天興洲大橋列車制動及地震反應(yīng)的被動控制.pdf

1、天興洲公鐵兩用斜拉橋?qū)儆诮煌ㄟ\輸?shù)臉屑~工程，投資大，對國民經(jīng)濟有著重大影響。大橋采用主梁縱飄的結(jié)構(gòu)體系，這種結(jié)構(gòu)體系能夠減小荷載作用下橋塔的內(nèi)力，但也增加了主梁的縱向位移。地震會對橋梁遭成破壞，引起巨大的經(jīng)濟損失，因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計中地震作用是首先考慮的因素；另外由于大橋鐵路路面采用雙向四車道，列車制動荷載數(shù)值大，列車制動力對大跨度斜拉橋主梁作用也不容忽視。為了使結(jié)構(gòu)位移響應(yīng)滿足設(shè)計要求，需要對地震和列車制動力作用下主梁的位移反應(yīng)進行控制。

2、粘滯阻尼器是一種不增加結(jié)構(gòu)的剛度，不限制主梁在溫度作用下的自由變形的較為理想的大跨度橋梁減震裝置。本文研究了粘滯阻尼器對天興洲公鐵兩用斜拉橋主梁列車制動和地震反應(yīng)的控制效果，并利用準最優(yōu)算法優(yōu)化了粘滯阻尼器的阻尼參數(shù)。主要做了以下工作： (1)本文根據(jù)國內(nèi)已有的列車制動力模型，介紹了對列車制動力仿真程序?qū)崿F(xiàn)的技術(shù)。文中利用過渡剛度的方法處理非線性車鉤力模型的拐點問題，并通過有限元的方法求解列車制動反應(yīng)方程組，得到了滿足工程應(yīng)用的

3、列車制動力時程曲線。 (2)建立天興洲大橋三維有限元模型并對大橋進行了模態(tài)分析，考察天興洲大橋主梁在列車制動和地震作用下的位移、速度響應(yīng)。在橋塔橫梁上設(shè)置8個粘滯阻尼器，研究了粘滯阻尼器對主梁列車制動及地震反應(yīng)的控制效果。 (3)對粘滯阻尼器參數(shù)進行了優(yōu)化。利用最小范數(shù)法和最小誤差激勵法求得了與主動控制效果盡量等效的粘滯阻尼器準最優(yōu)參數(shù)，并對控制力與主梁縱向位移的權(quán)系數(shù)進行調(diào)節(jié)，使粘滯阻尼器產(chǎn)生的控制力和主梁的縱向位移都