半穿武钢桁梁桥横向振动TMD阻尼减振研究
桥梁TMD和MTMD减振控制及参数优化
桥梁TMD和MTMD减振控制及参数优化摘要：tmd（tuned mass damper,调谐质量阻尼器）减振系统在土木工程领域最初被应用于高层建筑与高耸结构振动控制，后来被引入到桥梁结构减振控制。
tmd减振系统系统通常由质量块、弹簧、阻尼器组成。
本文介绍了桥梁工程tmd和mtmd减振控制原理及参数优化方法。
关键词：调谐质量阻尼器，参数优化方法abstract：tmd (tuned mass damper, tuned mass damper) vibration isolation system was used in high-rise buildings and high-rise structure vibration control originally in the field of civil engineering, and was introduced to the bridge structure vibration control later. tmd vibration systems usually consist of mass, springs, dampers. tmd and mtmd vibration control principle and parameter optimization method of bridge engineering are introduced in this paper. key words：tuned mass damper, vibration control, parameter optimization method中图分类号：k826.16 文献标识码：a 文章编号：tmd（tuned mass damper,调谐质量阻尼器）减振系统在土木工程领域最初被应用于高层建筑与高耸结构振动控制，后来被引入到桥梁结构减振控制。
钢结构人行桥TMD减振分析及测试
钢结构人行桥TMD减振分析及测试王梁坤;施卫星【摘要】Steel structure pedestrian bridge under the impact of pedestrian load,will produce vertical vibration.Excessive vibration will not only cause comfort problems,but also may lead to structural safety problems.This article uses the Midas Gen software to analyze the dynamic response of a pedestrian bridge in Shanghai,and the vibration response of TMD system is verified by the structural vibration response of TMD system.And compared the structure vibration response before and after the optimization design of the TMD system installation.It verified that the TMD has good vibration damping effect.And we tested the dynamic response of the bridge contrast before and after the installation of TMD.The vibration effect of TMD was evaluated by the acceleration peak,the global root mean square value and the continuous root mean square value.%钢结构人行桥在人行荷载作用下,会产生竖向振动.过大的振动不但会引起舒适度问题,还可能引发结构的安全问题.本文采用Midas Gen软件对上海市某人行桥进行人行荷载激励下的动力响应分析,对比安装经优化设计的TMD系统前后的结构振动响应,验证了TMD良好的减振效果.并对该人行桥进行安装TMD前后的对比振动测试,用加速度峰值、整体均方根值和连续均方根值评价了TMD的减振作用.【期刊名称】《低温建筑技术》【年(卷),期】2017(039)009【总页数】5页(P66-70)【关键词】人行桥;人行荷载;TMD;动力分析;振动测试【作者】王梁坤;施卫星【作者单位】同济大学结构工程与防灾研究所,上海200092;同济大学结构工程与防灾研究所,上海200092【正文语种】中文【中图分类】TU391钢结构人行桥由于具备施工周期短、造型轻巧美观等优点而在城市中有广泛的应用。
《人行激励下步行桥竖向TMD减振分析》范文
《人行激励下步行桥竖向TMD减振分析》篇一一、引言随着城市交通的快速发展，步行桥作为城市交通的重要组成部分，其安全性和舒适性越来越受到人们的关注。
然而，在人行激励下，步行桥往往会出现竖向振动，给行人和桥梁结构带来不利影响。
为了解决这一问题，本文提出了一种基于调谐质量阻尼器（TMD）的减振方法，并对其在步行桥竖向振动控制中的应用进行了分析。
二、TMD减振原理TMD是一种被动控制装置，其基本原理是通过调谐质量块和弹簧、阻尼器等元件的组合，使系统在特定频率下产生相反的振动，从而达到减小主结构振动的效果。
在步行桥的竖向振动控制中，TMD可以有效地减小桥梁的振动幅度，提高行人的舒适度。
三、人行激励下步行桥竖向振动分析在人行激励下，步行桥的竖向振动主要受到行人步伐频率、行走速度、桥梁结构刚度等因素的影响。
通过对桥梁结构的动力特性进行分析，可以确定其竖向振动的主频和振型。
在此基础上，结合行人的步伐频率和行走速度，可以得出人行激励下步行桥的竖向振动规律。
四、TMD减振效果分析为了分析TMD在步行桥竖向振动控制中的减振效果，本文采用有限元方法建立了步行桥的数值模型，并在此基础上设计了TMD参数。
通过对模型进行动态分析，可以得出TMD对桥梁竖向振动的控制效果。
分析结果表明，TMD能够有效地减小桥梁的振动幅度，提高行人的舒适度。
同时，通过对TMD参数的优化设计，可以进一步提高其减振效果。
五、TMD参数优化设计TMD的参数设计是影响其减振效果的关键因素。
本文通过对TMD的参数进行优化设计，包括质量块的质量、弹簧刚度和阻尼系数等，得出了一组较优的参数组合。
通过对该参数组合进行动态分析，可以得出其具有较好的减振效果。
同时，该参数组合还可以根据不同的桥梁结构和人行激励进行调整，以适应不同的应用场景。
