基于新型PTMD的施工期高耸桥塔风致振动控制研究

发布时间：2021-06-17 01:42

　　强风对大跨度桥梁施工安全和运营安全影响重大,是设计施工中需要考虑的重要因素之一,现代斜拉桥和悬索桥的跨度越来越大,相应的桥塔的高度必然会越来越高。然而桥塔是一种轻柔结构,风是其主要作用荷载,桥塔日益增高的趋势必然会使风荷载的作用力度增大。成桥状态下,由于桥塔有缆索支承,桥塔对风作用的反应较小,然而在施工过程中风荷载对桥塔的影响非常大。长时间的结构振动以及振幅过大的结构振动,都会引起桥塔结构疲劳甚至破坏,导致严重的经济损失,威胁施工工作人员的舒适度甚至生命安全,因此研究施工阶段桥塔的振动控制问题日趋重要。目前,桥梁抗风主要采用三种桥梁抗风措施,即为气动措施、机械措施和结构措施。。机械措施是使用较为广泛的一种方案。调谐质量阻尼器（TMD）是用来抑制风致振动较为广泛的一种机械减振控制方法,本文在前人的基础上,改进设计了具有碰撞边界的新型碰撞型调谐质量阻尼器（PTMD）,通过对“L”形柔性杆减振控制的模型实验和数值模拟作为先导研究,分析了新型PTMD的减振控制性能,并研究了新型PTMD对桥塔抖振的减振控制效果。具体研究工作如下:（1）制作了结构简单但柔度较高的“L”形交通信号杆形状的钢模型,并... 

【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

工作原理示意图（a）原始PTMD（b）新型PTMD然而，当它被应用到桥塔时，却存在安全隐患和些许不足：第一，PTMD安装在桥

图 2-1. 工作原理示意图 （a）TMD （b）原始 PTMD与传统 TMD 类似，PTMD 通过调谐质量块吸收主结构的能量，然而与 TMD 通粘滞阻尼消耗能量不同的是，PTMD 通过质量块与粘弹性边界之间的弹塑性碰撞来消主结构的能量。由于 PTMD 成功地将吸能和耗能过程分离开，因此它在结构的振动控方面有其独特性和优越性。已经证明 PTMD 在许多结构上的应用都有着优秀的表现，如输电线塔；海底运输管；简支桥梁等。

西南交通大学硕士研究生学位论文 第 11 页用一根直径为上孔径的刚性限位杆分别穿过压簧和质量块。限位杆被竖直地固定在一块弧形底片上，底片的形状与交通杆圆管内壁的形状贴合。最后，通过底片与主结构内壁的连接将 PTMD 固定在交通杆管内，此时，限位杆上端恰好与主结构内壁接触，如图 24(d)所示。当 PTMD 的质量块在主结构管内振动时，质量块将与主结构内壁上下两处发生碰撞，如图 2-4(d)所示。类似于原始 PTMD，调谐质量外缘粘贴有一圈粘弹性材料，可以增大碰撞过程中的能量耗散。从构造来看，新型 PTMD 使用压簧代替了原始 PTMD 中 L 型柔性细杆，吸收主结构振动的能量；使用质量块代替了 L 型柔性细杆，与主结构碰撞消耗振动能量，显著提升了 PTMD 的稳定性，安全性，可靠性。


本文编号：3234203