基于新型PTMD的施工期高聳橋塔風(fēng)致振動(dòng)控制研究
發(fā)布時(shí)間:2021-06-17 01:42
強(qiáng)風(fēng)對(duì)大跨度橋梁施工安全和運(yùn)營(yíng)安全影響重大,是設(shè)計(jì)施工中需要考慮的重要因素之一,現(xiàn)代斜拉橋和懸索橋的跨度越來(lái)越大,相應(yīng)的橋塔的高度必然會(huì)越來(lái)越高。然而橋塔是一種輕柔結(jié)構(gòu),風(fēng)是其主要作用荷載,橋塔日益增高的趨勢(shì)必然會(huì)使風(fēng)荷載的作用力度增大。成橋狀態(tài)下,由于橋塔有纜索支承,橋塔對(duì)風(fēng)作用的反應(yīng)較小,然而在施工過(guò)程中風(fēng)荷載對(duì)橋塔的影響非常大。長(zhǎng)時(shí)間的結(jié)構(gòu)振動(dòng)以及振幅過(guò)大的結(jié)構(gòu)振動(dòng),都會(huì)引起橋塔結(jié)構(gòu)疲勞甚至破壞,導(dǎo)致嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失,威脅施工工作人員的舒適度甚至生命安全,因此研究施工階段橋塔的振動(dòng)控制問(wèn)題日趨重要。目前,橋梁抗風(fēng)主要采用三種橋梁抗風(fēng)措施,即為氣動(dòng)措施、機(jī)械措施和結(jié)構(gòu)措施。。機(jī)械措施是使用較為廣泛的一種方案。調(diào)諧質(zhì)量阻尼器(TMD)是用來(lái)抑制風(fēng)致振動(dòng)較為廣泛的一種機(jī)械減振控制方法,本文在前人的基礎(chǔ)上,改進(jìn)設(shè)計(jì)了具有碰撞邊界的新型碰撞型調(diào)諧質(zhì)量阻尼器(PTMD),通過(guò)對(duì)“L”形柔性桿減振控制的模型實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬作為先導(dǎo)研究,分析了新型PTMD的減振控制性能,并研究了新型PTMD對(duì)橋塔抖振的減振控制效果。具體研究工作如下:(1)制作了結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單但柔度較高的“L”形交通信號(hào)桿形狀的鋼模型,并...
【文章來(lái)源】:西南交通大學(xué)四川省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:71 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
工作原理示意圖(a)原始PTMD(b)新型PTMD然而,當(dāng)它被應(yīng)用到橋塔時(shí),卻存在安全隱患和些許不足:第一,PTMD安裝在橋
圖 2-1. 工作原理示意圖 (a)TMD (b)原始 PTMD與傳統(tǒng) TMD 類似,PTMD 通過(guò)調(diào)諧質(zhì)量塊吸收主結(jié)構(gòu)的能量,然而與 TMD 通粘滯阻尼消耗能量不同的是,PTMD 通過(guò)質(zhì)量塊與粘彈性邊界之間的彈塑性碰撞來(lái)消主結(jié)構(gòu)的能量。由于 PTMD 成功地將吸能和耗能過(guò)程分離開(kāi),因此它在結(jié)構(gòu)的振動(dòng)控方面有其獨(dú)特性和優(yōu)越性。已經(jīng)證明 PTMD 在許多結(jié)構(gòu)上的應(yīng)用都有著優(yōu)秀的表現(xiàn),如輸電線塔;海底運(yùn)輸管;簡(jiǎn)支橋梁等。
西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 第 11 頁(yè)用一根直徑為上孔徑的剛性限位桿分別穿過(guò)壓簧和質(zhì)量塊。限位桿被豎直地固定在一塊弧形底片上,底片的形狀與交通桿圓管內(nèi)壁的形狀貼合。最后,通過(guò)底片與主結(jié)構(gòu)內(nèi)壁的連接將 PTMD 固定在交通桿管內(nèi),此時(shí),限位桿上端恰好與主結(jié)構(gòu)內(nèi)壁接觸,如圖 24(d)所示。當(dāng) PTMD 的質(zhì)量塊在主結(jié)構(gòu)管內(nèi)振動(dòng)時(shí),質(zhì)量塊將與主結(jié)構(gòu)內(nèi)壁上下兩處發(fā)生碰撞,如圖 2-4(d)所示。類似于原始 PTMD,調(diào)諧質(zhì)量外緣粘貼有一圈粘彈性材料,可以增大碰撞過(guò)程中的能量耗散。從構(gòu)造來(lái)看,新型 PTMD 使用壓簧代替了原始 PTMD 中 L 型柔性細(xì)桿,吸收主結(jié)構(gòu)振動(dòng)的能量;使用質(zhì)量塊代替了 L 型柔性細(xì)桿,與主結(jié)構(gòu)碰撞消耗振動(dòng)能量,顯著提升了 PTMD 的穩(wěn)定性,安全性,可靠性。
本文編號(hào):3234203
【文章來(lái)源】:西南交通大學(xué)四川省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:71 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
工作原理示意圖(a)原始PTMD(b)新型PTMD然而,當(dāng)它被應(yīng)用到橋塔時(shí),卻存在安全隱患和些許不足:第一,PTMD安裝在橋
圖 2-1. 工作原理示意圖 (a)TMD (b)原始 PTMD與傳統(tǒng) TMD 類似,PTMD 通過(guò)調(diào)諧質(zhì)量塊吸收主結(jié)構(gòu)的能量,然而與 TMD 通粘滯阻尼消耗能量不同的是,PTMD 通過(guò)質(zhì)量塊與粘彈性邊界之間的彈塑性碰撞來(lái)消主結(jié)構(gòu)的能量。由于 PTMD 成功地將吸能和耗能過(guò)程分離開(kāi),因此它在結(jié)構(gòu)的振動(dòng)控方面有其獨(dú)特性和優(yōu)越性。已經(jīng)證明 PTMD 在許多結(jié)構(gòu)上的應(yīng)用都有著優(yōu)秀的表現(xiàn),如輸電線塔;海底運(yùn)輸管;簡(jiǎn)支橋梁等。
西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 第 11 頁(yè)用一根直徑為上孔徑的剛性限位桿分別穿過(guò)壓簧和質(zhì)量塊。限位桿被豎直地固定在一塊弧形底片上,底片的形狀與交通桿圓管內(nèi)壁的形狀貼合。最后,通過(guò)底片與主結(jié)構(gòu)內(nèi)壁的連接將 PTMD 固定在交通桿管內(nèi),此時(shí),限位桿上端恰好與主結(jié)構(gòu)內(nèi)壁接觸,如圖 24(d)所示。當(dāng) PTMD 的質(zhì)量塊在主結(jié)構(gòu)管內(nèi)振動(dòng)時(shí),質(zhì)量塊將與主結(jié)構(gòu)內(nèi)壁上下兩處發(fā)生碰撞,如圖 2-4(d)所示。類似于原始 PTMD,調(diào)諧質(zhì)量外緣粘貼有一圈粘彈性材料,可以增大碰撞過(guò)程中的能量耗散。從構(gòu)造來(lái)看,新型 PTMD 使用壓簧代替了原始 PTMD 中 L 型柔性細(xì)桿,吸收主結(jié)構(gòu)振動(dòng)的能量;使用質(zhì)量塊代替了 L 型柔性細(xì)桿,與主結(jié)構(gòu)碰撞消耗振動(dòng)能量,顯著提升了 PTMD 的穩(wěn)定性,安全性,可靠性。
本文編號(hào):3234203
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