六、结论本文通过对人行激励下步行桥竖向TMD减振分析的研究，得出以下结论：1. TMD作为一种被动控制装置，在步行桥竖向振动控制中具有较好的减振效果；2. TMD的参数设计是影响其减振效果的关键因素，需要进行优化设计；3. 通过对人行激励下步行桥的竖向振动规律进行分析，可以确定TMD的适用范围和减振效果；4. TMD的应用可以提高行人的舒适度，同时保护桥梁结构的安全。
国内土木工程中的TMD应用研究【论文】
国内土木工程中的TMD应用研究摘要:简要介绍了TMD的发展历程和基本工作原理，对国内近两年对TMD在结构创新、参数分析和工程应用等几个方面的研究成果分别进行了介绍，总结TMD研究过程中的主要方向，并为TMD在桥梁方面的进一步研究提出几点建议。
关键词:振动控制，TMD，被动控制，动力特性引言调谐质量阻尼器(TunedMassDamper，TMD)，是一种结构形式简单，工作性能稳定的被动耗能装置，目前已经被广泛应用于土木工程中的减振与抗震领域。
近年来，大数据科学与计算机性能迅速发展，建筑和桥梁结构中非线性问题的解决取得一定进展;同时，空间结构理论的发展与高强材料的进一步升级，使得设计方案可以向更高耸，更大跨方向发展，而柔性结构在风和其他荷载作用下的振动则成为亟待解决的问题。
TMD作为比较成熟的技术，可以为结构提供更好的减振与抗震性能，并仍有不断改进的潜力。
1TMD的原理与应用案例TMD作为一个附加系统安装在主结构上，形成耦合系统，可以对系统整体动力特性进行微调，从而改善抗震性能。
早在1909年，Frahm为德国邮船设计的动力吸振器即为TMD 前身。
该结构由质量块和弹簧两部分组成，通过质量块的振动将主结构能量转移，而弹簧对主结构施加的作用力与惯性力相反，可以明显减弱结构振动。
在动力吸振器的基础上添加一个独立阻尼单元即成为传统TMD，阻尼单元通过集中耗能极大提高了对振动的抑制作用。
在TMD的设计阶段，通过调整质量和刚度，可以使TMD频率接近主结构固有频率以达到最佳减振效果。
DenHartog等人在研究中，发现TMD 参数变化时，主结构的动力响应曲线上存在不动点，以此引出关于最优阻尼比和最优频率比的研究。
理论上，TMD为主结构的一个附加质量，其质量增加对减振效果有明显增强，但受限于结构承重能力与布置空间，TMD与主结构的质量比一般不超过5%。
TMD作为被动控制措施，不需要外部供能即可对主结构特定频率的振动进行有效控制;TMD与主结构的结构和功能相互独立，在安装和后期养护时基本不会影响主结构;另外，相对其他主动控制措施的经济性使其得以广泛应用于工程领域。
半穿式钢桁架连续梁桥各向振动响应分析
半穿式钢桁架连续梁桥各向振动响应分析首先进行模态分析，目的是确定桥梁的固有频率和模态形态。
模态分析可以通过有限元方法进行，将桥梁结构离散为大量的节点和单元，建立其动力学数学模型。
通过求解该模型的特征值问题，可以得到各模态的固有频率和振型。
这些固有频率决定了桥梁在自由振动状态下的共振情况，而振型则决定了结构响应的形态。
模态分析结果可以用于后续的动力时程分析。
其次进行动力时程分析，目的是确定桥梁在实际载荷作用下的响应。
动力时程分析是通过给定桥梁的动力输入（如车辆行驶荷载）以及结构的几何和材料参数，求解相应的运动方程，得到结构的时程响应。
通常采用数值方法，如差分法或有限元法，对运动方程进行离散化处理。
通过不同时间步长的迭代计算，可以获取结构在不同时间点的响应值。
动力时程分析结果可以用于评估结构的安全性和可靠性，以及确定各部位的受力和位移情况。
在振动响应分析中，需要考虑桥梁的材料和几何非线性以及支承约束对振动特性的影响。
同时，应该考虑不同荷载条件下桥梁的振动响应，如静态荷载、动态荷载等。
另外，还需要考虑桥梁的工作状态和施工工艺对结构响应的影响。
振动响应分析能够评估桥梁的结构稳定性和动力性能，帮助设计人员选择合适的材料和结构形式，优化桥梁的设计方案，并进行结构安全评估。
此外，振动响应分析也能为桥梁的维护和监测提供参考依据，为桥梁运行管理提供技术支持。
综上所述，半穿式钢桁架连续梁桥的振动响应分析是一项重要的工作，对于桥梁的设计和使用具有重要的意义。
通过模态分析和动力时程分析，可以评估结构的稳定性和动态响应性能，为桥梁的设计、维护和管理提供重要参考信息。
《大跨简支钢桁梁人行桥人致振动与减振控制研究》范文
《大跨简支钢桁梁人行桥人致振动与减振控制研究》篇一大跨简支钢桁梁人行桥致振动与减振控制研究一、引言随着城市交通的快速发展，大跨简支钢桁梁人行桥作为一种重要的交通设施，其安全性与舒适性日益受到人们的关注。
其中，人行桥在行人行走过程中产生的振动问题，不仅影响行人的舒适度，还可能对桥梁结构的安全造成潜在威胁。
因此，对大跨简支钢桁梁人行桥的人致振动与减振控制进行研究，具有重要的理论意义和实际应用价值。
二、人行桥的振动问题大跨简支钢桁梁人行桥的振动问题主要由行人的行走引起。
这种振动通常表现为桥面的局部振动和整体振动，其中整体振动对桥梁结构的安全影响更为显著。
人行桥的振动问题主要受行人特性、桥梁结构特性以及环境因素等多方面因素的影响。
（一）行人特性行人的步频、步速、步幅等行走特性都会对桥面的振动产生影响。
行人的行走行为具有随机性，不同行人的行走特性存在差异，这使得人行桥的振动问题变得更加复杂。
（二）桥梁结构特性桥梁结构的刚度、质量、阻尼等特性对人行桥的振动有着决定性影响。
简支钢桁梁人行桥的结构特性使得其更容易受到行人的影响而产生较大的振动。
（三）环境因素风力、温度等环境因素也会对人行桥的振动产生影响。
特别是在风力作用下，桥面的振动可能更加明显。
三、减振控制技术研究针对大跨简支钢桁梁人行桥的振动问题，减振控制技术的研究显得尤为重要。
目前，减振控制技术主要包括被动控制、主动控制以及混合控制等。
（一）被动控制技术被动控制技术主要通过在桥梁结构中设置减振装置，如阻尼器、调谐质量阻尼器等，来吸收和消耗桥面的振动能量，从而达到减振的目的。
这种技术具有结构简单、可靠性高等优点。
（二）主动控制技术主动控制技术则是通过传感器、控制系统等设备，实时监测桥面的振动情况，并通过作动器等设备对桥面施加反方向的控制力，从而抵消桥面的振动。
这种技术具有减振效果显著、适用范围广等优点，但需要较高的技术支持和成本投入。
（三）混合控制技术混合控制技术则是将被动控制和主动控制技术相结合，取长补短，以达到更好的减振效果。
TMD对钢结构人行天桥的振动控制研究的开题报告
TMD对钢结构人行天桥的振动控制研究的开题报告一、研究背景人行天桥是城市交通建设中重要的一环，为行人提供了安全、便利、快捷的通行条件。
但是，随着城市建设的不断发展，人行天桥的形式越来越复杂，结构也越来越高大、重量也越来越大。
在某些条件下，人行天桥可能会受到风荷载、行人荷载等外力的作用，导致其产生振动，严重时甚至会产生共振，影响行人的行走稳定性和行走舒适度。
因此，在设计人行天桥时需要考虑其振动控制问题。
二、研究目的本课题旨在通过研究钢结构人行天桥的振动控制技术，提高人行天桥的抗振能力和行人行走的安全性和舒适度。
