桥梁断面颤振控制的TMD优化设计方法

许 坤^*，王欣欣

(北京工业大学 城市与工程安全减灾教育部重点实验室，北京 100124)

摘　要：为提高调谐质量阻尼器(TMD)对桥梁断面颤振的控制性能，提出了2种新的TMD参数优化设计方法，即考虑气弹效应影响的经验公式方法和数值优化方法。首先，基于二维耦合颤振理论建立桥梁-TMD系统运动微分方程。其次，以流线形桥梁断面节段模型为例，对比分析考虑气弹效应影响的2种设计方法和传统TMD设计方法所得到的桥梁-TMD系统颤振临界风速与鲁棒性能，并对TMD用于桥梁颤振控制的原理与不同设计方法差异化原因开展分析。研究表明，考虑气弹效应影响的经验公式方法和数值优化方法相较传统TMD设计方法能显著提高桥梁-TMD系统颤振临界风速，其中数值优化方法得到的桥梁-TMD系统颤振控制性能最优，且相较传统设计方法得到的桥梁-TMD系统，在鲁棒性方面也有了较大提升。考虑气弹效应影响的2种优化方法可进一步提高桥梁颤振安全系数，为实际工程应用提供理论参考。

关键词：大跨度桥梁;TMD;颤振控制;参数优化