拱橋面外振動TLD控制方法研究.pdf

1、拱橋以其簡潔美觀受到土木界的喜愛，特別是在一些峽谷等特殊地帶，拱橋更是顯現(xiàn)出其他橋型無可比擬的優(yōu)越性。然而，在修建過程中倘若采用轉(zhuǎn)體或者懸臂施工，由于峽谷風的作用，未合龍前的拱橋容易產(chǎn)生很大的側(cè)向振幅，導致拱座應力過大，發(fā)生坍塌事故。且隨著科技的發(fā)展，高強輕質(zhì)材料越來越多地應用在橋梁結(jié)構(gòu)上，造成了結(jié)構(gòu)的低阻尼、低剛度化。在現(xiàn)實生活中，大跨度拱橋在重車尤其是擁擠的人群通過橋上時，或者拱橋在橫向來的強風作用下，都會發(fā)生強烈的側(cè)向彎扭振動，這

2、樣不但影響行人的舒適感，而且其變形過大，也會對橋梁結(jié)構(gòu)造成損害，嚴重的會引起橋梁坍塌，引發(fā)慘重的交通事故。因此，對拱橋進行側(cè)向振動控制有著巨大的現(xiàn)實意義和廣闊的應用前景。 在最近的研究中，使用調(diào)諧液體阻尼器(TLD)的振動控制方法吸引了越來越多研究者的興趣，人們更多的進行了這種體系的實驗研究。TLD系統(tǒng)由于具有許多顯著的優(yōu)點，在振動控制中得到了越來越多的實際應用，并取得了顯著的控制效果。但是TLD對結(jié)構(gòu)的控制研究多限于對高層建筑

3、和高聳結(jié)構(gòu)動力反應的控制上，對其控制拱橋面外振動的研究少之又少。鑒于此，筆者采用TLD作為被動控制裝置，來研究TLD對拱橋面外振動的控制效果，旨在得出一種基于有限元分析手段控制拱橋面外振動的通用方法，為以后這方面的研究提供理論基礎。 本文的主要研究內(nèi)容有： ①將有限元模態(tài)計算和模態(tài)試驗相結(jié)合，利用有限元法分析最初的設計結(jié)構(gòu)動態(tài)特性，然后對該結(jié)構(gòu)進行試驗模態(tài)分析，從而檢驗有限元分析方法的可信度； ②利用經(jīng)過驗證的簡

4、化模型和計算方法，結(jié)合(M)TLD參數(shù)設計理論及現(xiàn)有的一些相關研究成果，進行(M)TLD最優(yōu)參數(shù)設置，初步擬定減振方案，并在有限元軟件中進行減振過程的數(shù)值仿真，驗證減振效果； ③在試驗研究中，適當改變數(shù)值計算中擬定的(M)TLD參數(shù)，另設置幾組(M)TLD，分別應用在模型拱橋上，比較控制效果，并對TLD、MTLD的相關參數(shù)對控制效果的影響進行了探討和總結(jié)，最后確定最優(yōu)減振方案，總結(jié)控制方法。 基于以上研究，得出的一些有意