斜拉索-調(diào)諧質(zhì)量阻尼器系統(tǒng)復(fù)模態(tài)分析.pdf

1、斜拉索橋代表著當(dāng)代橋梁最大跨徑的主要橋型，其跨徑大、跨越性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)是其他橋型無(wú)法比擬的。拉索是斜拉索橋的主要受拉構(gòu)件，拉索具有剛度小、彈性模量大、阻尼比較小等特點(diǎn)，導(dǎo)致隨著拉索長(zhǎng)度的增加，拉索的振幅迅速增加，對(duì)橋梁的安全產(chǎn)生了無(wú)法忽略的影響。許多工程事故證明控制拉索的振動(dòng)對(duì)橋梁的安全使用是非常重要的。目前工程上常常采取拉索附加粘滯阻尼器或者拉索之間添加拉索來(lái)減小拉索的振動(dòng)，有著安裝位置不能太高、易發(fā)生與橋面耦合振動(dòng)、減振效果與理論值相差

2、較大等問(wèn)題。本課題針對(duì)此問(wèn)題，提出了利用調(diào)諧質(zhì)量阻尼器(TMD)抑制拉索振動(dòng)的理論公式，設(shè)計(jì)出TMD抑制拉索振動(dòng)模型。運(yùn)用復(fù)模態(tài)方法分析了斜拉索－調(diào)諧質(zhì)量阻尼器（C-TMD）系統(tǒng)的振動(dòng)特性，得到了TMD各參數(shù)對(duì)系統(tǒng)阻尼的影響。針對(duì)具有工程背景的實(shí)際拉索，提出了抑制拉索不同階次振動(dòng)時(shí)的TMD設(shè)計(jì)參數(shù)。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴推導(dǎo)單個(gè)TMD抑制拉索振動(dòng)的理論公式；由于重力引起拉索的垂度和抗彎剛度很小，所以忽略其影響，在考慮拉索索長(zhǎng)

3、、拉索拉力、拉索單位長(zhǎng)度質(zhì)量、TMD質(zhì)量、TMD阻尼、TMD自身阻尼比等參數(shù)對(duì)拉索與TMD組成的系統(tǒng)，根據(jù)結(jié)構(gòu)振動(dòng)原理，建立系統(tǒng)振動(dòng)方程。對(duì)系統(tǒng)振動(dòng)方程運(yùn)用數(shù)值解法，得到系統(tǒng)模態(tài)阻尼比方程；由單個(gè)TMD系統(tǒng)模態(tài)方程進(jìn)行六個(gè)參數(shù)分析，分析參數(shù)對(duì)系統(tǒng)模態(tài)阻尼比的影響；以工程實(shí)例為背景，進(jìn)行單個(gè)TMD系統(tǒng)設(shè)計(jì)，根據(jù)拉索特定的長(zhǎng)度、拉索拉力、拉索單位長(zhǎng)度質(zhì)量等參數(shù)，以系統(tǒng)模態(tài)阻尼比數(shù)值為定值，最優(yōu)化設(shè)計(jì)TMD質(zhì)量、TMD阻尼、TMD自身阻尼比；

4、⑵以單個(gè)TMD抑制拉索為基礎(chǔ)，在忽略重力引起拉索的垂度和抗彎剛度的情況下，考慮兩個(gè)TMD同時(shí)作用于一個(gè)拉索的系統(tǒng)，由拉索索長(zhǎng)、拉索拉力、拉索單位長(zhǎng)度質(zhì)量、兩個(gè)TMD的質(zhì)量、阻尼、自身阻尼比等九個(gè)參數(shù)，推導(dǎo)兩個(gè)TMD抑制拉索振動(dòng)的理論公式，再用數(shù)值分析法，得到系統(tǒng)模態(tài)阻尼比方程；⑶對(duì)兩個(gè)TMD系統(tǒng)模態(tài)方程進(jìn)行參數(shù)分析，分別討論參數(shù)對(duì)系統(tǒng)模態(tài)阻尼比的影響；以工程實(shí)例為背景，進(jìn)行兩個(gè)TMD設(shè)計(jì)；以系統(tǒng)阻尼比的定值為前提，針對(duì)特定的拉索長(zhǎng)度、拉