具体目标包括：1. 研究并分析人行天桥的受力特点和振动特性。
2. 探讨目前钢结构人行天桥振动控制技术的现状和发展趋势。
3. 针对人行天桥的振动问题，研究并设计适合的振动控制方案。
4. 通过模拟实验验证所设计方案的控制效果和实用性。
三、研究内容1. 分析人行天桥的受力特点和振动情况。
2. 调研目前常用的钢结构人行天桥振动控制技术和方法。
3. 研究与分析多阻尼器 (TMD) 技术在人行天桥振动控制中的应用。
4. 根据多阻尼器技术，在钢结构人行天桥上设计合适的振动控制方案。
5. 设计实验方案，验证所设计方案的控制效果和实用性。
四、研究方法1. 通过理论分析和数值模拟研究人行天桥的振动特性。
2. 调研各种钢结构人行天桥振动控制技术和方法，收集并分析相关文献资料。
3. 运用多阻尼器 (TMD) 理论，将其应用到人行天桥的振动控制中。
4. 针对不同的桥梁结构和环境条件，设计适合的振动控制方案。
5. 通过仿真、试验等多种手段验证所设计方案的效果和可行性。
五、预期结果1. 全面分析钢结构人行天桥的受力特点和振动特性，阐明其振动产生原因和影响因素。
2. 深入探讨目前常用的人行天桥振动控制技术和方法，比较其优缺点。
3. 在多阻尼器 (TMD) 理论的基础上，结合实际工程情况，设计出针对人行天桥的振动控制方案。
4. 通过仿真实验和现场实验验证所设计方案的控制效果和实用性。
钢桁梁桥横向刚度控制指标的探讨
( Qi / Pi ) cr = 1. 69 ～ 1. 30
( 6)
目前我国车辆部门建议采用的安全指标为:
Qi / Pi = 1. 2 危险限度
( 7)
Qi / Pi = 1. 0 容许限度
( 8)
脱轨系数 P k 不超过“危险限度”是安全的, 不超过“容许
限度”是希望达到的。
侧向力 Qi 由多种因素引起, 包括轮对横向位移所
C116 委员会的第三研究委员会规定车辆舒适性评 定标准, 一般容许的 W z 取在 2. 5～3. 25 之间, 我们取
钢桁梁桥横向刚度控制指标的探讨 张 麒 曾庆元
3
W z= 2. 75 来研究桥梁横向振动的控制指标。
车辆平稳性指标的计算式为:
W z = 0. 896( A 3 / f ) 1/ 10
日 本 西 欧 中 国 英 国
B/ L ≮1/ 20 当车速 U> 200 时, a< L / 4000 低合金钢桁梁: a ≤L / 25B 无
注: 表中横向自振周期 T ( s) , 跨 度 L ( m) , 梁宽 B ( m) , 车速 U ( km/ h ) , 最大横向振幅 a (m m) 。
关键词 钢桁梁桥 横向振动 脱轨安 全度 Sper ling 指标 Diekmann 指标 横向刚度 分类号 U 448. 211. 4
1 各国规范对桥梁横向刚度的认识 桥梁横向刚度是在实践中提出来的, 有少数桥梁在
列车通过时, 横向晃动较大, 引起司机、旅客和桥上行人 的不舒适和不安全感, 使列车限速过桥, 影响桥梁的正 常使用。例如, 佳木斯松花江桥, 列车以 58. 1km/ h 通过 时, 实测上、下弦 最大横 向全振 幅分 别为 9. 85mm 和 7. 6mm ( 该资料系哈尔滨铁路局桥检队孙国藩高工提 供) , 桥梁横向较大晃动使人们怀疑其横向刚度不足。各 国〈桥规〉关于桥梁横向刚度控制指标的规定, 见表 1。
大桥院桥科院--桥梁结构振动控制中心简介
桥梁结构振动控制中心简介桥梁结构振动控制中心有丰富的实桥减振经验和强大的后备科研研究队伍，先后研制出调谐质量减振器(TMD)、调谐液体减振器（TLD）、冲击式阻尼器（ID）、粘性剪切型阻尼减振器（VSD）、调谐液体质量减振器（TLMD），均获得国家专利授权。
各种减振器运用于几十座桥梁，获得了良好的减振效果。
目前，速度锁定装置、液压阻尼器和杠杆质量减振器（LMD）正在研制之中。
出于对大跨度斜拉桥在我国具有良好发展前景的预期，桥科院在国内最早开展了斜拉索各种振动抑制的研究，该研究成果首次应用在武汉长江二桥斜拉索上，研制、安装了两个粘性剪切型阻尼减振器(VSD)，分别抑制单根索和并列索的振动，在中国开创了外置式阻尼减振器在斜拉索减振领域的先河，取得了很好的减振效果。
为了进一步研究粘性剪切型阻尼减振器(VSD)的减振机理，减振器的减振效果，大桥局曾拨款几十万元进行研究和模拟试验，对减振器的各个参数包括环境温度﹑减振器设置位置﹑减振器的构造﹑粘性材料的粘性系数﹑斜拉索振动频率等对粘性剪切型阻尼减振器(VSD)抑振效果的影响进行了深入的分析和试验，积累了大量的试验数据，为不同类型斜拉索粘性剪切型阻尼减振器(VSD)设计提供了扎实的基础。
针对芜湖长江大桥斜拉索，我公司开发研制了特定的粘性剪切型阻尼减振器(VSD)。
桥科院研制的斜拉索外置式粘性剪切型阻尼减振器（VSD）：1）能较大地增加斜拉索的阻尼值，有效地抑制斜拉索的各种风致振动，包括涡激振动、尾流弛振、风雨振、抖振和参数振动等；2）同时有效地抑制斜拉索相互正交的两个方向的振动，且抑振效率高，斜拉索的振幅可以减小到原来振幅的10%左右。
国内外桥梁界一般认为当附加阻尼的对数衰减率为0.025-0.03时，就可有效地减小斜拉索的振动，而斜拉索在安装了我公司研制的外置式阻尼减振器后附加阻尼的对数衰减率大于0.03，能够满足减小斜拉索各种振动的要求；3）构造简单﹑美观大方、安装便捷；4）阻尼材料采用进口的粘性材料配制，使用年限长；5）专业钢结构设计工程师设计，综合考虑外置式粘性剪切型阻尼减振器(VSD)结构的静动力及抗疲劳断裂设计，在正常维护条件下，结构件寿命可达30年以上且费用低廉。
TMD减振技术在钢结构人行天桥中的应用
科技资讯2016 NO.12SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION工 程 技 术40科技资讯 SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION人行天桥的设计除力学及结构方面外更多地需要结合道路宽度及周围景观要求进行。
通常情况下,人行天桥的跨度在35～50m;而为了景观效果,梁体高度较小,多为0.8～1.5m;材料方面多采用钢结构,以便增强跨越能力、有利于造型设计。
这导致该类天桥结构的竖向自振频率较低,多为1.7～2.85Hz。
该频率与行人正常行走的频率十分接近,很容易产生竖向共振,而引起行人的不安全感。
因此,《城市人行天桥及人行地道技术规范》(CJJ69-95)第2.5.4条规定:“为避免共振,减少行人不安全感,天桥上部结构竖向自振频率不应小于3MPa。
”2000年6月,伦敦千禧桥开放仅3d就不得不封闭,引起广泛关注。
引起了对桥梁横向晃动或者扭转共振的研究热潮。
早期设计的人行天桥对振动问题认识不足,产生了较严重的后果。
因此,有必要对人行天桥的动力特性进行分析,确定各阶模态的频率和振型。
