[碩士]懸索橋受力行為分析及橋塔振動(dòng)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(dòng)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(guó)內(nèi)外對(duì)其靜動(dòng)力特性方面的研究，尤其是試驗(yàn)研究方面還相當(dāng)缺乏;另一方面，由于橋塔的高度和振動(dòng)特性隨施工的推進(jìn)而變化，且在不同施工階段和不同地震強(qiáng)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(shí)現(xiàn)不同施工階段和不同地震強(qiáng)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(dòng)控制研究更少。　　 本文以浙江省江山市北關(guān)自錨式懸索橋?yàn)楸尘?，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(dòng)力特性的試驗(yàn)研究，驗(yàn)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(jìn)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(cè)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(duì)于施工過程中的橋塔予以減振保護(hù).本文在普通TLCD的基礎(chǔ)上，改進(jìn)其中間閥門部分，改用摩擦型磁流變阻尼器，構(gòu)造簡(jiǎn)單、阻尼力連續(xù)可調(diào)、反應(yīng)迅速;同時(shí)，通過調(diào)整TLCD豎管內(nèi)密閉空氣柱的壓強(qiáng)，從而改變TLCD的自振頻率.改進(jìn)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(shí)時(shí)調(diào)節(jié)功能，又具有TLCD構(gòu)造簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉的優(yōu)點(diǎn).相對(duì)于瀚滯型的MR- TLCD,摩擦型力學(xué)模型更為簡(jiǎn)單，避免了電壓與阻尼力強(qiáng)非線性關(guān)系.同時(shí)采用Matlab程序的Simulink工具對(duì)激勵(lì)下的高聳結(jié)構(gòu)模型(單自由度、多自由度結(jié)構(gòu))進(jìn)行磁流變式調(diào)諧液柱阻尼器(MR-TLCD )振動(dòng)控制分析和施工中橋塔地震響應(yīng)振動(dòng)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(jì)性和實(shí)用性方面考慮，質(zhì)量比為1%為宜.

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