调谐质量阻尼器(TMD)在大跨斜拉桥减震控制中的应用

将调谐质量阻尼器(TMD)运用于润扬北汊斜拉桥地震反应控制。给出了TMD的减震机理及其力学分析模型,建立了TMD-斜拉桥地震反应控制系统的有限元模型,并进行了TMD对斜拉桥减震效果分析。分析发现,TMD使斜拉桥结构的阻尼耗能减少了30%,主梁跨中和端部的横向位移减少了12%,竖向位移减少了24%。结果表明,调谐质量阻尼器能有效的控制大跨斜拉桥在地震作用下的振动。     

基于极点配置的调谐黏滞质量阻尼器脉冲型振动响应控制

在脉冲型随机激励(如近场地震、突发阵风等)的动力冲击作用下,结构通常因振动响应在短时间内达到最不利峰值而破坏.已有的针对脉冲型响应峰值的控制方法较少.为了更好地实现脉冲型振动响应的被动控制,以调谐黏滞质量阻尼器(TVMD)为研究对象,通过配置响应传递函数的极点,使结构脉冲响应函数衰减最快,推导得到了 TVMD的稳定性最大化优化参数解析公式.通过对具有脉冲特性的近场地震响应和突发阵风响应的振动控制算例分析,将该方法与传统固定点理论得到的优化参数控制效果进行对比.结果表明:基于传递函数极点配置的TVMD脉冲型振动响应控制方法对脉冲型振动响应的峰值控制效果显著优于固定点理论的,且随惯质比变化并不显著,采用该方法可使具有脉冲特性的近场地震位移响应最不利值平均降低约50％,突发阵风最不利极值位移响应降低约40％.     

跨层布置调谐黏滞质量阻尼器优化设计

文章提出了单模态和多模态控制的调谐黏滞质量阻尼器(TVMD)跨层布置设计策略。该策略包括跨层布置、迭代优化和时程验证三个模块。在单模态控制策略中,基于结构相隔两质点一阶振型向量差,借助固定点优化方法确定TVMD的设计参数。在多模态控制策略中,首先利用振型参与质量系数筛选有效的设计模态,其后借助振型参与向量确定每个TVMD的设计控制模态,基于固定点方法拟定TVMD的设计参数。在迭代过程中,将三条设计地震动作用下的最大层间位移角作为更新每个TVMD振型质量比的性能指标。为了验证所提出的设计方法的可行性和有效性,利用FEMA-695中44条远场地震动分别对10层和20层benchmark模型进行时程分析。模拟结果表明,所提出的单模态控制策略适用于中低层结构的位移控制,多模态控制策略以较低的成本显著减小高层结构的位移和加速度响应。     

调谐质量阻尼器和调谐型颗粒阻尼器减震性能对比研究

基于5层钢框架模型,通过试验对比了在地震激励下调谐质量阻尼器和调谐型颗粒阻尼器的减震性能,并探究了频率失调等因素的影响。通过数值模拟实现了两种阻尼器的优化设计,以考察充分发挥其性能的工况下,两种阻尼器的减震效果以及阻尼器相对位移行程的对比。研究表明：在频率调谐时,调谐质量阻尼器和调谐型颗粒阻尼器均能显著降低主体结构位移和加速度响应,调谐型颗粒阻尼器的减震效果更好,具有一定的减震优势,并且调谐型颗粒阻尼器的相对位移行程更小、减震频带更宽;当两者均为最优设计时,减震效果相当,但是最优化调谐型颗粒阻尼器系统的阻尼器与主体结构之间的相对位移更小,可降低相对位移幅值24.5%,并且具有更好的鲁棒性。     

黏滞阻尼器参数对独塔斜拉桥抗震性能的影响研究

在斜拉桥的主梁与桥塔连结处以及墩台顶部合理地安装减震、耗能装置,不仅可以保证斜拉桥在地震作用下通过这些装置耗散地震能量,更重要的是还可以改变结构的动力特性,从而减小结构的地震响应。因此通过对不同的黏滞阻尼器参数下独塔斜拉桥的地震响应进行分析,从而得出黏滞阻尼器参数的变化对独塔斜拉桥地震响应的影响规律。     

近断层地震作用下斜拉桥黏滞阻尼器参数简化设计方法

黏滞阻尼器是漂浮体系斜拉桥常用的减震耗能装置,但传统的阻尼器参数设计需要通过反复的非线性有限元时程计算来确定,这种方法不够简便有效。本文根据近断层地震的脉冲特点以及斜拉桥动力特性,通过建立斜拉桥的双质点模型的运动微分方程,推导出近断层脉冲作用下的动力反应计算公式;并基于等效线性化方法,得到非线性黏滞阻尼器参数与等效阻尼比的关系,从而利用主梁目标位移反向确定所需设置的黏滞阻尼器参数;最后通过一座斜拉桥实例验证本文方法的正确性,并提出了黏滞阻尼器参数设计简化方法的流程。     

应用黏滞阻尼器的框架结构减震效果模拟分析

采用数值模拟方法对应用黏滞阻尼器的框架结构进行减震效果分析。为确保分析模型的准确性,分别对PKPM和ETABS,Midas-Gen模型计算得到的质量、周期和层间剪力对比分析,利用ETABS和Midas-Gen对框架结构进行多遇和罕遇地震下减震效果分析,结果表明:应用黏滞阻尼器的框架结构,在多遇地震作用下,层间剪力和位移角均有明显减小,在罕遇地震作用下,结构的层间位移角有所减小,减震效果明显。     

