斜拉索-調(diào)諧質(zhì)量阻尼器系統(tǒng)復(fù)模態(tài)分析.pdf

1、斜拉索橋代表著當(dāng)代橋梁最大跨徑的主要橋型，其跨徑大、跨越性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)是其他橋型無法比擬的。拉索是斜拉索橋的主要受拉構(gòu)件，拉索具有剛度小、彈性模量大、阻尼比較小等特點(diǎn)，導(dǎo)致隨著拉索長(zhǎng)度的增加，拉索的振幅迅速增加，對(duì)橋梁的安全產(chǎn)生了無法忽略的影響。許多工程事故證明控制拉索的振動(dòng)對(duì)橋梁的安全使用是非常重要的。目前工程上常常采取拉索附加粘滯阻尼器或者拉索之間添加拉索來減小拉索的振動(dòng)，有著安裝位置不能太高、易發(fā)生與橋面耦合振動(dòng)、減振效果與理論值相差

2、較大等問題。本課題針對(duì)此問題，提出了利用調(diào)諧質(zhì)量阻尼器(TMD)抑制拉索振動(dòng)的理論公式，設(shè)計(jì)出TMD抑制拉索振動(dòng)模型。運(yùn)用復(fù)模態(tài)方法分析了斜拉索－調(diào)諧質(zhì)量阻尼器（C-TMD）系統(tǒng)的振動(dòng)特性，得到了TMD各參數(shù)對(duì)系統(tǒng)阻尼的影響。針對(duì)具有工程背景的實(shí)際拉索，提出了抑制拉索不同階次振動(dòng)時(shí)的TMD設(shè)計(jì)參數(shù)。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴推導(dǎo)單個(gè)TMD抑制拉索振動(dòng)的理論公式；由于重力引起拉索的垂度和抗彎剛度很小，所以忽略其影響，在考慮拉索索長(zhǎng)

3、、拉索拉力、拉索單位長(zhǎng)度質(zhì)量、TMD質(zhì)量、TMD阻尼、TMD自身阻尼比等參數(shù)對(duì)拉索與TMD組成的系統(tǒng)，根據(jù)結(jié)構(gòu)振動(dòng)原理，建立系統(tǒng)振動(dòng)方程。對(duì)系統(tǒng)振動(dòng)方程運(yùn)用數(shù)值解法，得到系統(tǒng)模態(tài)阻尼比方程；由單個(gè)TMD系統(tǒng)模態(tài)方程進(jìn)行六個(gè)參數(shù)分析，分析參數(shù)對(duì)系統(tǒng)模態(tài)阻尼比的影響；以工程實(shí)例為背景，進(jìn)行單個(gè)TMD系統(tǒng)設(shè)計(jì)，根據(jù)拉索特定的長(zhǎng)度、拉索拉力、拉索單位長(zhǎng)度質(zhì)量等參數(shù)，以系統(tǒng)模態(tài)阻尼比數(shù)值為定值，最優(yōu)化設(shè)計(jì)TMD質(zhì)量、TMD阻尼、TMD自身阻尼比；

4、⑵以單個(gè)TMD抑制拉索為基礎(chǔ)，在忽略重力引起拉索的垂度和抗彎剛度的情況下，考慮兩個(gè)TMD同時(shí)作用于一個(gè)拉索的系統(tǒng)，由拉索索長(zhǎng)、拉索拉力、拉索單位長(zhǎng)度質(zhì)量、兩個(gè)TMD的質(zhì)量、阻尼、自身阻尼比等九個(gè)參數(shù)，推導(dǎo)兩個(gè)TMD抑制拉索振動(dòng)的理論公式，再用數(shù)值分析法，得到系統(tǒng)模態(tài)阻尼比方程；⑶對(duì)兩個(gè)TMD系統(tǒng)模態(tài)方程進(jìn)行參數(shù)分析，分別討論參數(shù)對(duì)系統(tǒng)模態(tài)阻尼比的影響；以工程實(shí)例為背景，進(jìn)行兩個(gè)TMD設(shè)計(jì)；以系統(tǒng)阻尼比的定值為前提，針對(duì)特定的拉索長(zhǎng)度、拉