收藏本站
《东南大学》 2006年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于振动控制理论的斜拉桥抗震仿真研究

罗小宝  
【摘要】: 斜拉桥以其良好的力学性能和经济性能,在全世界范围内被广泛采用,但由于其结构形式的特殊性,其抗震方面的研究始终是个难点。传统意义上,通过加强结构自身抗力来抵抗地震作用,往往由于地震发生的不确定性,使得结构既不经济也不安全,因此,基于振动控制理论的斜拉桥抗震研究,已受到各国学者的广泛重视。但另一方面,由于桥梁结构的几何形体、构造方式、动力行为及运营要求等方面与高耸房屋建筑结构有较大的差别,目前对于大跨度桥梁结构的振动控制研究还远没有达到对其它建筑结构一样的研究程度。因此,本文尝试通过仿真试验的形式,分别研究采用主动LQG算法以及半主动变阻尼算法对大跨度斜拉桥的地震振动进行控制,研究其控制效果及工程可行性,无疑具有重要的理论意义和工程实用价值. 本文首先综述了结构振动控制及其在桥梁工程中的研究及应用概况和斜拉桥抗震研究现状,然后基于结构振动控制理论,以美国Bill Emerson Memorial大桥为背景工程,建立仿真试验模型,接着分别讨论了主动LQG最优控制以及半主动线性变阻尼控制对斜拉桥的控制效果。主要做了以下工作: 1.大跨度斜拉桥的有限元评价模型在建模方面应考虑非线性因素,对有限元模型以主从自由度的方式进行降阶处理,作为桥梁结构振动控制仿真分析的基础。 2.根据线性LQG最优控制和半主动变阻尼控制基本理论,利用MATLAB的动态系统仿真工具SIMULINK分别建立仿真试验模型,该模型能很好的实现各种控制算法。 3.在选择的评价指标基础上,进行了主动LQG最优控制的减震效果比较研究,算法权参数Q和R对控制效果的敏感性分析,系统时滞对控制效果的影响分析。 4.分别采用简单Bang-Bang、最优Bang-Bang和限界Hrovat最优控制三种半主动控制算法以及Passion-On、Passion-Off这两种被动控制算法进行仿真振动控制,与主动控制算法进行了比较分析。 本文的分析结果表明,在作动器或阻尼器位置不变的情况下,对不同特性的地震波输入,主动LQG控制以及其他半主动或被动控制对桥塔底部内力以及拉索内力都有很好的减小,而对与桥面板位移及桥塔在桥面板高度处的内力控制不明显。此外,半主动控制在系统稳定性、能源保障性等优势的前提下,也能很好的达到主动最优控制的效果,具有很好的应用前景。
【学位授予单位】:东南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:U442.55

手机知网App
【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 李忠军;高架桥梁地震碰撞分析及控制[D];哈尔滨工业大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 李玉杰;双层柱面网壳结构消能减震参数敏感性分析[D];河北农业大学;2011年
2 刘朝晖;山区高速公路连续梁桥智能磁流变阻尼器减震控制研究[D];中南大学;2008年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李敏霞,刘季;变刚度半主动结构振动控制的试验研究[J];地震工程与工程振动;1998年04期
2 黄维平,强士中;大跨度悬索桥环境振动的双向TMD控制[J];地震工程与工程振动;1999年01期
3 洪峰,王前信;滞变-摩擦基底隔震支座的试验和模型[J];地震工程与工程振动;1997年01期
4 刘季,孙作玉;结构可变阻尼半主动控制[J];地震工程与工程振动;1997年02期
5 阎兴华;可控消能减震原理及结构分析[J];地震工程与工程振动;1997年03期
6 邱新林;大跨斜拉桥空间非线性地震反应分析[J];华东公路;2001年03期
7 陈星烨,邵旭东,颜东煌;大跨度斜拉桥地震动线性与非线性响应分析[J];湖南大学学报(自然科学版);2002年02期
8 苏成,韩大建,王乐文;大跨度斜拉桥三维有限元动力模型的建立[J];华南理工大学学报(自然科学版);1999年11期
9 陈新,史家钧,石志源;黄山太平湖大桥索塔振动控制研究[J];桥梁建设;1998年02期