新型黏滞阻尼器的力学性能试验研究

研制了一种新型黏滞阻尼器,对D1～D6六种不同型号的黏滞阻尼器进行低周循环加载试验和抗低周疲劳性能试验,研究阻尼器的耗能性能、参数相关性能及恢复力模型。研究结果表明,研制的黏滞阻尼器达到了预期设计要求,具有良好的耗能性能与抗低周疲劳性能,阻尼器设计与加工技术可靠、工作性能稳定、密封性好;Maxwell模型能够很好地描述新型黏滞阻尼器的恢复力模型,反映阻尼器的实际受力情况,理论与试验滞回曲线吻合性良好。     

半主动调谐质量阻尼器对非线性结构的减震控制

传统调谐质量阻尼器(TMD)具有对频率调谐敏感和对宽频带地震下的消能减震性能不佳等缺陷。强震作用下,建筑结构会进入非线性阶段。为了保护建筑结构在强震下的安全性并提高被动TMD(PTMD)对非线性结构的减震作用,本文研究了一种能够同时变频率变阻尼的半主动TMD(STMD)及复合控制算法。该STMD既可通过基于小波变换(WT)的调频算法实时改变单摆的长度以调节自振频率,又可基于主结构和TMD的振动信号进行阻尼系数的开关调换。对一10层非线性建筑结构进行算例分析,研究了该STMD对结构在地震激励下的弹塑性响应的控制作用,并与一优化的PTMD进行了减震效果对比。数值模拟中,对地震激励进行了幅值的缩小及放大以考察其对STMD减震作用的影响。研究结果表明：STMD对该非线性结构的弹塑性震动响应具有良好的控制效果,能够减小结构的塑性发展及残余位移,并提高PTMD的耗能能力。STMD能够有效地减小结构的顶层位移和层间位移,控制性能优于PTMD。     

某斜拉桥索塔锚固区节段模型试验研究

通过梅州市广州大桥斜拉桥索塔锚固区的节段足尺模型试验,研究了塔身U形束的预应力施工工艺,进行了索塔模型在U形预应力束及斜拉索作用下的应力量测与分析,在此基础上对桥塔节段锚固区应力进行了分析,并提出构造及设计上的建议,为工程实际提供指导和参考。     

杭州文晖大桥斜拉索的索力调整的优化计算研究

该文介绍了对正在施工中的杭州市文晖大桥进行斜拉索的索力调整的优化计算。通过结构的敏感度分析和模型修正使计算模型向当前实际结构逼近,在此基础上以主梁内力和线形为主要控制目标对索力调整值进行优化,可为后期施工的索力调整过程提供更加真实可靠的理论依据。     

润扬大桥北汊斜拉桥索塔节段足尺模型试验研究

通过润扬大桥北汊斜拉桥索塔锚固区的节段足尺模型试验 ,研究了塔身U形束的预应力施工工艺 ,进行了索塔模型在U形预应力束及斜拉索作用下的应力量测与分析 ,给出了索塔的开裂及破坏荷载。对足尺模型进行斜向加载模拟斜拉索作用、借助于辅助模型研究孔道摩阻、全方位布置传感器测点等做法构成本次试验研究的特色。     

秦东上联线转体斜拉桥拆除中内力控制

对秦东上联线转体斜拉桥拆除中内力控制进行了研究,结果表明其拆除过程中各控制截面的实际弯矩值均小于其抗弯承载能力,因此该桥的拆除方案在实施过程中是安全的。     

斜拉桥施工控制状态变量分析

以云阳长江公路大桥施工控制实践为背景,总结了预应力混凝土斜拉桥分段悬臂施工过程中状态变量的变化规律,可为同类型斜拉桥施工控制及仿真计算提供参考依据。     

长山大桥主桥施工控制技术研究

通过建立以自适应控制方法为核心的施工控制体系,对长山大桥的施工控制技术进行了研究,解决了大跨径预应力混凝土矮塔斜拉桥施工控制的技术难题,实现了该桥的顺利合龙。     

离石高架桥3号斜拉桥线型控制技术

详细介绍了施工过程中全桥的标高控制,通过对离石高架桥3号斜拉桥施工全过程线型控制,掌握了其中的基本技术,实现了全桥高精度合龙,积累了丰富的施工经验,为以后同类型桥梁施工奠定了坚实的理论基础。     

超宽桥面部分斜拉桥施工控制

柳州三门江大桥主桥为（100＋160＋100）m双塔双索面三跨部分斜拉预应力混凝土箱梁桥，桥面宽41m，居同类型桥梁国内第一。文章介绍了该桥悬臂施工中采用的控制方法和施工控制主要内容，重点介绍了施工过程中主梁变形、斜拉索索力的测试和控制及主梁截面应力、索塔变形的监测。工程实践表明，该施工控制方法合理，取得了满意的控制效果，为同类型桥梁的施工控制提供了参考。     

大连庄河建设大桥的设计与施工

大连庄河建设大桥是世界首座混凝土自锚式斜拉-悬吊协作体系桥,本文以大连庄河建设大桥为背景,介绍了该体系桥梁的设计构思及施工方法,分析了该体系施工控制中需要注意的和遇到的相关问题以及解决方法,可以为该类桥型的进一步研究和实践提供参考和借鉴。     

不同计算模型下大跨度斜拉桥静动力对比分析

以某大跨度跨海斜拉桥为研究对象,介绍了索塔、斜拉索、桥面系和边界条件的有限元建模方法。索塔和斜拉索采用相同的建模方法,桥面系采用了单主梁模型、三主梁模型及梁板组合模型3种不同的建模方法。列出了该桥梁静力位移、主梁应力状态的计算结果。通过对计算数据的比较,指出了3种有限元模型计算结果的差异,并对造成差异的原因进行了分析。将3种计算模型的前12阶频率与实测频率进行对比,得出采用梁板组合模型的结果更精确,而单主梁模型与三主梁模型的模拟方式在一定意义上是等效的。