高墩大跨连续刚构摆式调谐质量阻尼减震装置研究

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1、分类号：U44；U4510710-2015121118硕士学位论文高墩大跨连续刚构摆式调谐质量阻尼减震装置研究孙天导师姓名职称郝宪武教授申请学位级别硕士学科专业名称桥梁与隧道工程论文提交日期2018年4月16日论文答辩日期2018年5月10日学位授予单位长安大学StudyonPendulumTunedMassDamperonHigh-pierandLong-spanContinuousRigidFrameBridgeADissertationSubmittedfortheDeGreeofMasterCandidate：TianSunSupervisor：XianwuHaoChanG

2、’anUniversity,Xi’an,China摘要高墩大跨径连续刚构桥梁作为交通线上的重要工程，其在地震作用下的受力十分复杂，且地震灾害危害极大，因此，研究高墩大跨径连续刚构桥梁地震响应特点并采取合理有效的减震措施十分重要。本文在对国内外相关文献分析的基础上，通过归纳桥梁减震抗震的基本方法尤其是高墩大跨连续刚构体系的减震措施，提出一种基于调谐质量阻尼系统原理的摆式调谐质量阻尼减震装置。通过对桥梁和装置进行力学模型的简化分析，推导分析了装置基本作用原理；以某七跨高墩大跨径连续刚构桥梁为工程依托，采用ANSYS有限元软件进行数值模拟，通过时程分析方法重点研究计算在多遇地震和罕遇地震

3、两种情况下该装置应用前后桥梁在纵桥向方向上的地震响应差异，揭示了装置对桥梁地震响应的影响规律，论述了该减震装置的合理有效性；通过参数分析，对装置质量比，阻尼比两项参数和分布位置的选择进行了优化，得出合理有效的减震结果。以期能够为高墩大跨连续刚构桥梁结构减震提供理论参考。研究取得主要成果如下：1.摆式调谐质量减震装置能够减小高墩大跨径连续刚构桥梁在纵桥向的位移、剪力和弯矩，其中在E1地震作用下装置的减震效果较E2地震作用下的减震效果更明显。2.减震装置的质量和阻尼参数影响高墩大跨连续刚构桥梁地震响应，且质量比和阻尼比在一定区间内增大时，装置减震效果明显增强，超出该范围时参数改变对装置

4、减震效果影响减弱。3.减震装置集中分布和均匀分散分布将影响桥梁结构的整体减震效果，在装置均匀分布在各个桥墩顶端时，各墩响应均有减小，各部分受力更加均匀合理。关键词：高墩大跨连续刚构，摆式调谐质量阻尼器，质量比，阻尼比，地震响应，参数优化iAbstractAcrossthehighpiercontinuousrigidframebridgeasanimportantprojectoftrafficline,thestressunderseismicactionisverycomplex,andthedamageisgreat.Therefore,carryoutastudyintot

5、heseismicresponsecharacteristicsandtakereasonableofhighpierlong-spancontinuousrigidframebridgeandtakeeffectiveshockabsorptionmeasuresisveryimportant.Onthebasisofanalyzingtherelatedliterature,thispapersummarizessuspensionbridgeseismicbasicmethodsespeciallyshockabsorptionmeasuresabouthighpiersan

6、dlargespancontinuousrigidframe,andthenputforwardakindofpenduloustunedmassdamperdevicewhichisbasedonthetraditionaltunedmassdampersystem.Throughthesimplifiedanalysisofthemechanicalmodelofthebridgeandthedevice,thebasicprincipleofthedeviceisderived.UsingANSYSfiniteelementsoftwaretocarryonthenumeri

7、calsimulationbasedonasevenspanrigidframebridgeforengineering.Throughthetimehistoryanalysismethodresearchinthedifferenceofseismicresponsebetweenfrequentearthquakesandrareearthquakesbeforeandafterthedeviceisapplied.Thestudyshowsthelawoffu