基于多重调谐质量阻尼器的苏通大桥抖振位移最优控制的数值模拟

研究目的：为超大跨度斜拉桥抗风设计与抖振控制提供参考。研究方法：基于ANSYS建立了苏通大桥三维有限元模型,并在MATLAB平台模拟了苏通大桥三维脉动风场。考虑主梁断面气动自激力,进行了苏通大桥抖振时域分析。根据苏通大桥动力特性和抖振时域分析结果,重点分析了多重调谐质量阻尼器（MTMD）用于抖振控制的参数敏感性。考虑MTMD的控制效果、建造费用、施工难度及鲁棒性等因素建立了关于MTMD设计参数的目标函数,并基于一阶优化算法进行目标函数最优解的非线性搜索,据此获得了MTMD在约束条件下的最优设计参数。重要结论：1.苏通大桥侧向抖振位移主要由第一阶侧弯振型控制,竖向抖振位移主要由第一阶竖弯振型控制;2.MTMD的控制效果对设计参数的变化十分敏感,其中质量比和频带宽敏感性更强;3.MTMD的最优设计参数可以通过一阶优化算法获得,并可通过零阶优化算法对优化结果进行验证;4.采用优化后的MTMD设计参数,苏通大桥的抖振响应可以得到明显抑制,且侧向抖振控制效果更加明显。