调谐质量阻尼器在拉索减振中的试验研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：201221605002河北工业大学硕士学位论文调谐质量阻尼器在拉索减振中的试验研究论文作者：李紫硕学生类别：全日制学科门类：土木工程学科专业：桥梁与隧道工程指导教师：梁栋职称：副教授DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforMasterDegreeofBridgeandTunnelEngineeringEXPERIMENTALSTUDYOFTUNEDMASSDAMPERFORCABLEVIBRATIONbyLiZishuoSupervisor：AssocProf.LiangDong

2、November.2014原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文不包含任何他人或集体已经发表的作品内容，也不包含本人为获得其他学位而使用过的材料。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人或集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名：日期：关于学位论文版权使用授权的说明本人完全了解河北工业大学关于收集、保存、使用学位论文的以下规定：学校有权采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供本学位论文全文或者部分内容的阅览服务；学校

3、有权将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流；学校有权向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：日期：导师签名：日期：河北工业大学硕士学位论文摘要随着我国经济水平的不断发展，我国的桥梁设计和施工水平也逐渐跻身到世界先进行列，尤其改革开放后，我国陆续出现了一大批造型优美、结构复杂、跨越能力强的大型桥梁，其中以超大型的悬索桥和斜拉桥最具代表性。超大型的悬索桥和斜拉桥不仅设计施工困难，其后期运营维护也存在诸多问题，斜拉索是斜拉桥和悬索桥的主要受力构件，由于拉索的质量轻、抗弯刚度小、阻尼小，所以极易受到风

4、荷载、雨荷载、汽车荷载的激励产生不同形式的振动，拉索长时间大幅度的振动会造成拉索锚固端疲劳破坏，主梁结构振幅过大影响汽车行驶的舒适性。为了控制拉索振动，通常采用的方法有在结构中加入合适的阻尼器、采用空气动力学的设计方法改变索表面形式、在结构中添加辅助索等，这些方法虽然在一定程度上可以缓解拉索的振动，但是也存在诸多局限性。调谐质量阻尼器（以下简称TMD）作为一种较成熟的被动控制技术，在高层建筑和大跨度桥梁主梁上早已得到了广泛的应用，目前世界上许多著名的大型高层结构采用多个调谐质量阻尼器（MTMD）作为结构抗振设计方法。TMD在抑制拉索振动方面具有很多显著优势，比如不需要外部控

5、制设备、安装位置不受限制、安装方便、维修维护成本低等，这些都有利于TMD早日应用到拉索抗振上。当然目前TMD应用到拉索上还存在一些困难，比如TMD的具体结构形式、TMD的参数配置依据等，这些都是工程技术人员亟待解决的问题。在这一背景下，对TMD进行理论分析、有限元仿真模拟和试验研究具有极强的工程实践意义，本课题在对国内外相关文献做了大量调研的基础上做了如下工作：1.了解TMD的吸振原理和数学方法推导拉索-TMD系统耦合振动的方法。2.运用有限元仿真的方法，设计了几种不同的TMD形式，并对他们进行了相应的参数分析，通过对数据的汇总分析，找到了TMD参数与拉索阻尼比的规律性结论

6、，为下一步的试验提供指导意见。3.在有限元模拟结果的指导下，设计了一种可供试验研究的TMD模型，借助现有的试验设备完成了单个TMD的试验研究，通过对试验数据的后期处理，找到了TMD参数与拉索阻尼比的规律性结论，其结果与有限元分析结果基本吻合，验证了有限元分析方法的正确性和有限元分析结果的准确性。关键词：斜拉索TMD阻尼器有限元仿真试验I调谐质量阻尼器在拉索减振中的试验研究AbstractWiththedevelopmentofChina'seconomiclevel,Thebridgedesignandconstructionlevelofourcountryalsogra

7、duallyenterintotheadvancedranksintheworld,Especiallyafterthereformandopeningup,Ourcountryhasemergedalargenumberofbeautifulshape,complexstructure,spanningcapabilityoflargebridge,themostrepresentativeissuperlargesuspensionbridgeandcable-stayedbridge.It,thehugesu