橋梁風(fēng)致振動(dòng)三向控制及連續(xù)型控制理論研究.pdf

1、隨著大跨橋梁建設(shè)的飛速發(fā)展，橋梁的抗風(fēng)問(wèn)題日益引人關(guān)注。傳統(tǒng)的抗風(fēng)方法和措施已不能滿足設(shè)計(jì)的需要，采取適當(dāng)?shù)目刂拼胧﹣?lái)控制橋梁的風(fēng)致振動(dòng)已經(jīng)必不可少。
　　 本文提出的能同時(shí)控制橋梁豎向、橫向、扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的三向控制器，沿全橋主跨連續(xù)布置，毫無(wú)疑問(wèn)，只要TMD參數(shù)合理，連續(xù)型TMD對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)有很好的效果。采用大跨橋梁多模態(tài)耦合顫抖振被動(dòng)控制理論進(jìn)行橋梁風(fēng)致振動(dòng)的分析，但是關(guān)于控制器參數(shù)的優(yōu)化只能采用數(shù)值分析的方法進(jìn)行，即采用全模態(tài)顫

2、振分析模型和頻域分析算法。通過(guò)阻尼特征值分析，可確定風(fēng)-橋耦合系統(tǒng)的各個(gè)復(fù)特征值，其中特征值的實(shí)部為阻尼而其虛部則為阻尼振動(dòng)頻率。
　　 最后，以某大跨斜拉橋梁為實(shí)際工程背景，建立了全橋的有限元模型，并將三向控制器沿主梁連續(xù)布置，通過(guò)對(duì)未安裝控制器和安裝不同參數(shù)控制器的橋梁有限元進(jìn)行了對(duì)比分析計(jì)算，對(duì)三向連續(xù)型控制器控制風(fēng)致振動(dòng)的性能作出評(píng)價(jià)。試驗(yàn)數(shù)據(jù)和結(jié)果顯示：
　　 (1)相比無(wú)控狀態(tài)下的橋梁結(jié)構(gòu)的顫振臨界風(fēng)速，帶有

3、連續(xù)型控制器的橋梁顫振風(fēng)速能得到顯著提高；
　　 (2)本文提出的連續(xù)型三向控制器，相比常見(jiàn)的兩向控制器(豎向和橫向)，能夠抑制橋梁的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，尤其是針對(duì)p-k截面式橋梁，能有效抑制橋梁扭轉(zhuǎn)；
　　 (3)通過(guò)對(duì)TMD控制參數(shù)的優(yōu)化，驗(yàn)證了連續(xù)型TMD對(duì)提高橋梁顫振臨界風(fēng)速和橋梁顫振穩(wěn)定性的作用，為今后三向控制器運(yùn)用于實(shí)際工程打下基礎(chǔ)；
　　 (4)基于ANSYS的頻域分析算法，分析了復(fù)模態(tài)隨風(fēng)速的變化過(guò)程，有利