大跨度斜拉桥钢塔施工阶段制振用TMD、TLD装置及其性能试验

本文以南京长江第三大桥为例,研制了用于钢塔施工阶段涡激振动响应制振的制振器TMD和TLD。对制振装置以及其所采用的一些关键技术进行了说明。通过振动台试验测试了制振器的动力特性。根据试验结果,对TMD的工作性能,即装置的频率特性、阻尼特性、起动时所需的外激励水平及装置的框架刚度等,进行了评价分析;对TLD实现了其阻尼方案的优化,并确定了其工作时的阻尼隔栅状态。确认了制作完成的制振器具有良好的工作性能。     

TMD对结构地震响应控制效果的研究

TMD对简谐激励和风荷载引起振动的控制效果得到了一致的肯定,然而关于TMD地震控制的效果还没有一致的结论.文中比较了几种有代表性的TMD参数优化方法所确定的TMD参数;利用MAT-LAB编制了计算程序,分析了不同方法所确定的TMD参数用于地震控制时,控制效果的差别;从反应谱的概念出发,研究TMD对单自由度结构的地震控制效果.结果表明,TMD总体上对于单自由度结构的地震响应是有控制效果的,结构本身响应越大,控制效果越好;结构本身响应很小的时候,TMD有放大结构响应的现象,但由于结构本身响应很小,放大后的结构响应也不会导致结构有破坏的危险.     

独塔刚构体系斜拉桥地震反应分析

基于非线性有限元理论,以某独塔双索面刚构体系斜拉桥为例建立了动力空间有限元模型,对该桥的动力特性进行了研究。在此基础上通过三角级数拟合规范反应谱的方法,合成了适用于结构分析的人造地震波,并以此和两条实际地震记录作为输入地震动,应用时程分析法对比分析了一致激励和行波激励下的结构地震反应。研究结果表明,在考虑纵向+竖向组合作用时,独塔双索面斜拉桥的内力和位移反应比纵向分量单独作用时更为显著;行波效应可以明显减小结构的位移反应,对结构抗震来讲是有利的。以上结论将为此类桥梁的设计和发展提供一定的理论依据。     

大跨斜拉桥桥面风致抖振的粘滞阻尼控制分析

现代大跨度斜拉桥结构重量轻、阻尼小,因而对风的作用比较敏感。紊流风诱发桥梁过大的抖振响应会危及行车、行人的舒适和安全。本文利用有限元软件ANSYS,以山东滨州黄河公路大桥为例建立了大跨斜拉桥三维空间有限元模型,在全桥动力特性分析的基础上,利用混合自回归模型模拟桥梁脉动风荷载,并进行了自激力的时域化处理,重点分析了桥面侧向抖振响应;通过对粘滞阻尼器力学特性的分析,提出了在桥塔和主梁之间安装与桥面成45°的粘滞阻尼器来控制桥面侧向抖振响应的方案,并分析了不同阻尼系数时的控制效率。研究结果表明:在侧向风力的强迫作用下,桥面侧向抖振响应不可忽视;粘滞阻尼器控制下,桥面抖振响应显著减小,各主要构件内力均无明显增加,且随着阻尼系数的增大,减振效率显著增大,阻尼器的出力也增大,但当阻尼系数达到一定值后,减振效率的增大趋于平缓,存在一个经济合理的最优值。     

大跨度悬索桥振动控制的双向TMD参数研究

用时域内的逐步积分法对无ＴＭＤ和带有不同参数ＴＭＤ的悬索桥进行了时程分析,结果表明,ＴＭＤ的参数对结构的动力特性的抑振效果均有较大的影响,ＴＭＤ的频率不仅影响振动控制的效果也影响结构的表观阻尼,扭转振动的控制可由侧向ＴＭＤ来实现。     

飘浮体系斜拉桥纵向抗震计算的单塔模型

通过全桥模型计算结果与单塔模型计算结果的对比,讨论了集中质量在塔上锚固区处堆聚位置,定义了一个结构动力特性和结构地震反应的修正系数,提出了飘浮体系斜拉桥塔纵桥向地震反应计算的单塔模型。多个工程实例的分析结果表明,采用单塔模型的典型误差在15%左右,精度可以满足工程抗震设计的要求,使桥塔的抗震计算得到简化。     

基于性能的大跨径斜拉桥主塔概率地震风险分析

地震作用下,若斜拉桥主塔发生损伤,将使整体损伤风险明显提高。因此对斜拉桥主塔进行地震易损性分析来评定主塔的抗震能力,进而评估斜拉桥主塔在设计基准期内的地震损伤风险,具有重要的工程和经济意义。本文通过SAP2000有限元分析软件对某斜拉桥主塔进行了纵横向的地震易损性及危险性分析,结合地震易损性和危险性分析推导出概率地震风险函数,进而开展了斜拉桥的概率地震风险分析。分析结果证明,在100年设计基准期内,纵桥向或横桥向地震作用下,本文斜拉桥"H"型主塔均满足E3水准抗震设防要求。     

Influence of structural parameters on dynamic characteristics and wind-induced buffeting responses of a super-long-span cable-stayed bridge

A 3D finite element (FE) model for the Sutong cable-stayed bridge (SCB) is established based on ANSYS. The dynamic characteristics of the bridge are analyzed using a subspace iteration method. Based on recorded wind data, the measured spectra expression is presented using the nonlinear least-squares regression method. Turbulent winds at the bridge site are simulated based on the spectral representation method and the FFT technique. The influence of some key structural parameters and measures on the dynamic characteristics of the bridge are investigated. These parameters include dead load intensity, as well as vertical, lateral and torsional stiffness of the steel box girder. In addition, the influence of elastic stiffness of the connection device employed between the towers and the girder on the vibration mode of the steel box girder is investigated. The analysis shows that all of the vertical, lateral and torsional buffeting displacement responses reduce gradually as the dead load intensity increases. The dynamic characteristics and the structural buffeting displacement response of the SCB are only slightly affected by the vertical and torsional stiffness of the steel box girder, and the lateral and torsional buffeting displacement responses reduce gradually as the lateral stiffness increases. These results provide a reference for dynamic analysis and design of super-long-span cable-stayed bridges.     

大跨度斜拉管线桥地震反应分析

首先利用Newmark-β法和修正的Newton-Raphson法，提出并推导了一种求解几何非线性地震反应方程的方法。利用该方法对大跨度斜拉管线桥进行了线性和非线性地震响应分析。通过结果比较，得出一些有意义的结论：几何非线性效应对斜拉管线桥的地震反应分析影响很大，在分析中不能忽略，尤其是恒载初始内力。     

澳门澳凼第三大桥斜拉桥地震反应分析

结合一座澳门澳凼第三大桥斜拉桥的工程设计实例,采用大型有限元分析程序ANSYS,选取空间BEAM188、BEAM4及SHELL63单元建立动力计算模型,对比研究了主塔墩底在假定固结和考虑桩土共同工作这两种边界约束处理方式下的动力特性;并选取三条地震波在桥的纵、横向分别进行桥梁地震作用下的时程分析,给出了主梁和中塔的内力、位移及时程响应。