一种防碰撞与防落梁减隔震控制系统研究

来源 :石家庄铁道大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wzhi8
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我国地处两大地震带之间,是一个地震多发国家,而桥梁作为现代交通工程中重要的组成部分,在地震的作用下桥梁发生的灾害对整个交通系统是致命的,其中又以桥梁相邻上部结构间的碰撞和落梁对桥梁结构产生较大的破坏。而减隔震技术被证明是一种有效的抗震手段,能够最大限度减小结构的损伤,但现有的减隔震技术并不具备明确的防碰撞防落梁能力,因此对一种具有防碰撞防落梁的减隔震控制系统进行研究具有现实意义。本文介绍了桥梁上部结构的碰撞和落梁震害;减隔震技术和防碰撞防落梁研究现状;基于磁流变阻尼器半主动控制技术的优势。并对郭进等人提出的具有防碰撞防落梁的的减隔震控制系统进行了说明。主要研究内容如下:(1)介绍了MR阻尼器的几种力学模型,选择Spencer模型作为本文MR阻尼器数值模型,并对AGA算法引进分层机制并结合粒子群算法,提出一种新型HAPGA优化算法对Spencer模型进行参数识别,并与SGA算法、AGA算法的参数识别性能作出比较,得出相应结论:数值模型的滞回曲线和试验数据吻合度良好,能准确描述MR阻尼器的滞回性能,并在Matlab/Simulink中建立MR阻尼器数值仿真模型。(2)以斜拉桥的主桥和引桥之间的碰撞作为工程背景,在Matlab/Simulink中建立碰撞仿真模型,将本文减隔震控制系统应用于碰撞模型,并与无控、粘滞阻尼器被动控制和MR阻尼器被动控制,在三种地震波激励下进行了数值仿真分析作出对比,结果表明:本文防碰撞防落梁减隔震半主动控制系统减隔震控制效果最好,且在不同地震波下皆有明显的防碰撞防落梁效果。(3)将本文半主动控制算法与Bang-Bang控制和模糊控制在三种地震波激励下进行了数值仿真分析,结果表明:在减隔震和防碰撞防落梁效果上,本文防碰撞防落梁MR阻尼器半主动控制都要优于Bang-Bang控制和模糊控制,进一步验证了本文减隔震控制的有效性。为本文防碰撞防落梁减隔震控制系统应用于斜拉桥主桥和引桥之间的减隔震控制提供了初步的理论依据。
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