对自振频率较低的各模态有针对性地进行减振、抑振方面的改造。
1 某桥概况某人行天桥采用变高度简支钢桁梁,全长为100m。
钢桁梁采用拼装结构形式,均采用M24高强螺栓连接。
主桁横桥向中心距为7.5m,跨中桁高为13.3m,中部4个节间长度为8m,其余8个节间长度为8.5m。
全桥均为焊接H 型杆件,主桁上弦杆件高560m m、宽400mm;主桁下弦杆件高460mm、宽400mm。
模型边界采用比较理想的支撑条件模拟,支座布置如图1所示。
2 振动特性计算2.1 荷载取值计算荷载除了自重外主要包括桥面系恒载和二期恒载。
桥面系恒载取9.3kN/m,二期恒载取10kN/m,计算模型如图2所示。
2.2 计算结果计算振型如图3所示,计算结果如表1所示。
结构的一阶横向及竖向计算频率均小于3Hz,且与行人正常行走的频率比较接近。
钢桁结合梁桥约束阻尼层减振降噪方法研究
钢桁结合梁桥约束阻尼层减振降噪方法研究刘全民;李小珍;张迅;刘林芽【摘要】结合模态应变能法和统计能量分析,提出约束阻尼层桥梁车致振动与结构噪声理论计算方法,探讨约束阻尼层参数对高速铁路钢桁结合梁桥噪声的影响规律.分析结果表明:高速铁路钢桁结合梁桥辐射结构噪声问题突出,亟需减振降噪处理;钢桁梁主要构件中腹板辐射噪声大于翼缘板,对腹板敷设约束阻尼层进行减振降噪更有效;阻尼层剪切模量增大对高频降噪有利;相同的约束阻尼层构造对厚度越小的基层,减振能力越强;约束阻尼层可明显降低钢梁的局部振动,并能降低全频段的桥梁噪声;约束阻尼层对高频段噪声的降低量大于低频;敷设约束阻尼层使场点M(水平距近轨中心线25 m、竖向高出轨面3.5m)的声压级降低5.1 dB(A),其质量仅为结构恒载的0.15％.【期刊名称】《铁道学报》【年(卷),期】2018(040)012【总页数】7页(P130-136)【关键词】钢桁结合梁桥;结构噪声;约束阻尼层;模态应变能;优化【作者】刘全民;李小珍;张迅;刘林芽【作者单位】华东交通大学铁路环境振动与噪声教育部工程研究中心,江西南昌330013;西南交通大学土木工程学院,四川成都610031;西南交通大学土木工程学院,四川成都610031;西南交通大学土木工程学院,四川成都610031;华东交通大学铁路环境振动与噪声教育部工程研究中心,江西南昌330013【正文语种】中文【中图分类】U44;U491.91截至2017年底，我国高速铁路运营里程已超过2.5万km，同时还有大量轨道交通项目正在建设中，轨道交通带来的振动与噪声困扰日益严重。
列车在钢桥和结合梁桥上运行时产生的总声压级比路基区段高5～14 dB[1]，原因之一是增加了一种声源——桥梁结构噪声。
桥梁声源位置较高，辐射噪声影响范围广，且结构噪声在传播过程中不易衰减，近年来频繁遭到沿线居民的投诉，因此有必要对其进行降噪处理。
从作用原理来看，在汽车、船舶、航空领域得到广泛应用的约束阻尼层(CLD)比较适合用于对钢梁的减振降噪处理。
基于调谐质量阻尼器的装配式钢桁桥振动控制研究
第38卷第8期兵器装备工程学报2017年8月【装备理论与装备技术】doi: 10.11809/scbgxb2017.08.012基于调谐质量阻尼器的装配式钢桁桥振动控制研究杨双双，王建平，赵志波，殷勤(解放军理工大学野战工程学院，南京210007)摘要:针对装配式钢桁桥跨度逐渐增大引起的结构振动问题,应用调谐质量阻尼器（Timed maS S damper，TMD)进行 振动控制。
运用ANSYS软件建立了某型装配式钢桁桥的有限元模型，通过模态分析和谐响应分析确定了受控模态。
根据Den Hartog理论对TMD的参数进行设计，分别对无控模型和有控模型进行瞬态动力分析，计算结果表明，在 TMD控制下该桥的位移响应和加速度响应均得到了有效抑制。
进一步研究发现随着质量比的增大，TMD的控制效 果逐渐增强，但增强的幅度逐渐降低。
关键词:装配式钢桁桥;有限元分析;调谐质量阻尼器;振动控制本文引用格式:杨双双，王建平,赵志波，等.基于调谐质量阻尼器的装配式钢桁桥振动控制研究[J].兵器装备工程 学报,2017(8) :50 -53.Citation format： YANG Shuangshuang,WANG Jianping,ZHAO Zhibo,et al.Study on Vibration Control of Prefabricated Steel Truss Bridge Based on Tuned Mass Damper[J].Journal of Ordnance Equipment Engineering,2017(8) ：50 -53.中图分类号:U448 文献标识码:A文章编号:2096 -2304(2017)08 -0050 -04 Study on Vibration Control of Prefabricated Steel Truss BridgeBased on Tuned Mass DamperYANG Shuangshuang, WANG Jianping, ZHAO Zhibo, YIN Qin(College of Field Engineering,PLA University of Science and Technology,Nanjing210007, China) Abstract ：In order to solve the vibration problem of prefabricated steel truss bridge caused by the increase of span, the tuned mass damper (TMD) is used to control the vibration in this paper. The finite element model of a prefabricated steel truss bridge is established with ANSYS. Modal analysis and harmonic response analysis are carried out to determine the controlled mode. According to the theory of Den Hartog, the parameters of TMD are designed. The transient dynamic analysis of the uncontrolled model and the controlled model are carried out. The results show that under the control of TMD, the displacement response and acceleration response of the bridge are effectively suppressed. Finally, the influence of mass ratio on the vibration reduction effect of TMD was further studied. It is found that with the increase of mass ratio, the control effect of TMD gradually increases, but the amplitude of the enhancement gradually decreases.Key words ： prefabricated steel truss bridge; finite element analysis; tuned mass damper ； vibration control收稿日期=2017 -03 -10;修回日期:2017 -04 -09作者筒介:杨双双（1992—），男，硕士，主要从事军用桥梁技术装备研究。
