基于TRID系統(tǒng)的大跨度橋梁結(jié)構(gòu)風(fēng)致顫振控制方法及其數(shù)值模擬.pdf

1、隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，我國(guó)大跨橋梁建造得到了迅猛發(fā)展。對(duì)于輕柔、大跨度橋梁來(lái)說(shuō)，風(fēng)致振動(dòng)往往對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)起控制作用，橋梁顫振現(xiàn)象的出現(xiàn)可能導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)的整體破壞，所以設(shè)計(jì)中必須杜絕橋梁顫振的發(fā)生。目前控制橋梁顫振大多采用TMD、DTMD、MTMD等機(jī)械裝置來(lái)控制橋梁豎向運(yùn)動(dòng)或扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。但眾多實(shí)驗(yàn)表明：TMD僅能單純控制豎向運(yùn)動(dòng)，盡管DTMD可以控制一部分扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，但DTMD不是主要控制扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的裝置。本文以控制橋梁扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)為

2、主要目標(biāo)，利用TMD吸振原理設(shè)計(jì)而成的對(duì)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)控制有效的調(diào)諧轉(zhuǎn)動(dòng)慣量阻尼器(Tuned Rotary Inertia Damper,TRID)作為橋梁風(fēng)致顫振的新型控制系統(tǒng)。
　　本文從大跨度橋梁系統(tǒng)建模入手，主要包括以下幾方面的內(nèi)容：
　　首先，概述了橋梁顫振的基本理論和橋梁顫振臨界狀態(tài)，以及研究橋梁顫振的常用方法，介紹目前風(fēng)致橋梁顫振控制的研究現(xiàn)狀。
　　其次，基于拉格朗日函數(shù)原理，建立了大跨度橋梁運(yùn)動(dòng)模型，以虎

3、門(mén)大橋?yàn)槔肧canlan方法和狀態(tài)空間法兩種方法進(jìn)行求解，得出橋梁顫振理論風(fēng)速。
　　再次，建立了TRID系統(tǒng)控制的橋梁節(jié)段模型，分析TRID頻率比、阻尼比及不同轉(zhuǎn)動(dòng)慣量比對(duì)控制效果的影響規(guī)律，給出TRID系統(tǒng)的最優(yōu)頻率比和最優(yōu)阻尼比；結(jié)合Scanlan方法和狀態(tài)空間法，進(jìn)行大量的TRID控制仿真分析，仿真結(jié)果表明，TRID控制系統(tǒng)有效提高橋梁顫振臨界風(fēng)速，有效控制橋梁扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)進(jìn)而避免橋梁顫振的發(fā)生。
　　最后，從橋梁顫