10 余钱华,胡世德,范立础;桥梁结构MTMD被动控制的理论研究和实桥分析[J];世界地震工程;2001年03期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李春祥,熊学玉;结构被动和主动多重调谐质量阻尼器控制策略的发展[J];四川建筑科学研究;2003年02期
2 梁鑫;王冲;;联塔分幅斜拉桥抗震性能评价[J];四川建筑科学研究;2011年03期
3 张飞;张虎;於亚辉;徐斌;;大跨度拱塔斜拉桥减震隔震分析[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2011年01期
4 曹文霞;汪永华;钱多德;;基于RBF神经网络整定PID的PMLSM控制研究[J];安徽农业大学学报;2012年01期
5 吴文进;;自动控制原理课程的MATLAB辅助教学[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2010年01期
6 吴文进;李彦梅;;基于MATLAB的《电机与拖动基础》课程教学[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2012年01期
7 苏永刚;车坚志;王绍斌;朱凡;叶树明;;重载车辆联合制动系统电液比例阀非线性仿真及试验分析[J];车辆与动力技术;2008年04期
8 罗自荣;苗少帅;张志雄;尚建忠;;基于虚拟样机的导引头伺服机构谐振频率分析[J];兵工学报;2010年02期
9 韩淼,王秀梅;基础隔震技术的研究现状[J];北京建筑工程学院学报;2004年02期
10 张蕾;宁国宝;;全方位移动微型电动车四轮独立转向系统设计与仿真分析[J];北京汽车;2009年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张旭红;吴植安;张善元;;建筑结构振动变阻尼滑模控制[A];第十一届全国结构工程学术会议论文集第Ⅱ卷[C];2002年
2 范立础;;城市桥梁抗震设计规范中若干问题——第九届全国结构工程学术会议特邀报告[A];第九届全国结构工程学术会议论文集第Ⅰ卷[C];2000年
3 王东升;冯启民;;修订公路桥梁抗震设计规范浅见[A];第九届全国结构工程学术会议论文集第Ⅲ卷[C];2000年
4 王昌杰;樊建平;宁小玲;;施州大桥地震反应分析[A];第二届湖北省力学学会青年学术研讨会论文集[C];2006年
5 王会凤;安军锋;任吉堂;;模糊PID在线棒材计数系统[A];2007年河北省轧钢技术与学术年会论文集(下册)[C];2007年
6 杨喜文;;大跨度斜拉桥的地震位移控制[A];第18届全国结构工程学术会议论文集第Ⅲ册[C];2009年
7 陈兴冲;;铅芯橡胶支座桥梁的隔震分析[A];中国土木工程学会桥梁及结构工程学会第十三届年会论文集(下册)[C];1998年
8 杨丽辉;闫贵平;;城市轨道交通桥梁抗震设计中的若干关键性问题[A];第三届全国防震减灾工程学术研讨会论文集[C];2007年
9 杨丽辉;闫贵平;;城市轨道交通桥梁抗震设计中的若干关键性问题[A];第三届全国防震减灾工程学术研讨会论文集[C];2007年
10 宋晓;陈勇;孙炳楠;;桥梁自立杆风致振动TMD控制及优化[A];第十三届全国结构风工程学术会议论文集(中册)[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王学庆;考虑土—结构动力相互作用的巨型框架隔震悬挂结构动力响应分析[D];辽宁工程技术大学;2009年
2 江德增;斜塔斜拉桥施工与运营过程中的力学行为研究[D];华南理工大学;2010年
3 汪峰;大跨径三塔结合梁斜拉桥几何非线性分析研究[D];武汉理工大学;2010年
4 吴静;多重螺旋箍筋增韧轻质混凝土抗震性能研究[D];武汉理工大学;2010年
5 杨钫;面向产品工程化的混合动力客车设计方法研究[D];吉林大学;2011年
6 邓子铭;新长沙站结构振动分析与振动控制研究[D];中南大学;2010年
7 杨宇;双向地震作用立式储罐基础隔震研究[D];东北石油大学;2011年
8 葛俊旭;兆瓦级垂直轴风力发电机组的关键技术研究[D];浙江大学;2010年
9 于芳;列车荷载及地震作用下隔震铁路桥梁的动力性能研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
10 史鹏飞;磁流变阻尼器的拟负刚度控制及实时混合试验方法[D];哈尔滨工业大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杨亮;基于DSP的交流异步电动机变频调速技术研究[D];安徽工程大学;2010年
