论文部分内容阅读
地震时刻威胁着人类生命和财产的安全。由地震引发的桥梁工程破坏事故频发,从而导致救灾工作常常不能及时和顺利的进行,进而加深次生灾害的影响。在生命线地震工程的研究中,桥梁抗震扮演着重要的角色。斜拉桥作为近年来飞速发展的桥型,得到了非常广泛的应用,因此对斜拉桥结构的减震控制研究更为重要。调谐质量阻尼器(TMD)作为一种原理清晰、布置方便、形式简单的振动控制手段,在民用建筑结构领域已经得到了广泛应用,并取得了较好的效果。将TMD应用到体型相对巨大,结构形式相对复杂的斜拉桥结构减震(振)体系中,尚有许多问题亟待解决,在此方面开展深入细致的研究是值得和有意义的。本文以山东东营市某双塔斜拉桥为研究背景,借助小比尺模型试验及有限元数值计算两种研究手段,在TMD减振特性试验基础上,研究了不同地震动激励、不同TMD质量比、不同TMD几何分布、不同TMD阻尼比等因素作用下,斜拉桥-TMD体系的减振特点及效果。主要研究内容分述如下：(1)仔细查阅了国内外桥梁振动控制研究进展及相关成果,对调谐质量阻尼器(TMD)的减振原理及相关参数优化设计进行了总结与归纳,为本研究的试验方法及有限元数值分析提供理论支持。(2)考虑到小比尺模型试验和有限元分析的研究侧重点,分别建立旨在研究TMD特性的模型有限元模型和针对实际斜拉桥结构的原型有限元模型。模型有限元可以对模型试验方法进行先导性分析,同时亦可以对试验结果作必要的扩展性研究。原型有限元则可以对整个原型桥梁结构在不同激励假设、TMD布置方式及特性设置等情况下,对斜拉桥的减震效果进行分析。(3)进行了小比尺桥梁模型的TMD减振特性研究,研究了桥梁模型在自由衰减振动过程中,调谐的TMD对模型振动反应的影响,并结合简谐激励下针对模型的有限元分析结果,对斜拉桥中TMD的减震特性有比较准确的了解和把握。(4)在模型试验分析的基础上,在原型有限元模型的平台上,对不同振动激励、不同TMD设置方案等情况下的结构反应进行了对比性分析。分析结果不但验证了TMD对斜拉桥的震动控制的有效性,同时对TMD在斜拉桥减地震反应中出现的一些新的特性和特点给予初步性的揭示和分析。