鋼管砼拱橋的地震響應(yīng)分析及ATMD減震控制.pdf

1、近年來，隨著鋼管混凝土結(jié)構(gòu)理論的不斷完善，鋼管混凝上拱橋得到了迅猛發(fā)展，其抗震問題成為其需要深入研究的問題。目前我國規(guī)范對大跨度鋼管混凝土拱橋的抗震問題無明確規(guī)定，從有關(guān)橋梁抗震的文獻看，對大跨度鋼管混凝土拱橋地震響應(yīng)控制研究仍然較少。 本文針對大跨度鋼管混凝土拱橋進行了地震響應(yīng)分析和ATMD減震控制研究，具體包括以下三部分內(nèi)容： (1)針對總長600m的大連港30萬噸碼頭鋼管混凝土5跨拱棧橋，取其1跨建立適合于地震響應(yīng)

2、分析的有限元模型。運用統(tǒng)一理論原理將桁架式鋼管混凝土組合截面的拱肋簡化成單管拱，分別建立了無橋道系的雙拱有限元模型Ⅰ和含有橋道系的整橋有限元模型Ⅱ。進行兩種模型的模態(tài)分析，通過自振頻率和陣型對比，研究該拱橋結(jié)構(gòu)的動力特性。通過多工況下地震激勵作用，分析該拱棧橋關(guān)鍵構(gòu)件的應(yīng)力應(yīng)變情況，由此研究在不同地震波、同一地震波不同方向激勵下，拱橋結(jié)構(gòu)的抗震性能。 (2)提出了基于主動調(diào)諧質(zhì)量阻尼器(ATMD)的鋼管砼拱橋減震控制方法，以最小

3、化橋梁跨中位移峰值為設(shè)計目標(biāo)，在頻域內(nèi)進行增益優(yōu)化的ATMD完整反饋設(shè)計方法設(shè)計主動力，實現(xiàn)了對拱橋振動的主動控制策略，以減小結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)。同時與相同質(zhì)量、阻尼的TMD減震系統(tǒng)仿真分析數(shù)據(jù)進行對比分析，評價了主動控制和被動控制的性能。 (3)運用時程分析法對整橋模型進行豎向地震動作用下ATMD減震控制的動力響應(yīng)計算，計算結(jié)果表明，采用完整反饋方法的ATMD控制性能優(yōu)于TMD，能更有效地抑制結(jié)構(gòu)振動響應(yīng)，結(jié)構(gòu)內(nèi)力也相應(yīng)減小，且比