2 王春磊;输送石灰石悬索桥钢索塔抗风性能研究[D];山东科技大学;2010年
3 于振涛;矿用液压支架搬运车辆结构设计与液压驱动系统性能研究[D];山东科技大学;2010年
4 潘俊任;基于相似度的模糊推理算法研究[D];浙江理工大学;2010年
5 李保强;基于模糊PID的叶腊石烤箱温度控制系统研究[D];郑州大学;2010年
6 刘玲玲;PID参数整定技术的研究及应用[D];郑州大学;2010年
7 李翠云;基于PLC与模糊PID的混凝投药复合控制系统的研究[D];山东农业大学;2010年
8 韩洪祥;船舶直驱式容积控制液压舵机系统的分析与设计[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 冯亚亚;SMA半主动隔震支座的研制及其减震效果分析[D];辽宁工程技术大学;2009年
10 孙野;基于二次调节的采煤机截割部模拟加载系统研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 庞迎波;;粘滞液体阻尼器用于非对称双塔连体结构的消能减震分析[J];四川建筑科学研究;2010年04期
2 周可哥;;工程结构振动控制研究综述[J];安徽建筑;2010年02期
3 于海龙,朱晞;地震作用下简支梁桥梁间碰撞的反应性能[J];北方交通大学学报;2004年01期
4 樊莉;谭南林;沈栋平;;基于显式动力学的滚动轴承接触应力有限元分析[J];北京交通大学学报;2006年04期
5 黄维平,强士中;大跨度悬索桥环境振动的双向TMD控制[J];地震工程与工程振动;1999年01期
6 欧进萍,关新春;磁流变耗能器性能的试验研究[J];地震工程与工程振动;1999年04期
7 范峰,沈世钊;网壳结构的粘滞阻尼减振分析与试验研究[J];地震工程与工程振动;2000年01期
8 范立础,王君杰;桥梁抗震设计规范的现状与发展趋势[J];地震工程与工程振动;2001年02期
9 王东升,冯启民,凌贤长,翟桐;桥梁非线性地震反应分析若干问题研究现状[J];地震工程与工程振动;2002年01期
10 周强,瞿伟廉;磁流变阻尼器的两种力学模型和试验验证[J];地震工程与工程振动;2002年04期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 梁海彤;张毅刚;吴金志;;采用阻尼杆件的双层柱面网壳减震控制研究[A];第十届空间结构学术会议论文集[C];2002年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 白金泽;基于神经网络方法的鸟撞飞机风挡反问题研究[D];西北工业大学;2003年
2 韩维;斜碰撞振动系统动力学研究[D];南京航空航天大学;2003年
3 史志利;大跨度桥梁多点激励地震反应分析与MR阻尼器控制[D];天津大学;2004年
4 邹立华;工程结构减震控制中若干问题的研究[D];西南交通大学;2004年
5 杨孟刚;磁流变阻尼器在大跨度桥梁上的减震理论研究[D];中南大学;2004年
6 杨迪雄;隔震结构优化设计和工程数值方法中的混沌[D];大连理工大学;2004年
7 王丽;大跨度立交桥抗震设计理论与方法[D];北京工业大学;2005年
8 颜桂云;地震、风激励作用下高层建筑振动控制的研究[D];浙江大学;2005年
9 亓兴军;桥梁减震半主动控制研究[D];中国地震局地球物理研究所;2006年
10 朱礼敏;大跨空间结构采用粘滞阻尼器的减震分析和优化设计[D];中国建筑科学研究院;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王俊永;粘弹与粘滞阻尼器在建筑减震中的性能分析与比较[D];南京理工大学;2002年
2 范文亮;被动耗能减震结构的分析与设计方法研究[D];重庆大学;2003年
3 滕祥泉;非比例阻尼空间结构弹性动力有限元时程分析[D];天津大学;2004年
4 卓秋林;公路简支斜梁桥地震反应分析[D];福州大学;2005年
5 王胜光;螺纹副联接结构中接触非线性问题的研究与软件开发[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2005年
6 赵雅丽;大跨度钢管混凝土拱桥的地震响应分析[D];浙江大学;2005年