钢桁梁桥的横向振动激振源的数字模拟
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ｂ 二阶振型（ ＝１ ２４ ） Ｊ ．４）
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收 稿 日期 ：０ ００ —７ ２ １ ．３２
作者简介： 曾
科 （９ ０ ， ， １ ８ 一）男 硕士 ， 助教， 福建农林大学金 山学院 ， 福建 福州
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第３ ６卷 第 ２ １期 ２０ １０ 年 ７ 月
山 西 建 筑
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第３ ６卷 第 ２ １期 ２０ １０年 ７月
山 西 建 筑
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Ｖｌ ． ６Ｎｏ ２１ ０ ３ １ ． Ｊ １ ２ １ ｕ． ０ ０
文章 编 号 ：０ ９６ ２ （０ ０ ２ ．３ ６０ １ ０ ．８ ５ ２ １ ）１０ ３ —２
冻胀 设计 ， 对钻 孔灌注桩施工 的关键技术进行 了探 讨 ， 总结得 出了多年冻土 区的桥梁钻孔桩施 工注 意事项。
关 键 词 ： 土 地 区 ， 涵 基 础 ， 孔 灌 注 桩 ， 键 技 术 冻 桥 钻 关 中 图 分 类 号 ： ４ ．５ Ｕ４ ５ ５ 文献标识码 ： Ａ
１ 『
（） 彼此独立 ， 是在 ｃ ｏ Ｌ至 ｃ 范围内的随机变数 ， 于 ｋ＝１２ …， ｏ ｕ 对 ，， 来说 ， 是独立的 ， 及 分别是实测横向振动波圆频率 的上下
钢管砼桥的静动力分析与tmd减震研究
大连理工大学硕士学位论文２栈桥模型的建立及静力分析２．１钢栈桥主要特点简述ｆ２４１栈桥属于桥梁中的特种桥‘。
，它通常为架设水管、油管、水渠等特殊设备或者运输各种散料等而建造。
对于大型的栈桥，或者为了检修的需要，或者为了运送人和物的需要，往往需要通过工作车辆。
建国后，应国民经济发展的需要，已经建成了各种各样的栈桥，例如工厂的运输桥、水利工程种为架设水管、水渠的栈桥（渡槽）等。
特别在水运部门中，为适应大吨位的船舶的吃水深度，常常利用栈桥把陆地和深水码头联结起来，并在栈桥上架设管道、电缆等设备并兼作交通通道。
对于浅水小跨度的栈桥，应尽可能采用钢筋混凝土或石拱桥。
对于中等跨度的栈桥，则应根据技术经济条件和当地自然条件进行方案比较，决定是否采用钢桥方案。
在一般情况下，大、中跨度的栈桥，以采用钢桥为主。
因为钢材是一种抗拉、抗压和抗剪强度高并且塑性好的均质材料。
由于钢材强度高，所以钢桥具有很大的跨越能力。
钢桥的构件便于大规模生产、运输、工地拼装及架设，另外由于钢材料本身延性较好，一般破坏都属于延性破坏，相比脆性破坏造成的损失要小很多，同时钢栈桥易于设计，施工期较短，受到破坏后也容易修复和更换。
但是，钢材易于锈蚀，需要经常检查和按期涂刷防锈漆，故钢桥的养护费要比其他材料桥要高。
２．２大连港３０万吨级原油码头栈桥工程概况大连３０万吨级原油码头位于大连市开发区鲇鱼湾，此栈桥是码头中的重要组成部分，负责连接引堤和油码头，具体工程实体见图２．１和图２．２。
图２．１栈桥远景Ｆｉｇ．２．１Ｄｉｓｔａｎｃｅｖｉｅｗｏｆｔｈｅｂｒｉｄｇｅ一９·钢管砼桥的静动力分析与ＴＭＤ减震研究图２．２栈桥近景Ｆｉｇ．２．２Ｃｌｏｓｅｖｉｅｗｏｆｔｈｅｂｒｉｄｇｅ栈桥全长６００米，共５跨。
每跨钢栈桥单跨桥长１２０米，单跨净跨距１０８米，桥宽１０．６米，桥净宽９米，吊杆间距５．３米。
桥面系车行道３．５米，管线预留宽５．５米。
桥面中心标高１２米。
大跨简支钢桁梁人行桥人致振动测试与减振控制研究
plays a role in controlling the structural vibration. When the pedestrian excitation frequency is closetothefirstorderverticalfundamentalfrequencyofthestructure,resonanceoccurs,andthe peakaccelerationis0.13 m/s2;Therunningandjumpingexcitationsofpedestrianshaveagreat influenceonthevibrationcomfortofthefootbridge,andthepeakaccelerationsare194% and 166% ofthewalkingexcitations,respectively;TheSTMDdampingfrequencybandisnarrower atlowtotalmassratio (μ≤1.0),improvingthetotalmassratioofSTMDμ canimprovethe dampingeffectandsimultaneouslyimprovetheproblem ofitsbandnarrowing,afterthetotal massratioofpedestrianbridgeSTMDisincreasedfrom0.6% to3.0% ,theallowedrangeoffrequencymodulationdeviationβcanbeexpandedfrom 0to ±15%;Atthesame massratioand frequencymodulationdeviation,thedampingeffectandrobustnessof MTMD arebetterthan thoseofSTMD,andincreasewiththenumberofsubunits.
