【摘 要】
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为改善传统TMD（调谐质量阻尼器）对桥梁主梁的颤振控制性能,本文根据弹簧-阻尼-惯质三种元件的不同组合形式,提出采用八种惯质阻尼器控制大跨度桥梁颤振,给出了惯质阻尼器用于桥梁颤振控制的适用布置形式,对比研究了TMD与八种惯质阻尼器颤振控制性能,并通过对比分析选择其中六种颤振控制性能较优的惯质阻尼器进行参数分析,探讨了各参数设置对其颤振控制效果的影响。本文主要的研究工作及结论如下:（1）综述了桥梁颤
【基金项目】
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中央高校基本科研业务费项目（编号:531118010047）
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为改善传统TMD（调谐质量阻尼器）对桥梁主梁的颤振控制性能,本文根据弹簧-阻尼-惯质三种元件的不同组合形式,提出采用八种惯质阻尼器控制大跨度桥梁颤振,给出了惯质阻尼器用于桥梁颤振控制的适用布置形式,对比研究了TMD与八种惯质阻尼器颤振控制性能,并通过对比分析选择其中六种颤振控制性能较优的惯质阻尼器进行参数分析,探讨了各参数设置对其颤振控制效果的影响。本文主要的研究工作及结论如下:（1）综述了桥梁颤振控制措施的研究现状、惯质阻尼器的发展历程及研究现状,介绍了桥梁二维、三维耦合颤振频域分析方法及机械阻抗分析理论,为后续的研究分析工作奠定了基础。（2）基于运动微分方程分析方法和二维耦合颤振理论,推导了桥梁-TMDI（惯质调谐质量阻尼器）系统运动微分方程并得到了特征多项式代数方程,以具有理想平板断面的简支梁为算例,分析了TMDI的桥梁颤振控制性能,探讨了TMDI各参数设置对颤振控制效果的影响。研究表明,TMDI可以有效提高桥梁颤振临界风速。与TMD相比,惯质的加入会削弱其控制效果,但却可以大幅降低质量块静位移,在实际工程中更具实用性。（3）基于机械阻抗分析方法和二维耦合颤振理论,推导了桥梁-MISD（惯质阻尼器）系统代数运动方程,基于具有理想平板断面的简支梁算例,从颤振控制效率及质量块静位移两方面对比研究了TMD、TMDI和多种MISD的颤振控制性能。研究表明,综合考虑颤振控制效率及构造简洁性推荐使用MISD1、MISD4、MISD6、MISD3、MISD2,综合考虑质量块静位移及实用性推荐使用MISD7。（4）以江阴大桥为实例,分析了上述六种惯质阻尼器的颤振控制性能,研究了各参数设置对其颤振控制效果的影响。研究表明,惯质阻尼器的颤振控制效果对其频率非常敏感;增大质量及断面中心距可以有效提升惯质阻尼器的颤振控制效果;惯质则会略微削弱其颤振控制效果;阻尼比对惯质阻尼器的影响取决于其质量的大小;六种惯质阻尼器均存在较为明显的最优弹簧刚度比,最优点的取值很大程度取决于惯质阻尼器的惯质与质量。本文提出了新的性能更优的多种惯质阻尼器用于大跨度桥梁的颤振控制,并进行了深入的参数分析和性能对比研究,其研究成果为这些惯质阻尼器的实际工程应用提供了理论依据。
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