7 张思海;被动耗能减震结构基于性能的抗震设计方法[D];西安建筑科技大学;2005年
8 唐晖;显式积分格式及其在波动有限元模拟中的应用研究[D];中国地震局地球物理研究所;2005年
9 赖跃;重型车辆与半刚性护栏碰撞的有限元分析[D];同济大学;2006年
10 王义芳;阻尼器在加固改造中的应用研究[D];同济大学;2006年
【二级引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 刘春;拱支网壳结构消能减震和隔震分析[D];河北农业大学;2012年
2 胥强;曲线连续梁桥地震碰撞分析与减碰方法[D];山东建筑大学;2012年
3 郭晶;粘滞阻尼器在铁路斜拉桥中的应用及减振性能研究[D];西南交通大学;2012年
4 吕龙;桥梁地震碰撞模拟分析及防撞防落梁措施研究[D];西南交通大学;2011年
5 王景泽;高墩桥梁三维地震碰撞控制研究[D];东北林业大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 范立础;世界最大跨径的斜拉桥─—法国诺曼弟(Normandy)大桥的设计及施工[J];重庆交通学院学报;1995年03期
2 廖绍贤;地震区桥梁的改造[J];国外桥梁;1995年02期
3 陈开利;白鸟大桥主塔架设时的制振对策[J];国外桥梁;1996年02期
4 刘季;滕军;;结构振动控制的理论与实践[J];哈尔滨建筑工程学院学报;1990年04期
5 项海帆;李瑞霖;杨昌众;;悬浮体系斜张桥的近似抗震计算[J];结构工程师;1985年01期
6 瞿伟廉,宋波,陈妍桂,翟新民;TLD对珠海金山大厦主楼风振控制的设计[J];建筑结构学报;1995年03期
7 叶爱君,胡世德,范立础;斜拉桥抗震结构体系研究[J];桥梁建设;2002年04期
8 项海帆 ,陈国强;规范化的人工地震波[J];同济大学学报;1985年04期
9 顾明;项海帆;;杨浦大桥抖振及控制分析[J];同济大学学报(自然科学版);1993年03期
10 滕军;刘季;;结构振动控制系统控制作用最优分布[J];同济大学学报(自然科学版);1993年03期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 陈星烨;大跨度斜拉桥的地震动时程响应分析[D];湖南大学;2001年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 余报楚;张哲;高潮;吴立之;;混凝土桥面板的非线性有限元分析[J];哈尔滨工业大学学报;2007年02期
2 许崇法;盛可鉴;;混凝土斜拉桥双箱梁桥面板模型试验研究与分析[J];黑龙江工程学院学报(自然科学版);2007年01期
3 赵林;张猛;;遗传算法在结构振动控制中的应用[J];河南科学;2008年05期
4 周先雁,程翔云,周义武;斜拉桥桥面板屈曲的试验研究及简化计算[J];中南公路工程;1992年03期
5 肖婧;;用桁架模型对斜拉桥桥面板断面进行面内非线性静态分析的简单方法[J];四川建筑;2010年04期
6 杜细春;王福敏;;大跨度斜拉桥钢箱加劲梁拉索锚固结构的探讨[J];山西建筑;2007年09期
7 彭俊;邓玮琳;周良;陆元春;;上海闵浦二桥主跨斜拉桥钢板桁组合梁设计[J];中国市政工程;2007年S2期
8 何敏;王建国;;地震激励下斜拉桥电磁驱动AMD主动控制系统的系统参数优化[J];振动与冲击;2008年06期
9 杨军;;孝襄高速公路孝南互通斜拉桥钢箱梁架设施工方案[J];中国水运(下半月);2008年07期
10 T.Van der Schaut ,J.S.Spoelstra ,林成德;埃威杰克附近的瓦尔河斜拉桥(荷兰)[J];世界桥梁;1981年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 陈光生;黄金祥;;拱梁斜拉桥的试验研究[A];全国索结构学术交流会论文集[C];1991年
2 邵旭东;李立峰;赵华;彭旺虎;郭棋武;;长沙洪山大桥(无背索斜塔斜拉桥)设计[A];中国公路学会’2001学术交流论文集[C];2001年
3 余报楚;邱文亮;张哲;李生勇;李天飞;;混凝土斜拉桥与T构协作体系设计新技术与理论探索[A];第17届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅱ册)[C];2008年
