【摘 要】
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本文提出一种阻尼器-并联加速度质量阻尼器(PAOD),以提升由固定墩约束主梁位移的梁式桥在地震荷载作用下的安全性。PAOD可安装于主梁上面,并通过传动装置的齿轮齿条系统将主梁
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本文提出一种阻尼器-并联加速度质量阻尼器(PAOD),以提升由固定墩约束主梁位移的梁式桥在地震荷载作用下的安全性。PAOD可安装于主梁上面,并通过传动装置的齿轮齿条系统将主梁的动能放大后传递到阻尼器,所以PAOD能吸收并耗散更多的动能。在PAOD的基础上,本文又提出了弹性并联加速度质量阻尼器(EPAOD),EPAOD的安装方法和工作原理和PAOD是一样的,区别在于EPAOD用于提升主梁和桥墩之间采用弹性连接的梁式桥在地震荷载作用下的安全性,这有效的拓展了PAOD的使用范围。文章运用Lagrange原理和达朗贝尔原理推导PAOD和EPAOD的运动方程,并通过Newmarkβ法求解运动方程,之后和有限元位移耦合模拟的结果进行比较,从而论证运动方程的正确性。获得PAOD和EPAOD的运动方程后,本文通过公式推导和频响函数进行PAOD和EPAOD的基础研究和参数优化。参数优化分别基于有阻尼结构和无阻尼结构进行,通过H2和H∞优化得到各个参数对减振效果的影响,最后以有阻尼H2优化的结果进行实桥模拟,从而论证地震荷载作用下PAOD和EPAOD对于梁式桥的减震效果。对PAOD和EPAOD进行研究后发现,在一定情况下多个PAOD可以转化为单个PAOD,而EPAOD具有相似的特性。参数优化的结果显示,在阻尼器取得最优频率比、最优阻尼比以及合适的传递比时,影响PAOD和EPAOD减振效果的关键因素是二级结构与主结构之间的刚度比,阻尼器的质量比对最佳减振效果影响很小。实桥模拟的结果显示PAOD和EPAOD对于梁式桥有很好的减震效果,并且减震效果具有很高的稳定性。本文提出的PAOD主要用于固定墩约束主梁位移的梁式桥,在PAOD基础上提出了EPAOD,EPAOD主要用于主梁与桥墩之间采用弹性连接的梁式桥。PAOD和EPAOD阻尼器通过传递装置放大减震效果,在质量比较小的情况下具有显著的减震效果,并且具备成本低、安装简单等优点。
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