特大型桥梁综合防灾减灾技术系统与装备

本书以特大型桥梁为对象，对风?雨振、地震等灾害作用下缆索及塔、梁、墩等构件的灾变效应和防灾减灾系统进行研究。揭示了特大型桥缆索风?雨振控制机理，以及塔、梁、墩等构件的控制机理；针对缆索研发了单根缆索一系列减振装备，包括多种磁流变阻尼装置及吊杆／ 拉索减振的ｏｎ?ｏｆｆ 多模态控制算法、纳米材料阻尼装置、负刚性阻尼装置、斜拉索多重调谐质量阻尼系统（多ＴＭＤ），以及斜拉桥索网、悬索桥索网系统及辅助索体、辅助索连接接头；对塔、梁、墩等构件研发了一系列防灾减灾系统，包括主梁连续连接装置、主梁竖（侧）向支承装置、格构式组合断面、基于磁流变弹性体材料的变刚度调谐质量阻尼器、形状记忆合金塔（墩）梁连接装置。本书可供桥梁工程领域和防灾减灾领域的研究机构、高等院校和设计咨询单位的技术人员、教师和学生使用。

１　概述…………………………………………………………………………………………… １　１． １　引言……………………………………………………………………………………… １　１． ２　桥梁灾害与特大型桥梁防灾减灾系统………………………………………………… ２　１． ３　国内外发展现状………………………………………………………………………… ３　　１． ３． １　缆索结构灾变效应及控制机理…………………………………………………… ３　　１． ３． ２　防灾减灾技术系统及装备………………………………………………………… ５　　１． ３． ３　防灾减灾技术系统标准…………………………………………………………… １１２　特大型桥梁灾变效应及控制机理…………………………………………………………… １４　２． １　琼州海峡通道桥型方案介绍…………………………………………………………… １４　２． ２　缆索结构灾变控制机理………………………………………………………………… １６　　２． ２． １　缆索结构振动及其控制措施……………………………………………………… １６　　２． ２． ２　缆索结构抖振效应分析方法……………………………………………………… ２２　　２． ２． ３　有限元分析模型与动力特性……………………………………………………… ２６　　２． ２． ４　悬索桥主缆及吊杆的抖振效应…………………………………………………… ２９　　２． ２． ５　悬索桥平行吊索的尾流驰振……………………………………………………… ３２　　２． ２． ６　斜拉?悬索协作桥缆索结构的抖振效应………………………………………… ３７　　２． ２． ７　索网结构振动及控制机理………………………………………………………… ４１　２． ３　塔梁墩构件灾变控制机理……………………………………………………………… ４７　　２． ３． １　主梁连续连接装置灾变效应及控制机理………………………………………… ４７　　２． ３． ２　桥塔施工期与运营期灾变效应及控制机理……………………………………… ６１　　２． ３． ３　主梁竖（侧）向支承灾变效应及控制机理……………………………………… ６４３　缆索结构抗灾变关键装置技术系统………………………………………………………… ６７　３． １　磁流变液阻尼系统……………………………………………………………………… ６７１　　３． １． １　磁流变液阻尼器概述……………………………………………………………… ６７　　３． １． ２　气体补偿式系统…………………………………………………………………… ６９　　３． １． ３　速度自感知式系统研究…………………………………………………………… ７８　　３． １． ４　自集能式系统研究………………………………………………………………… ８１　　３． １． ５　ｏｎ?ｏｆｆ 控制算法研究……………………………………………………………… ８３　　３． １． ６　磁流变液阻尼器设计与应用方法………………………………………………… ９０　３． ２　纳米材料阻尼系统……………………………………………………………………… ９３　　３． ２． １　基本原理…………………………………………………………………………… ９３　　３． ２． ２　智能型一维纳米流体阻尼器……………………………………………………… ９４　　３． ２． ３　智能型二维纳米流体阻尼器……………………………………………………… ９９　　３． ２． ４　纳米流体阻尼器设计与应用方法……………………………………………… １０８　３． ３　负刚度阻尼装置……………………………………………………………………… １０９　　３． ３． １　基本原理………………………………………………………………………… １１０　　３． ３． ２　负刚度阻尼器装置研究………………………………………………………… １１０　　３． ３． ３　负刚度阻尼器系统的振动控制理论…………………………………………… １１４　　３． ３． ４　负刚度阻尼器系统的振动控制数值研究……………………………………… １１７　　３． ３． ５　负刚度阻尼器系统的振动控制试验…………………………………………… １２１　　３． ３． ６　设计与应用方法………………………………………………………………… １２６　３． ４　斜拉索多重调谐质量阻尼系统（多ＴＭＤ）…………………………………………… １２７　　３． ４． １　基本原理………………………………………………………………………… １２８　　３． ４． ２　斜拉索上设置多ＴＭＤ 的动力特性的理论分析………………………………… １２８　　３． ４． ３　斜拉索上设置多ＴＭＤ 的参数优化……………………………………………… １２９　　３． ４． ４　多ＴＭＤ 控制斜拉索多模态振动的试验研究…………………………………… １３３　　３． ４． ５　设计与应用方法………………………………………………………………… １４７　３． ５　斜拉索绕流场套环装置……………………………………………………………… １４７　　３． ５． １　基本原理………………………………………………………………………… １４８　　３． ５． ２　斜拉索绕流场套环装置研究…………………………………………………… １４８　　３． ５． ３　吸气效率参数影响试验研究…………………………………………………… １５１　　３． ５． ４　设计与应用方法………………………………………………………………… １５３　３． ６　索网结构系统………………………………………………………………………… １６０　　３． ６． １　基本原理………………………………………………………………………… １６０　　３． ６． ２　索网体系及设计方法…………………………………………………………… １６２