考慮行波效應(yīng)的大跨度三塔懸索橋減震控制研究.pdf

1、大跨度三塔懸索橋是一種較為新穎的懸索橋橋型，相對于傳統(tǒng)的兩塔懸索橋，中塔的引入使得其動靜力特性更趨復(fù)雜，該橋型的抗震性能在橋梁工程領(lǐng)域也備受關(guān)注。本文以某大跨度三塔懸索橋為工程背景，在對該橋進行地震響應(yīng)分析的基礎(chǔ)上，重點開展了基于彈性拉索、粘滯阻尼器和軟鋼阻尼器的大跨度三塔懸索橋減震控制研究，以期為大跨度多塔懸索橋的減震設(shè)計及分析提供參考。本文主要研究內(nèi)容包括:
　　(1)三塔懸索橋有限元建模及其動力特性分析。根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)，在

2、ANSYS中建立了三塔懸索橋的空間有限元模型，并采用子空間迭代法計算了該橋的模態(tài)參數(shù)，在此基礎(chǔ)上分析了大質(zhì)量法中塔底增設(shè)大質(zhì)量單元對結(jié)構(gòu)動力特性的影響，結(jié)果表明:塔底增設(shè)大質(zhì)量單元對三塔懸索橋自身動力特性的影響可忽略不計。
　　(2)三塔懸索橋地震響應(yīng)分析。選取多條典型地震波，分別采用加速度法和大質(zhì)量法進行一致輸入下的結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)分析，并驗證了大質(zhì)量法在結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)分析中的可行性。據(jù)此，進一步開展了三塔懸索橋行波效應(yīng)分析，并與一致

3、輸入下的地震響應(yīng)進行了對比。研究結(jié)果表明:在低視波速下，結(jié)構(gòu)響應(yīng)（塔梁相對位移、塔柱底部反力、邊纜內(nèi)力等）隨著視波速的增加存在明顯振蕩;在高視波速下，結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)趨近于一致輸入的計算結(jié)果。
　　(3)三塔懸索橋兩類常用減震裝置的減震效果分析。在塔梁連接處分別設(shè)置彈性拉索和粘滯阻尼器后，分別開展一致輸入下和考慮行波效應(yīng)的三塔懸索橋減震分析。研究結(jié)果表明:彈性拉索和粘滯阻尼器均可有效控制塔梁相對位移，但采用彈性拉索會明顯增加塔底剪力;

4、考慮行波效應(yīng)時，結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)隨著視波速的增加顯著變化，在低視波速區(qū)間振蕩現(xiàn)象最為明顯。
　　(4)三塔懸索橋軟鋼阻尼器減震效果分析?；谝延熊涗撟枘崞鲄?shù)進行三塔懸索橋減震分析，并開展軟鋼阻尼器減震效果的參數(shù)敏感性研究，從而確定適用于該橋的軟鋼阻尼器參數(shù)。在此基礎(chǔ)上，進一步研究考慮行波效應(yīng)時的軟鋼阻尼器減震效果。研究結(jié)果表明:隨著彈性剛度的增加，軟鋼阻尼器對塔梁相對位移的控制效果越趨明顯，但中塔塔底剪力也顯著增加。
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