【摘 要】
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大跨度斜拉桥凭借着良好的跨越能力、抗风性能及经济指标,已成为铁路桥梁的主要桥型之一,并在物资流通、人员出行和抢险救灾中扮演着重要角色。为了减小地震下的内力响应和抵抗温度变形,大跨度斜拉桥常采用半飘浮或飘浮的隔震体系。但由于纵桥向缺少有效约束,在偶发地震荷载和常遇列车制动力作用下容易产生较大的结构响应。本文针对半飘浮体系斜拉桥的动力特性及在地震和列车制动力激励下的响应特点,提出了一种控制结构纵向振动
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大跨度斜拉桥凭借着良好的跨越能力、抗风性能及经济指标,已成为铁路桥梁的主要桥型之一,并在物资流通、人员出行和抢险救灾中扮演着重要角色。为了减小地震下的内力响应和抵抗温度变形,大跨度斜拉桥常采用半飘浮或飘浮的隔震体系。但由于纵桥向缺少有效约束,在偶发地震荷载和常遇列车制动力作用下容易产生较大的结构响应。本文针对半飘浮体系斜拉桥的动力特性及在地震和列车制动力激励下的响应特点,提出了一种控制结构纵向振动的方案。主要完成了以下研究工作:(1)本文以一座主跨为330m的钢-混组合梁铁路斜拉桥为研究对象,在利用Midas/civil构建全桥三维模型的基础上,通过动力特性分析,得到了大桥的周期、频率和振型特征。在罕遇地震下进行阻尼系数和速度指数的选用分析,并根据关键部位的地震响应最大值随阻尼器参数的变化规律,确定参数的最优取值;(2)在斜拉桥纵向设置粘滞阻尼器,通过对比分析原结构与阻尼结构的地震响应结果,研究了不同强度地震作用下粘滞阻尼器对结构响应的控制效果;(3)针对列车制动力引起的结构响应特点,采用带有特殊功能的泄压阀锁定装置控制主梁的纵向位移和塔底内力。以关键部位的结构响应为控制目标,在相同列车制动力作用下,对比分析了泄压阀锁定装置和粘滞阻尼器对结构振动的控制效果。并进一步分析了锁定装置布设在不同位置时对列车制动力控制效果的影响,从而选出对列车制动力最有效的控制方案;(4)为确定消能减震体系斜拉桥的附加阻尼比,本文分别采用应变能法和自由振动衰减法进行分析计算。在此基础上,研究了不同地震强度、不同分析方法对计算结果的影响。本文针对大跨度铁路斜拉桥在地震和列车制动力作用下的受迫振动,进行了结构纵向振动控制方案的研究。不仅给出了解决方案,还讨论了消能减震体系桥梁附加阻尼比的计算方法,可为同类工程提供参考。
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