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地震作用下黏滞-软钢阻尼器组合系统动力性能研究
1
作者 杨孟刚 张宏杰 +1 位作者 郑朋飞 胡尚韬 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期1140-1152,共13页
大跨度桥梁具有刚度小、阻尼低的特性,在地震荷载下易发生过大纵向振动,需在梁端或塔梁间安装被动阻尼装置进行减震控制。本文针对大跨度桥梁采用纵向黏滞-软钢阻尼器组合系统(CVSDS),进行振动台试验和参数敏感性分析,探讨该系统在地震... 大跨度桥梁具有刚度小、阻尼低的特性,在地震荷载下易发生过大纵向振动,需在梁端或塔梁间安装被动阻尼装置进行减震控制。本文针对大跨度桥梁采用纵向黏滞-软钢阻尼器组合系统(CVSDS),进行振动台试验和参数敏感性分析,探讨该系统在地震作用下的减震效果和鲁棒性。首先,基于Maxwell模型和双线性模型,提出黏滞-软钢阻尼器组合系统耦合力学分析模型,并通过滞回仿真验证其可行性;其次,基于单自由度体系,开展该组合系统的振动台试验,探究该系统在地震作用下的协同减震性能和动态锁定功能的实现;最后,以某大跨度悬索桥为例,利用BP神经网络和Sobol灵敏度分析讨论组合系统在阻尼系数、速度指数、初始刚度、屈服力和锁定力等核心参数随机变异下的鲁棒性,并获得了各项参数对其减震性能的贡献。结果表明:所提出的耦合力学模型能较好地表征组合系统的恢复力特性;组合系统在小震下未触发锁定,而强震下可及时激活锁定功能,该功能的触发取决于预设锁定力的大小;锁定前组合系统由黏滞阻尼器减震,锁定后则切换至软钢阻尼器工作,且减震效果显著;组合系统在不同强度地震作用下均具有良好的鲁棒性,小震下阻尼系数对减震率的影响最大,而大震下锁定力对减震率的贡献较大。 展开更多
关键词 黏滞-软钢阻尼器组合系统 地震作用 动力性能 振动台试验 鲁棒性
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新型黏滞-软钢阻尼器组合系统的概念设计与仿真验证 被引量：7
2
作者 杨孟刚 胡尚韬 +1 位作者 胡仁康 陈政清 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期547-559,共13页
针对大跨度桥梁纵向振动控制问题,提出新型黏滞-软钢阻尼器组合系统,旨在利用质量较小的黏滞阻尼器抵抗温度、列车行车荷载、制动力、风及小地震作用,利用软钢阻尼器抵御大地震作用。首先,从概念上阐述黏滞-软钢阻尼器组合系统的工作机... 针对大跨度桥梁纵向振动控制问题,提出新型黏滞-软钢阻尼器组合系统,旨在利用质量较小的黏滞阻尼器抵抗温度、列车行车荷载、制动力、风及小地震作用,利用软钢阻尼器抵御大地震作用。首先,从概念上阐述黏滞-软钢阻尼器组合系统的工作机理;其次,以我国某特大铁路悬索桥设计方案为例,合理选择组合系统中黏滞阻尼器和软钢阻尼器的设计参数,并分别验证两者单独使用下的减振(震)效果;最后,对组合系统在各种动力荷载作用下的减振(震)效果进行分析,讨论系统锁定的延时效应。研究结果表明:新型黏滞-软钢阻尼器组合系统在列车行车荷载、制动力、风以及地震作用下的减振(震)效果良好,可实现组合系统的设计理念;组合系统的锁定延时会使主梁位移产生不利于减震设计的偏移,在实际工程中应尽量减小此效应。 展开更多
关键词 黏滞阻尼器 软钢阻尼器 组合系统 概念设计 减振(震) 锁定延时
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黏滞-软钢阻尼器组合系统的协同减震性能研究 被引量：2
3
作者 胡尚韬 李新 +1 位作者 杨孟刚 郑娜 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第4期51-60,共10页
