论文摘要
在我国交通事业突飞猛进的形势下,各种人行桥的建设得到了迅速发展,随着新的人行桥结构形式(如斜拉人行桥、悬索人行桥)和新材料(如高强钢、纤维增强塑料(FRP))在人行桥中的应用,人行桥正在向大跨、轻型方向发展,国内许多大中城市建造的人行桥跨度也由过去的20m左右发展到50～60m。对大跨度、轻柔型的人行桥,桥上质量的变化会使人行桥振动频率发生变化,最终导致人行桥在不同质量作用下,发生不同频率的共振。本文研究的对象为固有振动频率在使用过程中发生变化的人行桥,理论上实现了对此类人行桥竖向振动的TMD半主动控制。主要研究内容如下:1.对人行桥试验模型进行了数据的采集与分析,详细介绍了试验模型以及实验过程,并对信号分析过程中FFT变换的物理意义进行了阐述。分析了人行桥模型在桥上人数改变的情况下,其固有振动频率发生变化情况。2.以人行桥调谐质量阻尼器被动控制为前提,得到了以下两种情况下的最优控制的控制参数,即考虑主结构频率不变和发生变化的情况。并对比分析了两种控制参数下被动控制效果。从理论上获得了适合主结构频率变化的被动TMD控制最优参数。3.分析了人行桥在质量发生改变的情况下,采取TMD半主动控制时结构在频域的振动特性,并分别讨论了TMD各个参数变化对控制效果的影响,并与被动控制进行了对照分析;利用Wilson—θ法对人行桥进行了振动数值仿真分析,在时域内得到了人行桥以及TMD半主动控制下的位移、速度以及加速的时程振动特性;通过时域仿真和频率两个方面理论仿真分析,验证了改变质量的TMD半主动控制的有效性和可行性。4.提出了简易的TMD控制装置,并阐述的了该装置各个部分的作用及参数确定方法,从理论上仿真分析了人行桥TMD半主动控制的效果,并对控制质量块和信号TMD选择、布置进行了详细的说明。并对今后要做的工作做了展望,为将来进一步的研究奠定了理论的基础。