基于TRID系統(tǒng)的大跨度橋梁結(jié)構(gòu)風(fēng)致顫振控制方法及其數(shù)值模擬.pdf

1、隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進步，我國大跨橋梁建造得到了迅猛發(fā)展。對于輕柔、大跨度橋梁來說，風(fēng)致振動往往對結(jié)構(gòu)設(shè)計起控制作用，橋梁顫振現(xiàn)象的出現(xiàn)可能導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)的整體破壞，所以設(shè)計中必須杜絕橋梁顫振的發(fā)生。目前控制橋梁顫振大多采用TMD、DTMD、MTMD等機械裝置來控制橋梁豎向運動或扭轉(zhuǎn)運動。但眾多實驗表明：TMD僅能單純控制豎向運動，盡管DTMD可以控制一部分扭轉(zhuǎn)運動，但DTMD不是主要控制扭轉(zhuǎn)運動的裝置。本文以控制橋梁扭轉(zhuǎn)運動為

2、主要目標(biāo)，利用TMD吸振原理設(shè)計而成的對回轉(zhuǎn)運動控制有效的調(diào)諧轉(zhuǎn)動慣量阻尼器(Tuned Rotary Inertia Damper,TRID)作為橋梁風(fēng)致顫振的新型控制系統(tǒng)。
　　本文從大跨度橋梁系統(tǒng)建模入手，主要包括以下幾方面的內(nèi)容：
　　首先，概述了橋梁顫振的基本理論和橋梁顫振臨界狀態(tài)，以及研究橋梁顫振的常用方法，介紹目前風(fēng)致橋梁顫振控制的研究現(xiàn)狀。
　　其次，基于拉格朗日函數(shù)原理，建立了大跨度橋梁運動模型，以虎

3、門大橋為例，用Scanlan方法和狀態(tài)空間法兩種方法進行求解，得出橋梁顫振理論風(fēng)速。
　　再次，建立了TRID系統(tǒng)控制的橋梁節(jié)段模型，分析TRID頻率比、阻尼比及不同轉(zhuǎn)動慣量比對控制效果的影響規(guī)律，給出TRID系統(tǒng)的最優(yōu)頻率比和最優(yōu)阻尼比；結(jié)合Scanlan方法和狀態(tài)空間法，進行大量的TRID控制仿真分析，仿真結(jié)果表明，TRID控制系統(tǒng)有效提高橋梁顫振臨界風(fēng)速，有效控制橋梁扭轉(zhuǎn)運動進而避免橋梁顫振的發(fā)生。
　　最后，從橋梁顫