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粘滞阻尼器在铁路斜拉桥中的应用及减振性能研究

郭晶  
【摘要】:随着交通事业的迅速发展,修建了越来越多的大跨度漂浮体系铁路斜拉桥,该种结构允许主梁纵向摆动,并起到消能减振的作用。该类桥梁在列车制动荷载作用下必将引起主梁较大的纵向振动及桥塔底部较大的纵向弯矩,严重时可能影响桥梁的正常使用和安全。近年来,列车制动力作用下的振动控制研究越来越受到工程界的关注,已成为大跨度铁路桥梁的研究热点之一。在已有的研究成果基础上,以南广铁路桂平郁江钢桁斜拉桥为工程实例,对漂浮体系铁路斜拉桥列车制动力作用下的振动控制方法进行研究: 1.对桥梁动力响应分析方法进行简要介绍,在一系列假定的基础上,结合桂平郁江钢桁斜拉桥工程实例,基于大型通用有限元软件ANSYS,建立两个该桥三维有限元模型,经分析比较,选择并确定研究所用的有限元分析模型: 2.对粘滞阻尼器力学性能进行分析研究,仔细讨论ANSYS常用阻尼单元的力学特性及使用范围,比较不同类型阻尼单元的优缺点,确定能用于桥梁非线性振动控制分析的阻尼单元,并应用于桂平郁江桥的振动控制分析中; 3.对阻尼器主要设计参数进行探讨后,针对桂平郁江桥的实际工程情况和需求,提出了4个纵向振动控制方案,详细分析了4个方案的振动控制效果及工程可实现性,进而确定了该桥的最优纵向振动控制方案。与无阻尼器方案对比分析,结果表明最优方案纵向振动控制效果明显,索塔和主粱的纵向位移明显减小,结构内力响应也得到了有效的控制; 4.对最优制动力振动控制方案在地震动作用下的减震效果进行分析与评价,在设计地震动作用下,最优振动控制方案能有效地降低地震影响,确保结构安全。


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