[硕士]悬索桥受力行为分析及桥塔振动响应控制研究

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内容简介

　　[硕士]悬索桥受力行为分析及桥塔振动响应控制研究　　学科专业：桥梁与隧道工程　　授予学位： 硕士 　　学位授予单位：浙江大学　　学位年度：2010　　 自锚式悬索桥是一种较为美观新颖的桥型，一方面，国内外对其静动力特性方面的研究，尤其是试验研究方面还相当缺乏;另一方面，由于桥塔的高度和振动特性随施工的推进而变化，且在不同施工阶段和不同地震强度下，其抗震装置的最优参数也是变化的.传统的调频质量阻尼器(TMD )或调频液柱阻尼器( TLCD)的系统参数固定，无法实现不同施工阶段和不同地震强度下的最优抗震效果.而将磁流变阻尼器与调谐液柱阻尼器结合而成的MR-TLCD应用于桥塔的地震所致的振动控制研究更少。　　 本文以浙江省江山市北关自锚式悬索桥为背景，研究确定了北关大桥的合理成桥状态，并结合该桥静动力特性的试验研究，验证了该桥在活载作用下的受力可以近似用线弹性状态进行分析，结果表明桥梁的刚度满足规范要求，主梁、主缆、主塔上所测的一阶频率一致，与理论值接近.　　 在突发地震的作用下，施工中的桥塔极易发生破坏，因此有必要采取一定的控制方法对于施工过程中的桥塔予以减振保护.本文在普通TLCD的基础上，改进其中间阀门部分，改用摩擦型磁流变阻尼器，构造简单、阻尼力连续可调、反应迅速;同时，通过调整TLCD竖管内密闭空气柱的压强，从而改变TLCD的自振频率.改进之后的磁流变式调谐液柱阻尼器(MR-TLCD)具备了MR阻尼器的实时调节功能，又具有TLCD构造简单、价格低廉的优点.相对于瀚滞型的MR- TLCD,摩擦型力学模型更为简单，避免了电压与阻尼力强非线性关系.同时采用Matlab程序的Simulink工具对激励下的高耸结构模型(单自由度、多自由度结构)进行磁流变式调谐液柱阻尼器(MR-TLCD )振动控制分析和施工中桥塔地震响应振动控制研究.结果表明，随着电压(摩擦力)、气压(频率)的变化两者的取值存在最优的组合，并且加速度的控制效果略好于位移的控制效果。研究讨论了不同质量比条件下，位移和加速度减振效果随频率比、摩擦力(电压)的变化规律，指出当频率比为1左右减振效果比较理想，摩擦力的取值有最优值，从经济性和实用性方面考虑，质量比为1%为宜.

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