4 王凌云;;用主动刚度法控制斜拉桥上的斜拉索风雨振动:支座分析[A];第十三届全国结构风工程学术会议论文集(中册)[C];2007年
5 陈幼平;周宏业;;斜拉桥三维自振特性分析-MSC/Nastran的应用[A];土木工程计算机应用文集——中国土木工程学会计算机应用学会第五届年会论文集[C];1993年
6 谢旭;Hiroki YAMAGUCHI;黄剑源;;关于大跨度钢斜拉桥极限承载力特性的研究[A];中国土木工程学会桥梁及结构工程学会第十三届年会论文集(上册)[C];1998年
7 李运生;张彦玲;戴运良;张博庆;;芜湖大桥板桁组合结构空间自振特性分析[A];第七届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅱ卷)[C];1998年
8 王强;欧庆保;;润扬长江公路大桥北汊斜拉桥施工监控[A];中国公路学会桥梁和结构工程学会2003年全国桥梁学术会议论文集[C];2003年
9 葛玉梅;周述华;李龙安;;斜拉桥在考虑风效应时的车-桥耦合振动[A];新世纪 新机遇 新挑战——知识创新和高新技术产业发展(下册)[C];2001年
10 杨玉民;袁万城;范立础;;斜拉桥横向地震反应分析及其分形特征[A];计算力学研究与进展——中国力学学会青年工作委员会第三届学术年会论文集[C];1999年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 许小征;南通建世界第一斜拉桥[N];中国海洋报;2002年
2 ;南京长江三桥[N];中华建筑报;2010年
3 本报记者 陆娅楠;中国跻身桥梁强国[N];人民日报;2008年
4 陆娅楠;辉煌30年:我国跻身桥梁强国之列[N];中华建筑报;2008年
5 记者 郑凤岐 通讯员 李文平;太原西北环汾河斜拉桥完成下部工程[N];山西日报;2003年
6 记者 沈兴国;永立化建:为全球第二长斜拉桥做防腐[N];绍兴日报;2009年
7 记者 辛义生 通讯员 杨春兰;汾河斜拉桥昨日合龙[N];山西日报;2003年
8 段明强;林元培:桥梁理论与工程实践结合的典范[N];建筑时报;2009年
9 记者 李强;淮安大桥建设大提速[N];福州日报;2010年
10 本报记者 孔德芳;桥梁:“三级跳”成就中国式跨越[N];科技日报;2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘兆丰;大跨度联塔分幅斜拉桥结构行为与联塔结构模型试验研究[D];西南交通大学;2009年
2 刘自明;板—桁组合结构桥梁结构行为的理论和试验研究[D];西南交通大学;2009年
3 雷宇;组合梁斜拉桥静力稳定性研究[D];西南交通大学;2009年
4 徐伟;大跨径混凝土桥梁沥青桥面铺装技术试验研究[D];哈尔滨工业大学;2002年
5 何敏;基于智能理论斜拉桥EMD系统主动控制研究[D];合肥工业大学;2008年
6 郭莹;水下自主作业系统协调控制技术研究[D];华中科技大学;2008年
7 杜永峰;被动与智能隔震结构地震响应分析及控制算法[D];大连理工大学;2003年
8 郭铁能;空间柔性结构振动拉索控制[D];清华大学;2007年
9 曹青松;新型主动隔振系统的理论与实验研究[D];华中科技大学;2007年
10 李芦钰;结构非线性振动的智能控制方法与试验研究[D];哈尔滨工业大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 罗小宝;基于振动控制理论的斜拉桥抗震仿真研究[D];东南大学;2006年
2 胡江强;基于遗传优化的船舶航向混合智能控制[D];大连海事大学;2003年
3 马晓燕;大跨度斜拉桥模型结构动力时程分析[D];长沙理工大学;2004年
4 傅科奇;绥芬河转体施工斜拉桥施工控制的研究[D];东北林业大学;2006年
5 张亮亮;结构在地震作用下的振动控制分析与设计[D];湖南大学;2007年
6 张晶;磁流变阻尼器在大跨斜拉桥上的减震控制研究[D];南京理工大学;2007年
7 张宝魁;云阳长江公路大桥施工控制仿真[D];武汉理工大学;2005年
8 刘文涛;斜拉桥振动模态测试中的传感器优化布设[D];武汉理工大学;2006年
9 周杰敏;张力作用下斜拉桥拉索钢绞线腐蚀行为研究[D];重庆大学;2007年
10 陈勇勤;大跨径斜拉桥的稳定性分析与研究[D];重庆交通学院;2001年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026