《2024年人行激励下步行桥竖向TMD减振分析》范文
《人行激励下步行桥竖向TMD减振分析》篇一一、引言随着城市交通的快速发展，步行桥作为城市交通的重要组成部分，其安全性和舒适性越来越受到人们的关注。
然而，由于人行激励等因素的影响，步行桥在使用过程中往往会出现振动问题，给行人和桥梁结构带来不利影响。
为了解决这一问题，本文提出了一种基于竖向调谐质量阻尼器（TMD）的减振方法，并对其在步行桥上的应用进行了详细的分析和研究。
二、TMD减振原理TMD是一种被动控制装置，其基本原理是通过调谐质量阻尼器与主结构产生相反的位移，从而消耗主结构的振动能量，达到减振的目的。
在步行桥中，TMD通过安装在桥面或桥墩上，与桥梁结构共同构成一个耦合系统。
当人行激励作用于桥梁时，TMD 通过自身阻尼作用，吸收桥梁的振动能量，减小桥梁的振动响应，从而提高桥梁的舒适性和安全性。
三、步行桥竖向TMD减振分析针对人行激励下步行桥的竖向振动问题，本文采用有限元分析方法，建立了步行桥的有限元模型。
在此基础上，通过引入TMD装置，对模型进行了竖向TMD减振分析。
分析结果表明，在人行激励作用下，TMD能够有效地减小桥梁的竖向振动响应。
具体而言，TMD能够显著降低桥梁的振动加速度、速度和位移等指标，从而提高桥梁的舒适性和安全性。
四、TMD参数优化设计TMD的减振效果与其参数设计密切相关。
为了进一步提高TMD的减振效果，本文对TMD的参数进行了优化设计。
首先，通过对TMD的质量、阻尼和刚度等参数进行多方案比较分析，确定了最优的参数组合。
其次，采用遗传算法等优化方法，对TMD的参数进行了进一步优化设计。
优化后的TMD参数能够更好地适应人行激励下的步行桥竖向振动问题，提高减振效果。
五、实验验证与分析为了验证本文提出的竖向TMD减振方法的可行性和有效性，我们进行了一系列实验。
首先，在实验室条件下，我们建立了一个缩尺模型步行桥，并安装了TMD装置。
然后，通过模拟人行激励，对安装了TMD装置的步行桥进行了振动测试。
大跨铁路钢桁连续梁桥减隔震方案比较研究
大跨铁路钢桁连续梁桥减隔震方案比较研究杨华平;钱永久;樊启武;黎璟;邵长江【摘要】为研究适用于大跨铁路钢桁连续梁桥的减隔震方案及合理优化参数,以一座全长504 m的三跨铁路钢桁连续梁特大桥为工程背景,使用非线性结构分析软件SAP2000建立有限元模型,采用快速非线性分析方法分析对比摩擦摆、阻尼器、速度锁定器等减隔震方案在各种装置参数下的减震效率.研究表明:由于大跨铁路钢桁连续梁桥墩身自振导致的地震力较大,摩擦摆方案内力减震效率一般,同时墩底内力对滑动面半径变化并不敏感,在选取滑动半径时应更多地考虑行车平顺性和梁端位移值的限制.速度锁定器会极大地增加此类桥梁地震输入能量,不适用于此类桥型.阻尼器方案对活动墩内力减震效果明显,但不能有效降低固定墩内力.摩擦摆支座附加阻尼器组合减震方案能有效控制此类桥梁的内力和位移响应.研究结论可为大跨度钢桁连续梁桥减隔震设计提供参考.%To investigate appropriate seismic mitigation and isolation schemes and rational optimal parameters for long-span railway steel truss continuous beam bridges,based on a three-span rail-way steel truss continuous beam bridge with a total length of 504 m,a finite element model was built with the non-linear finite element analysis program SAP2000.The damping efficiencies of different seismic mitigation and isolation devices,such as the friction pendulum,lock-up device, and damper,were compared by the fast non-linear analysis method.The results showed that, since the natural vibration of bridge piers may cause significant earthquake force,the scheme with a friction pendulum system does not show high efficiency.The lock-up device will greatly increase the seismic input energy of this kind of bridge,therefore,itis not recommended in this case;the scheme with a damper can significantly reduce the seismic response of piers with movable bear-ings;however,it cannot effectively reduce the seismic response of piers with a fixed bearing.A combination of the friction pendulum bearing and damper can effectively control the internal forces and the displacement response of this type of bridge.The conclusions can provide valuable reference for the seismic isolation of long-span railway steel truss continuous beam bridges.