拱橋面外振動(dòng)TLD控制方法研究.pdf

1、拱橋以其簡潔美觀受到土木界的喜愛，特別是在一些峽谷等特殊地帶，拱橋更是顯現(xiàn)出其他橋型無可比擬的優(yōu)越性。然而，在修建過程中倘若采用轉(zhuǎn)體或者懸臂施工，由于峽谷風(fēng)的作用，未合龍前的拱橋容易產(chǎn)生很大的側(cè)向振幅，導(dǎo)致拱座應(yīng)力過大，發(fā)生坍塌事故。且隨著科技的發(fā)展，高強(qiáng)輕質(zhì)材料越來越多地應(yīng)用在橋梁結(jié)構(gòu)上，造成了結(jié)構(gòu)的低阻尼、低剛度化。在現(xiàn)實(shí)生活中，大跨度拱橋在重車尤其是擁擠的人群通過橋上時(shí)，或者拱橋在橫向來的強(qiáng)風(fēng)作用下，都會(huì)發(fā)生強(qiáng)烈的側(cè)向彎扭振動(dòng)，這

2、樣不但影響行人的舒適感，而且其變形過大，也會(huì)對橋梁結(jié)構(gòu)造成損害，嚴(yán)重的會(huì)引起橋梁坍塌，引發(fā)慘重的交通事故。因此，對拱橋進(jìn)行側(cè)向振動(dòng)控制有著巨大的現(xiàn)實(shí)意義和廣闊的應(yīng)用前景。 在最近的研究中，使用調(diào)諧液體阻尼器(TLD)的振動(dòng)控制方法吸引了越來越多研究者的興趣，人們更多的進(jìn)行了這種體系的實(shí)驗(yàn)研究。TLD系統(tǒng)由于具有許多顯著的優(yōu)點(diǎn)，在振動(dòng)控制中得到了越來越多的實(shí)際應(yīng)用，并取得了顯著的控制效果。但是TLD對結(jié)構(gòu)的控制研究多限于對高層建筑

3、和高聳結(jié)構(gòu)動(dòng)力反應(yīng)的控制上，對其控制拱橋面外振動(dòng)的研究少之又少。鑒于此，筆者采用TLD作為被動(dòng)控制裝置，來研究TLD對拱橋面外振動(dòng)的控制效果，旨在得出一種基于有限元分析手段控制拱橋面外振動(dòng)的通用方法，為以后這方面的研究提供理論基礎(chǔ)。 本文的主要研究內(nèi)容有： ①將有限元模態(tài)計(jì)算和模態(tài)試驗(yàn)相結(jié)合，利用有限元法分析最初的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性，然后對該結(jié)構(gòu)進(jìn)行試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析，從而檢驗(yàn)有限元分析方法的可信度； ②利用經(jīng)過驗(yàn)證的簡

4、化模型和計(jì)算方法，結(jié)合(M)TLD參數(shù)設(shè)計(jì)理論及現(xiàn)有的一些相關(guān)研究成果，進(jìn)行(M)TLD最優(yōu)參數(shù)設(shè)置，初步擬定減振方案，并在有限元軟件中進(jìn)行減振過程的數(shù)值仿真，驗(yàn)證減振效果； ③在試驗(yàn)研究中，適當(dāng)改變數(shù)值計(jì)算中擬定的(M)TLD參數(shù)，另設(shè)置幾組(M)TLD，分別應(yīng)用在模型拱橋上，比較控制效果，并對TLD、MTLD的相關(guān)參數(shù)對控制效果的影響進(jìn)行了探討和總結(jié)，最后確定最優(yōu)減振方案，總結(jié)控制方法。 基于以上研究，得出的一些有意