大跨度斜拉桥非一致地震反应分析及振动控制

摘要

随着桥梁跨径的增加，大跨度桥梁将变得更长、更轻、更柔，对车辆荷载、风荷载、地震荷载等动力荷载更加敏感，上述荷载在桥梁动力学设计中成为主要控制荷载。在强地震地面作用下，作为生命线工程之一的桥梁结构的破坏将造成严重的人员和财产损失。合理地确定地震动输入是大跨度桥梁地震反应分析的前提和基础。目前，在大跨度桥梁的地震反应分析和设计中，多数仅采用一致地震输入进行设计和验算，即假定桥梁各地面支承点的地面运动是相同的。上述地震动输入，对于平面尺寸较小的结构来说是合理的，但是对于平面尺寸很大的大跨度桥梁来说，由于受行波效应、局部场地效应、部分相关效应等因素的影响，各地面支承点所受到的地震激励是不同的，具有空间变化性，因此多点激励是大跨度桥梁地震反应分析更合理的地震输入模式。目前，工程界普遍认为，考虑地震动场空间变化对大跨度斜拉桥地震反应的影响是准确评价其抗震性能的重要环节。
　　结构振动控制技术以较小的经济代价、灵活的控制策略和高效的控制装置，有效地降低受控结构的动力响应和罕遇荷载作用下的破坏。因此，研究大跨度斜拉桥在非一致地震动作用下的响应及振动控制具有重要的意义。
　　针对上述问题，本文以大跨度桥梁振动控制的Benchmark模型为基础，对以下内容展开研究：
　　(1)分析大跨度斜拉桥在一致地震波作用下的无控和有控反应，并对无控和有控反应结果进行对比分析；
　　(2)考虑行波效应的影响，分析了无控大跨度斜拉桥在非一致地震波作用下的无控反应；
　　(3)通过安装主动控制装置，采用振动控制的方式，研究了大跨度斜拉桥在非一致地震波作用下的控制效果及其影响因素，并与无控结构响应进行了对比分析。

目录

大跨度斜拉桥非一致地震反应分析及振动控制

RESPONSE ANALYSIS AND VIBRATION CONTROL OF LONG-SPAN CABLE- STAYED BRIDGE SUBJECTED TO ASYNCHRONOUS EARTHQUAKE EXCITATIONS

摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 课题的选题背景及意义

1.2 与课题相关的研究现状

1.2.1 多点输入下大跨度结构地震反应分析研究现状

1.2.2 振动控制研究的现状

1.2.3 大跨度桥梁的Benchmark模型

1.3 课题经费资助来源

1.4 本文主要研究的内容

第2章 大跨度桥梁的Benchmark模型

2.1 前言

2.2 大跨度斜拉桥的Benchmark模型

2.2.1 Benchmark模型原型桥梁

2.2.2 Benchmark模型介绍

2.2.3 评价指标

2.3 大跨度桥梁非一致地震控制理论和方法

2.3.1 控制系统的组成

2.3.2 控制系统

2.4 本章小节

第3章 一致地震动作用下地震反应分析

3.1 前言

3.2 一致地震动作用下无控结构的反应分析

3.2.1 工况A下的结构反应

3.2.2 工况B下的结构反应

3.3 一致地震动作用下有控结构的反应分析

3.3.1 工况A下的结构反应

3.3.2 工况B下的结构反应

3.4 不同工况下斜拉索张力比较

3.4.1 工况A下的结构反应

3.4.2 工况B下的结构反应

3.5 评价指标值分析

3.6 本章小节

第4章 非一致地震动作用下地震反应分析

4.1 前言

4.2 非一致地震动作用下无控结构的反应分析

4.2.1 工况A下的结构反应

4.2.2 工况B下的结构反应

4.3 无控结构一致和非一致地震动反应的比较分析

4.3.1 工况A下的结构反应

4.3.2 工况B下的结构反应

4.4 非一致地震动作用下有控结构的反应分析

4.4.1 工况A下的结构反应

4.4.2 工况B下的结构反应

4.4.3 评价指标值分析

4.5 有控结构在一致和非一致地震动作用下结构反应比较分析

4.5.1 工况A下的结构反应

4.5.2 工况B下的结构反应

4.6 本章小结

结 论

参考文献

哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性说明

致谢