【期刊名称】《地震工程学报》【年(卷),期】2017(039)006【总页数】8页(P1097-1104)【关键词】地震分析;钢桁桥;连续梁桥;减隔震;摩擦摆;阻尼器;速度锁定器【作者】杨华平;钱永久;樊启武;黎璟;邵长江【作者单位】西南交通大学土木学院,四川成都 610031;西南交通大学土木学院,四川成都 610031;中铁二院集团公司,四川成都 610031;西南交通大学土木学院,四川成都 610031;西南交通大学土木学院,四川成都 610031【正文语种】中文【中图分类】U448.13;U442.5+50 引言近几十年来世界范围内发生的多次强烈地震对交通网络中桥梁结构造成的严重破坏及因桥梁倒塌、抢修不便导致生命线工程中断引起的严重后果,使得桥梁抗震成为当前交通运输领域中的一个研究热点。
调谐质量阻尼器（TMD）在钢结构人行天桥维修中的应用研究
调谐质量阻尼器（TMD）在钢结构人行天桥维修中的应用研究原国华【摘要】主要对某钢结构人行天桥的主要病害进行了分析，提出了一种在箱梁内部安装调频质量阻尼器（ TMD）的新技术。
箱梁改造后进行了加固效果分析，结果表明安装调频质量阻尼器（ TMD）后大大降低了钢箱梁共振效应，减少了行人的不安全感，保证了桥梁的安全运营和耐久性能。
【期刊名称】《建材技术与应用》【年(卷),期】2015(000)002【总页数】3页(P21-23)【关键词】钢箱梁;病害;调频质量阻尼器【作者】原国华【作者单位】山西省交通科学研究院，山西太原 030006【正文语种】中文【中图分类】TU352.1某钢结构人行天桥桥身呈半圆形，半径38.0 m，桥宽3.8 m，桥长123.3 m，主梁为3跨连续钢箱梁，跨径组合为：37.6 m+44.1 m+37.6 m，桥台处各加长2.0 m的悬臂。
钢箱梁高1.122 m，顶板宽3.8 m，底宽1.8 m，梁下采用橡胶支座，下部结构桥台为矩形截面Y形立柱，桥墩均为圆形独柱，均采用钢筋混凝土扩大基础。
该桥修建于1988年，设计人群荷载为4 kN/m2，全桥人行梯道4处，位于各墩台处，由预制钢筋混凝土踏板现场拼装组成，天桥平面图见图1。
2009年对该桥进行了全面检测和脉动试验，检测结果及试验数据表明需对该天桥进行耐久性处理，降低桥梁共振效应。
检测单位对该桥进行了全面检测和脉动试验，检测结论为：该钢结构天桥钢箱梁前三阶自振频率为1.623 Hz，2.337 Hz和2.984 Hz，前三阶频率均不能满足CJJ 69—95《城市人行天桥与人行地道技术规范》的要求。
为了减少行人的不安全感，避免桥梁共振，钢箱梁竖向自振频率应≮3 Hz，根据检测数据判断，该天桥钢箱梁竖向刚度较低，行人行走过程中易激发共振。
另外，行人在桥上行走过程中，感觉到桥有些晃动，存在较大的安全隐患。
该桥采用钢箱主梁和钢筋混凝土桥面铺装，根据检测报告，该桥主梁存在共振问题。
上海世博文化中心TMD减轻人致振动分析与实测研究
特别是在步行 整个步行频率范围 （ 1． 6 Hz ～ 2． 4 Hz ） ， 2 Hz ， 附近较为密集 因此根据分析结 频率的中心位置 果， 结构很有可能发生共振现象。
1
工程概况
上海世博文化中心是 2010 年上海世博会永久性 场馆之 一， 位 于 世 博 园 核 心 区 滨 江 带。 建 筑 主 体 为 18 000 座多功能场馆及环绕主场馆周边的六层建筑 ， 总 平面投 建筑面积约 140 277 m 。建筑形态似空中飞碟， 平面尺寸为 165 m × 205 m， 主场馆布置呈 影呈三角形， 椭圆形。 主体结构沿环向由 36 榀悬臂长度不一的钢桁架 及内框架组成， 地上六层， 地下二层， 屋面最高处距离 室外地面 41． 5 m。内框架围绕 18 000 座主场馆布置， 框架间距 11． 5 m， 框架柱采用矩形钢管混凝土。 沿径 桁架根 向利用碟形主体的高度布置大跨悬臂钢桁架， 部高度 12 m， 悬臂长度 20 m ～ 31 m 不等。利用电梯分 别在东南角增加两个、 西南角增加三个剪力墙芯筒， 悬 并在芯筒上的桁架间 臂桁架铰接搁置在芯筒角点上， 设置转换桁架， 使芯筒中间轴线上悬臂桁架的长度均 控制在 31 m 以内。 内框架通过环向框架梁将各榀框 架联系在一起， 以抵抗水平地震作用和 水 平 风 荷 载。 内框架既承担着悬臂桁架传来的竖向荷载和弯矩， 又 承担着整个结构的水平作用， 是整个结构的主要抗侧 。 1 力构件 六层结构平面如图 所示。
图4 图1 六层结构平面示意图 Fig． 1 Structural plan of 6 th floor
荷载作用点和输出参考点位置 （ 1 轴） 表2 桁架梁竖向共振频率
Fig． 4 Position of steadystate load and output Tab． 2 Vertical resonance frequency of truss 轴线号 Midas 1 6 12 18 24 30 36 2． 25 2． 05 2． 1 2． 06 2． 05 2． 1 2． 24 共振频率 / Hz Sap 2000 2． 28 2． 12 2． 19 2． 19 2． 11 2． 19 2． 28