为验证大跨度桥梁纵向黏滞-软钢阻尼器组合系统的协同工作机理和减震效果,首先设计制作黏滞-软钢阻尼器组合系统试验模型,通过试验测试分别获得黏滞阻尼器和软钢阻尼器的力学参数;然后开展组合系统滞回试验,并将试验结果与Matlab仿真结... 为验证大跨度桥梁纵向黏滞-软钢阻尼器组合系统的协同工作机理和减震效果,首先设计制作黏滞-软钢阻尼器组合系统试验模型,通过试验测试分别获得黏滞阻尼器和软钢阻尼器的力学参数;然后开展组合系统滞回试验,并将试验结果与Matlab仿真结果进行对比分析;最后以单自由度体系为例,仿真分析组合系统的协同减震性能,并与单独使用黏滞阻尼器的减震效果进行了比较。结果表明:黏滞-软钢阻尼器组合系统中阻尼器性能稳定,滞回曲线饱满,锁定装置工作可靠;组合系统可以实现低速下黏滞阻尼器工作和高速下由锁定装置切换至软钢阻尼器工作的设计理念,仿真模拟与试验结果基本一致;单自由度体系算例中,组合系统具有良好的协同减震性能,且优于黏滞阻尼器。 展开更多
关键词 黏滞阻尼器 软钢阻尼器 组合系统 滞回试验 协同减震性能
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抗弯刚度对斜拉索-黏滞阻尼器系统风致振动影响的研究
4
作者 宋福春 付聿旻 《沈阳建筑大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2023年第3期500-508,共9页
目的研究抗弯刚度对斜拉索及斜拉索-黏滞阻尼器系统的影响,为风致振动分析以及黏滞阻尼器设计提供参考。方法以沈阳市昆山西路斜拉桥作为工程背景,选取桥上长度在36~146 m的三根斜拉索建立索结构动力分析有限元模型,通过自回归方法生成... 目的研究抗弯刚度对斜拉索及斜拉索-黏滞阻尼器系统的影响,为风致振动分析以及黏滞阻尼器设计提供参考。方法以沈阳市昆山西路斜拉桥作为工程背景,选取桥上长度在36~146 m的三根斜拉索建立索结构动力分析有限元模型,通过自回归方法生成斜拉索不同坐标处的风荷载时程,计算并分析忽略抗弯刚度的杆单元模型、考虑抗弯刚度的梁单元模型在风荷载作用下的振动及安装黏滞阻尼器后的抑振效果。结果考虑斜拉索抗弯刚度时,中点处的初始垂度静力计算结果较忽略斜拉索抗弯刚度时大;风荷载作用下,考虑抗弯刚度时的位移最大值和振幅为忽略抗弯刚度时的2倍左右;安装于三根斜拉索上的黏滞阻尼器在考虑抗弯刚度时的最佳阻尼系数大于忽略抗弯刚度时的最佳阻尼系数,斜拉索越短对应的这两个值的差值越大;考虑高阶模态设计黏滞阻尼器能降低3 Hz以上的高频振动,但低于3 Hz的最大振动峰值反而变大。结论在斜拉索以及斜拉索-黏滞阻尼器系统的有限元模拟中,特别是对于长度较短的斜拉索,应使用带抗弯刚度的单元模拟;对于斜拉索的风致振动,使用一阶模态设计黏滞阻尼器即可达到较好的抑振效果。 展开更多
关键词 桥梁工程 风致振动抑制 有限元 斜拉索 黏滞阻尼器 斜拉索-阻尼器系统
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锁定−黏滞阻尼器组合系统及其减震效果验证 被引量：1
5
作者 胡尚韬 胡仁康 +1 位作者 杨孟刚 李新 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期2167-2175,共9页
为解决连续梁桥主墩在地震作用下的协同抗震问题,提出新型锁定−黏滞阻尼器组合系统。首先,设计制作锁定装置模型,并通过静力试验验证其锁定效果;其次,以1座铁路连续梁桥为例,对罕遇地震作用下锁定−黏滞阻尼器组合系统的减震效果进行仿... 为解决连续梁桥主墩在地震作用下的协同抗震问题,提出新型锁定−黏滞阻尼器组合系统。首先,设计制作锁定装置模型,并通过静力试验验证其锁定效果;其次,以1座铁路连续梁桥为例,对罕遇地震作用下锁定−黏滞阻尼器组合系统的减震效果进行仿真分析,并与单独使用黏滞阻尼器和速度锁定器方案进行比较。研究结果表明:新型锁定−黏滞阻尼器组合系统在保证连续梁桥正常使用功能的同时,可满足不同地震水平下的减震需求。在锁定前可以满足连续梁桥的正常使用要求,锁定后可以实现地震力在主墩间的合理分配,减震效果显著;该系统锁定功能可靠,可以在实现与速度锁定器相同减震效果的同时,降低阻尼器的设计最大出力,提高减震系统的可靠性,降低减震系统的成本。 展开更多
关键词 锁定装置 黏滞阻尼器 组合系统 减震效果 连续梁桥
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黏滞阻尼作用下高墩大跨度连续刚构-拱组合桥减震效果分析
6
作者 王晓鹏 《铁道建筑》 北大核心 2021年第3期28-31,共4页
