本文選題：多塔纜索承重橋梁 + 縱向結(jié)構(gòu)體系��； 參考：《東南大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：多塔纜索承重橋梁縱向結(jié)構(gòu)主要有飄浮體系、全固結(jié)體系和部分固結(jié)體系。深入研究多塔纜索承重橋梁縱向結(jié)構(gòu)體系的抗震性能及其減震控制方法,提高其安全運(yùn)營與抵抗地震的能力,是橋梁工程領(lǐng)域亟待解決的問題之一。本文以嘉紹大橋和瓊州海峽斜拉橋?yàn)楣こ瘫尘?分析研究了不同縱向結(jié)構(gòu)體系對(duì)多塔纜索承重橋梁抗震性能的影響,針對(duì)不同縱向結(jié)構(gòu)體系提出了多種被動(dòng)減震控制方案并進(jìn)行比較分析,最后利用響應(yīng)面法和多目標(biāo)遺傳算法進(jìn)行了減震優(yōu)化控制方法研究。本文的主要工作和成果如下：1.基于Ansys軟件平臺(tái)建立了嘉紹大橋和瓊州海峽斜拉橋的有限元模型,采用分塊Lanczos法計(jì)算了不同縱向結(jié)構(gòu)體系有限元模型的靜動(dòng)力特性。研究結(jié)果表明,不同縱向結(jié)構(gòu)體系主要改變多塔纜索承重橋梁主梁的豎彎和側(cè)彎剛度,從全固結(jié)體系過渡到飄浮體系,主梁彎曲剛度降低,相應(yīng)的自振周期有所延長；并且不同縱向結(jié)構(gòu)體系對(duì)主梁豎彎振型和側(cè)彎振型影響較大,但對(duì)主塔側(cè)彎振型和主梁扭轉(zhuǎn)振型影響很小。2.利用Ansys平臺(tái)對(duì)開展了地震作用下的多塔纜索承重橋梁地震反應(yīng)分析,對(duì)比了不同縱向結(jié)構(gòu)體系的橋梁結(jié)構(gòu)抗震性能。研究結(jié)果表明：飄浮體系的塔頂縱向位移、塔梁和墩梁縱向相對(duì)位移等位移反應(yīng)較大,而塔底縱向內(nèi)力反應(yīng)較小；全固結(jié)體系的塔底縱向內(nèi)力反應(yīng)較大,而塔頂縱向位移、塔梁和墩梁縱向相對(duì)位移等位移反應(yīng)較�。徊糠止探Y(jié)體系有其獨(dú)特的力學(xué)性能,位移反應(yīng)較小,塔梁縱向自由處的塔底縱向內(nèi)力反應(yīng)亦較小,然而塔梁縱向固結(jié)處的塔底縱向內(nèi)力反應(yīng)則較大。3.針對(duì)縱向飄浮體系和部分固結(jié)體系提出了多種減震控制方案,分析比較了不同減震控制方案的控制效果。分析結(jié)果表明：塔梁間設(shè)置彈性拉索或粘滯流體阻尼器可以顯著減小橋梁縱向位移響應(yīng),但對(duì)橋塔縱向內(nèi)力有一定的放大作用：為取得較好的控制效果需設(shè)置合理的減震裝置參數(shù)；綜合運(yùn)用彈性拉索與粘滯流體阻尼器時(shí),兩種裝置可以協(xié)同工作,取得更好的控制效果。4.將響應(yīng)面法及多目標(biāo)遺傳算法相結(jié)合,對(duì)多塔纜索承重橋梁縱向飄浮體系阻尼器減震方案和部分固結(jié)體系混合方案進(jìn)行了減震優(yōu)化控制方法研究。分析結(jié)果表明響應(yīng)面法擬合所得減震響應(yīng)面效果較為理想,可用于地震響應(yīng)控制的優(yōu)化設(shè)計(jì)中；利用多目標(biāo)遺傳算法進(jìn)行的減震方案優(yōu)化分析,并得到了優(yōu)化控制結(jié)果。
[Abstract]:The longitudinal structure of multi-tower cable bearing bridges mainly includes floating system, fully consolidated system and partial consolidation system.It is one of the urgent problems in bridge engineering field to deeply study the seismic performance and vibration absorption control method of the longitudinal structure system of multi-tower cable bearing bridge to improve its ability of safe operation and earthquake resistance.Taking Jiazhao Bridge and Qiongzhou Strait Cable-Stayed Bridge as the engineering background, the influence of different longitudinal structural systems on the seismic behavior of multi-tower cable-bearing bridges is analyzed and studied in this paper.A variety of passive vibration control schemes for different longitudinal structure systems are proposed and compared and analyzed. Finally, response surface method and multi-objective genetic algorithm are used to study the optimal control method.The main work and results of this paper are as follows: 1.Based on the Ansys software platform, the finite element models of Jiazhao Bridge and Qiongzhou Strait Cable-Stayed Bridge are established, and the static and dynamic characteristics of the finite element models of different longitudinal structural systems are calculated by block Lanczos method.The results show that the vertical bending and lateral bending stiffness of the main girder of multi-tower cable bearing bridge are mainly changed by different longitudinal structural systems, and the bending stiffness of the main beam decreases and the corresponding natural vibration period is prolonged from the fully consolidated system to the floating system.Different longitudinal structure systems have great influence on the vertical bending mode and lateral bending mode of the main beam, but have little effect on the lateral bending mode of the main tower and the torsional mode of the main beam.The seismic response analysis of multi-tower cable bearing bridges under earthquake action is carried out by using Ansys platform, and the seismic behavior of bridge structures with different longitudinal structure systems is compared.The results show that the longitudinal displacement of the tower top, the relative displacement of the tower beam and the pier beam is greater than that of the bottom of the tower, but the response of the longitudinal internal force of the tower bottom is small, that of the fully consolidated system is greater than that of the tower top.The displacement response of the tower beam and the pier beam is relatively small, the partial consolidation system has its unique mechanical properties, the displacement response is small, and the longitudinal internal force response of the tower bottom at the longitudinal free place of the tower beam is also smaller.However, the longitudinal internal force response of the tower bottom at the longitudinal consolidation of the tower beam is larger than that of the tower beam.For longitudinal floating system and partial consolidation system, a variety of shock absorption control schemes are proposed, and the control effects of different shock absorption control schemes are analyzed and compared.The results show that elastic cables or viscous fluid dampers can significantly reduce the longitudinal displacement response of the bridge.But it can amplify the longitudinal internal force of the bridge tower: in order to obtain better control effect, it is necessary to set reasonable parameters of shock absorber, and when the elastic cable and viscous fluid damper are used synthetically, the two devices can work together.Achieve better control effects.The response surface method and multi-objective genetic algorithm are combined to study the damping scheme of longitudinal floating system of multi-tower cable bearing bridge and the hybrid scheme of partial consolidation system.The results show that the response surface fitted by the response surface method is more effective and can be used in the optimal design of seismic response control, and the optimization analysis of the seismic response control scheme based on multi-objective genetic algorithm is carried out, and the optimal control results are obtained.
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：U442.55

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本文編號(hào)：1772701