大跨桥梁吊杆减振的两种被动式阻尼器研究

发布时间：2020-12-13 08:20

　　吊杆是大跨度桥梁中最脆弱的部件之一,其在正常服役状态下的持续的振动响应会引起疲劳累计甚至导致构件损坏;以往的研究表明,在极端天气下吊杆可能发生的大幅振动,会对桥梁结构和交通安全构成威胁。到目前为止,垂直吊杆的减震研究还较为有限,但近年来逐渐引起学者和工程师们的重视。本研究着眼于大跨桥梁细柔吊杆的振动控制,研究了使用两种被动控制手段对其实现减振:环形调谐液体阻尼器与摆式调谐质量阻尼器,并给出了相应的设计方法、模拟与实验验证,并对其模拟结果进行了对比。本文主要研究内容如下:（1）本文中提出了运用于吊杆减振的环形调谐液体阻尼器（RSTLD）。基于SIMULINK对吊杆-阻尼器体系分别进行了正弦荷载与白噪声荷载激励下的数值模拟,研究了阻尼器尺寸等参数的优化设计方法,探讨了阻尼器尺寸与其阻尼比对减振效果的影响,并给出了该方法适用的吊杆频率范围。选取大连星海湾跨海大桥的一根长度为61.55m的吊杆作为现场实验研究对象,对RSTLD的控制效果进行验证。加工了考虑不同质量比和充填液体（分别为水与甲基硅油）的两个RSTLD进行实验,采集了安装阻尼器吊杆的响应与没有安装阻尼器的在另一吊杆平面上的对称吊杆的... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 桥梁发展与其病害情况
        1.1.1 桥梁的发展情况
        1.1.2 桥梁以及其吊杆的病害情况
    1.2 结构被动振动控制的发展
        1.2.1 调谐液体阻尼器的相关研究及应用
        1.2.2 摆式调谐质量阻尼器的相关研究及应用
    1.3 本文的研究思路与内容
        1.3.1 本文的研究思路
        1.3.2 本文的研究内容
        1.3.3 本文的研究技术路线
2 基于RSTLD的吊杆减振效果分析及其设计方法
    2.1 吊杆结构与荷载的建模方法
        2.1.1 吊杆结构的建模方法
        2.1.2 荷载的模拟
    2.2 RSTLD的形式及其数学模型
        2.2.1 RSTLD的结构形式
        2.2.2 RSTLD的数学模型
    2.3 吊杆-RSTLD体系动力反应分析的SIMULINK建模
    2.4 RSTLD的数值模拟分析与参数设计方法
        2.4.1 RSTLD的参数设计方法
        2.4.2 环形调谐液体阻尼器的调谐范围
        2.4.3 最优频率比的选择
        2.4.4 阻尼器控制效果与评价指标的选择
        2.4.5 阻尼器控制效果与液体粘滞阻尼比的关系
    2.5 实桥实验验证
        2.5.1 实验对象、实验器材以及实验实施方法
        2.5.2 实验数据分析与对比
    2.6 本章小结
3 基于PTMD的吊杆减振效果分析及其设计方法
    3.1 PTMD的结构形式及其数学模型
        3.1.1 PTMD的结构形式
        3.1.2 PTMD的数学模型
    3.2 吊杆-PTMD体系动力反应分析的SIMULINK建模
    3.3 PTMD的数值模拟分析与参数设计方法
        3.3.1 PTMD的设计方法
        3.3.2 不同荷载幅值下的摆幅分析
        3.3.3 摆式调谐质量阻尼器频率分析
    3.4 两种阻尼器形式数值模拟结果对比
    3.5 本章小结
4 结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢



本文编号：2914236