻尼比參數(shù)初步設(shè)計(jì)，并探討當(dāng)參數(shù)變化時(shí)的減振魯棒性能，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了TMD參數(shù)的優(yōu)化，確認(rèn)了在主梁上安裝TMD時(shí)對(duì)吊索參數(shù)共振減振的有效性。
　　(3)建立了主梁-吊索-主纜自由振動(dòng)動(dòng)力