[碩士]懸索橋受力行為分析及橋塔振動響應(yīng)控制研究

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　　[碩士]懸索橋受力行為分析及橋塔振動響應(yīng)控制研究　　學(xué)科專業(yè)：橋梁與隧道工程　　授予學(xué)位：碩士　　學(xué)位授予單位：浙江大學(xué)　　學(xué)位年度：2010　　自錨式懸索橋是一種較為美觀新穎的橋型，一方面，國內(nèi)外對其靜動力特性方面的研究，尤其是試驗研究方面還相當(dāng)缺乏;另一方面，由于橋塔的高度和振動特性隨施工的推進而變化，且在不同施工階段和不同地震強度下，其抗震裝置的最優(yōu)參數(shù)也是變化的.傳統(tǒng)的調(diào)頻質(zhì)量阻尼器(TMD )或調(diào)頻液柱阻尼器( TLCD)的系統(tǒng)參數(shù)固定，無法實現(xiàn)不同施工階段和不同地震強度下的最優(yōu)抗震效果.而將磁流變阻尼器與調(diào)諧液柱阻尼器結(jié)合而成的MR-TLCD應(yīng)用于橋塔的地震所致的振動控制研究更少?！　? 本文以浙江省江山市北關(guān)自錨式懸索橋為背景，研究確定了北關(guān)大橋的合理成橋狀態(tài)，并結(jié)合該橋靜動力特性的試驗研究，驗證了該橋在活載作用下的受力可以近似用線彈性狀態(tài)進行分析，結(jié)果表明橋梁的剛度滿足規(guī)范要求，主梁、主纜、主塔上所測的一階頻率一致，與理論值接近.　　在突發(fā)地震的作用下，施工中的橋塔極易發(fā)生破壞，因此有必要采取一定的控制方法對于施工過程中的橋塔予以減振保護.本文在普通TLCD的基礎(chǔ)上，改進其中間閥門部分，改用摩擦型磁流變阻尼器，構(gòu)造簡單、阻尼力連續(xù)可調(diào)、反應(yīng)迅速;同時，通過調(diào)整TLCD豎管內(nèi)密閉空氣柱的壓強，從而改變TLCD的自振頻率.改進之后的磁流變式調(diào)諧液柱阻尼器(MR-TLCD)具備了MR阻尼器的實時調(diào)節(jié)功能，又具有TLCD構(gòu)造簡單、價格低廉的優(yōu)點.相對于瀚滯型的MR- TLCD,摩擦型力學(xué)模型更為簡單，避免了電壓與阻尼力強非線性關(guān)系.同時采用Matlab程序的Simulink工具對激勵下的高聳結(jié)構(gòu)模型(單自由度、多自由度結(jié)構(gòu))進行磁流變式調(diào)諧液柱阻尼器(MR-TLCD )振動控制分析和施工中橋塔地震響應(yīng)振動控制研究.結(jié)果表明，隨著電壓(摩擦力)、氣壓(頻率)的變化兩者的取值存在最優(yōu)的組合，并且加速度的控制效果略好于位移的控制效果。研究討論了不同質(zhì)量比條件下，位移和加速度減振效果隨頻率比、摩擦力(電壓)的變化規(guī)律，指出當(dāng)頻率比為1左右減振效果比較理想，摩擦力的取值有最優(yōu)值，從經(jīng)濟性和實用性方面考慮，質(zhì)量比為1%為宜.

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