以西安至延安高速铁路大跨度箱形截面(124+248+124)m连续刚构-拱组合桥为研究对象,利用MIDAS/Civil有限元软件建立三维模型,通过非线性时程分析法研究在连续刚构-拱组合桥边墩设置黏滞液体阻尼器后桥墩内力及主梁位移的变化情况,在此基... 以西安至延安高速铁路大跨度箱形截面(124+248+124)m连续刚构-拱组合桥为研究对象,利用MIDAS/Civil有限元软件建立三维模型,通过非线性时程分析法研究在连续刚构-拱组合桥边墩设置黏滞液体阻尼器后桥墩内力及主梁位移的变化情况,在此基础上对阻尼器参数进行优化,探究黏滞阻尼器减震效果最佳时的参数组合。结果表明:设置黏滞液体阻尼器后,随着阻尼系数增大,西安侧桥墩的墩底弯矩单调递减,墩底剪力先减小后增大,延安侧桥墩的墩底弯矩和剪力均先减小后增大;随着阻尼系数增大,主梁位移逐渐减小,减震效果逐渐增强。综合考虑墩底内力及主梁位移,阻尼系数为4 MN·(s/m)^(0.4)时减震效果最佳。 展开更多
关键词 铁路桥梁 减震 数值模拟 连续刚构-拱组合桥 高墩大跨 桥墩 阻尼器参数 黏滞阻尼器
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调谐惯容阻尼器对斜拉索振动控制的研究 被引量：7
7
作者 郜辉 汪志昊 《华北水利水电大学学报（自然科学版）》 2020年第1期70-75,共6页
为提升黏滞阻尼器对斜拉索的减振效果,基于“阻尼-惯容-弹簧”的三元被动减振理论,开展了调谐惯容阻尼器对张紧弦斜拉索振动控制的研究。首先,采用有限差分法建立了斜拉索-调谐惯容阻尼器耦合系统的状态空间方程;然后通过复模态分析研... 为提升黏滞阻尼器对斜拉索的减振效果,基于“阻尼-惯容-弹簧”的三元被动减振理论,开展了调谐惯容阻尼器对张紧弦斜拉索振动控制的研究。首先,采用有限差分法建立了斜拉索-调谐惯容阻尼器耦合系统的状态空间方程;然后通过复模态分析研究了调谐惯容阻尼器的频率比、阻尼比及惯容比对斜拉索附加模态阻尼比的影响规律,进而获得了调谐惯容阻尼器的最优参数及斜拉索的最大附加模态阻尼比。其次,开展了调谐惯容阻尼器对斜拉索减振控制的数值仿真分析,验证了复模态分析结果的适用性,通过对比调谐惯容阻尼器、黏滞惯质阻尼器和黏滞阻尼器对斜拉索的减振效果,阐明了调谐惯容阻尼器对斜拉索减振控制的优越性。最后,基于耗能效率揭示了调谐惯容阻尼器对斜拉索的减振增效机理。结果表明:与黏滞阻尼器和黏滞惯质阻尼器相比,调谐惯容阻尼器可以显著提升斜拉索的减振效果。 展开更多
关键词 调谐式惯容-阻尼减振系统 斜拉索 黏滞惯质阻尼器 模态阻尼比 负刚度
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四主缆大跨悬索桥抗震性能分析及减震措施优化 被引量：3
8
作者 刘志文 魏祎博 +4 位作者 王连华 丁少凌 谢功元 谢学鑫 陈政清 《湖南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期8-19,共12页
以燕矶长江大桥为工程背景,首先,采用动力非线性时程法分析了燕矶长江大桥抗震性能,并研究了设置电涡流-摩擦组合型阻尼器和黏滞阻尼器对大跨悬索桥抗震性能的影响;然后,对附加电涡流-摩擦组合型阻尼器摩擦力、阻尼系数和阻尼指数开展... 以燕矶长江大桥为工程背景,首先,采用动力非线性时程法分析了燕矶长江大桥抗震性能,并研究了设置电涡流-摩擦组合型阻尼器和黏滞阻尼器对大跨悬索桥抗震性能的影响;然后,对附加电涡流-摩擦组合型阻尼器摩擦力、阻尼系数和阻尼指数开展了参数敏感性分析;最后,从耗能角度分析地震作用下电涡流-摩擦组合型阻尼器减震特点.结果表明:在E2地震作用下,桥塔关键截面抗弯能力均大于弯矩需求;在“纵向+竖向”地震作用下梁端纵向位移较大.设置塔梁处纵桥向阻尼器后,可有效降低主桥梁端纵向位移;增大摩擦力、阻尼系数与降低阻尼指数均可提升梁端纵向地震响应的控制效果,但参数变化对桥塔控制截面的地震响应影响较小.阻尼系数较大时,电涡流阻尼主导了电涡流-摩擦组合型阻尼器耗能,相较于黏滞阻尼器,电涡流-摩擦组合型阻尼器对梁端纵向位移控制效果更好. 展开更多
关键词 四主缆大跨悬索桥 抗震性能 非线性时程分析 黏滞阻尼器 电涡流-摩擦组合型阻尼器
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