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在既有铁路钢桥采用 Ｔ Ｄ控制结构振动 ， Ｍ 首先必须建 立有效的车一桥—＿ Ｄ系统模型， Ｔ Ｍ 其次还必须 解决结构振动中列车荷载激励随机性问题。以我 国铁路线路上常见的 ４ ４ｍ半穿式钢桁梁桥沪宁线 １１ ２
线 比重不是很大， 但是由于有些桥梁位于铁路提速 区段 ， 以列车限速过桥成为我 国铁路整体提速的一 所
个瓶颈。Ｔ Ｄ 调频质量阻尼减振器 ） Ｍ （ 作为一种有效抑制结构振动的装置 ， 主要用于控制激励频率 比较稳
定的机械设备。其原理是通过在主结构上安装含有质量块 、 弹簧和阻尼器的 Ｔ Ｄ装置 。 Ｍ 通过调整 Ｔ Ｄ参 Ｍ
桥为例 ， 将车辆模型分机车 、 ８转向架货车 和客车。 转 分别建立车一桥＿Ｔ ＭＤ系统耦合振动方程， 利用耦
合振动仿真程序的大量模拟计算 ， 研究桥梁在列车尤其是长大空重混编 的货物列车随机激励下横 向振动
规律 ， 分析 Ｔ Ｄ抑制铁路半穿式钢桁梁桥横 向振动的效果 。 Ｍ
２ 车一桥一Ｔ ＭＤ 系统运动方程
车一桥 Ｄ系统含车辆 、 桥梁和 Ｔ Ｄ三个子结构 ， Ｍ 分别建立子结构的动力平衡方程 ， 采用轮对蛇
行 及轨面横 向不平顺作为激振源 ， 根据轮轨相互作用和 Ｔ Ｄ与桥梁联结 ， Ｍ 建立 系统耦合关系 ， 通过 ｗｌ ｎ ｉｏ ｓ
一
０ 法迭代计算 ， 求解系统动力时程响应 。 半穿式钢桁梁桥 由两片主桁和下平联（ 包括纵横梁体系） 组成 ； 每根杆件（ 包括横梁 ） 均作为一个空间
Ｍｆ ＇ ０ ６ １ ．２ ｏ ． Ｉ
半穿 武钢桁梁桥横 向振动 Ｔ ＭＤ阻 尼减 振研究
王 淼。 顾 萍
２０ ９ ） ０ ０ ２ （ 同济大学 桥梁工程 系 ， 上海
摘要： 针对我国既有铁路常见的半 穿式钢桁粱桥 的振动特性 ， 建立了车—桥 Ｄ系统耦 合振动方程 ， 对采用多点调频质量阻尼器抑制既有铁路钢桁梁桥横 向振动的阻尼减振 方案进行 了仿真 算 ． ’ 结果表明：Ｍ Ｔ Ｄ能有效的抑制铁路半穿式铁路钢桁梁桥的横向振动。 关键词 ： 半穿式钢桁梁桥 ； 横向振动；Ｍ ； Ｔ Ｄ 阻尼减振 中图分类号 ：４ １３ 文献标识码 ： Ｕ４． Ａ 文章编号 ： ０６ ３２ （０６ Ｏ —０４—４ １ —２６ ２０ ）１ ０ １ ０ ０
尺寸如图 １ 所示 ， 桥梁有限元模型采用空间梁单元建模 ， 共计 ６ 个节点 ， １ 划分为 １２个单元 ， ５ 模型两端采 用简支梁约束 。
一 桥梁的运动方程
一
［ ］ Ｙ ｝＋［ ｂ ｛ ｛ Ｃ ］ Ｙ ｝＋［ ｛ Ｋ ］ Ｙ ｝＝ ｛ ｝ ｛ Ｔ。 Ｆ ＋ ＦＭ ｝ （） １ 式 中，Ｍ 、Ｃ ］ ］ ［ ］ ［ 和［ 分别为桥 梁的质量矩 阵、 阻尼矩 阵和刚度矩阵 。其 中质量矩阵［ ］ Ｍ 按集 中质
２ １ 半穿式钢桁梁桥计算模式及运动方程 ．
梁单元 ， 每个节点均假定为刚结 ， 既有 ６ 自由度 （ 个线位移和 ３ 个 ３ 个角变位）４ ， ｍ半 穿式钢桁梁桥主要 ４
收 稿 日期 ：ｏ ５ｔＯ一Ｏ ２ｏ ｌ １
作者简 介 ： 王淼
男
１７ ９ ７年出生
博 士研究生
基金项 目： 铁道部科技发展基金项 目（２０ Ｚ ５ ） Ｊ０ ０ １２
２２ 车辆运动 方 程 ．
车辆模型分机车 、 客车和货车 。机车和客车由车体 、 转向架和轮对三部分组成 ， 且每一部件均假设为 刚体 ， 各部件之间由弹簧及阻尼器连接 。车体 、 转向架和轮对均考虑沉浮、 点头 、 横摆 、 摇头 和侧滚等 ５个
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第１ ９卷 第 ｉ 期
２０ ０ ６年 ３月
石 家 庄 铁 道 学 院 学 报
ＪＵ Ｎ ＩＯ ＩＡ Ｈ Ａ ＧＲ Ｉ ＹＩＳⅡ Ｔ Ｏ Ｒ Ａ ＦＳ Ｊ Ｚ Ｕ Ｎ ＡＬ Ａ Ｔ Ｕ Ｅ ＨＩ Ｎ
Ｖｏ． １ Ｎｏ １ １ ９ ．
量矩阵方法生成 ，Ｙ ｝ ｛ ｂ 、Ｙ ｝ ｛ 、 Ｙ ｝ ｛ｂ 分别为桥梁各 自由度的位移 、 速度和加速度的列向量 之间的相互作用力列 向量 。车桥之间的耦合效应是通 ｛ Ｄ为 Ｍ 过轮轨之间始终密贴的假定 ， 并根据接触点轮轨之间的位移和力始终协调来实现的。
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第ｌ 期
王森等： 半穿式钢桁梁桥横向振动 Ｔ Ｄ阻尼减振研究 Ｍ
１ ５
沪
宁
．
／ 。 ／ ／ 。 ＼ × ＼ ＼ ＼
（ ）立面示意图 ａ
ｌｎ 三Ｊ
（ ）平面示意 图 ｂ （） Ｃ 横断面 示意 国
图 １ ４ 半 穿 式 钢 桁 粱 桥 主 要 尺 寸 示 意 图 Ｉ 位 ： ） ４ｍ 单 ｍ
１ 引言
半穿式桁梁桥是我国铁路中等跨度 （４ｎ左右 ） ４ 桥梁 中经常采用的一种结构形式 ， 由于其横切面是
一
个开口半框架 ， 抗扭刚度 比较小。２ ０世纪 ８ ０年代以前 ， 客货车速在 １０ｋ ／ 、 ｍ ｈ ２ ｍ ｈ８ ｋ ／ 之下 ， ０ 这种桥式
横 向刚度不足的问题还不严重。２ 纪 ９ ０Ｌ Ｏ年代 以来 ， 廿 随着我 国准高速铁路 的修建 ， 沪宁线提速和随后的 三大干线的提速 ， 半穿式桁梁桥 的横 向刚度不足问题 日 益突 出， 特别是 当货物列车提速超过 ７ ｍ ｈ ， ０ｋ ／ 后 桥梁跨中横 向振动幅值会超过《 铁路桥梁检定规范》 中规定的限值 ， … 甚至导致列车脱轨事故 的发生。铁 路有关部门为确保列车行车安全 ， 不得不对列车过桥时进行 了不 同程度的限速 ， 虽然铁路钢桥所 占延长