桥梁风致振动三向控制及连续型控制理论研究项目摘要

21世纪，世界桥梁进入大跨、轻柔时代，随之而来的是桥梁振动稳定性安全性的要求越来越高。至今，桥梁振动控制理论取得了巨大成就，研发了不少控制器，主要有调频质量阻尼器（TMD）、调频液体阻尼器（TLCD）、主动质量阻尼器（AMD）、锚索控制，还有许多隔震器等。但未对诸多控制器进行系统研究，但对桥梁振动控制研究还存在诸多不足，如控制器的系统研究，包括控制器各自特点和不足，不同控制器的组合；又如对桥梁的竖向、横向、扭转振动的三位一体的控制器未作研发。本课题重点研究多种控制器对桥梁振动的合理组合措施；研发能同时控制桥梁竖向、横向、扭转振动的三向控制器；研发连续型控制器；研究桥梁控制器的最优布置及个数，并针对以上控制措施，提出一系列相适应的桥梁振动控制理论和计算方法。本课题的创新点主要是桥梁风致三向振动控制器和连续型控制器及其控制理论的系统研究。

桥梁风致振动的经典理论体系是在40年代－70年代发展起来的。主要适用于悬索桥结构。80年代以来作了一些改进，使之基本适用于斜拉桥的抗风研究。但是经典抗风理论已越来越不能适应现代桥梁结构的发展，并且也出现了一些新的抗风课题。因此，有必要开展能适用于现代桥梁结构的风致振动与控制的现代理论体系研究。现代理论的核心是要摆脱只计主梁气动力作用等经典理论基本假定的限制，研究其它重要构件的气动力荷载的特性、表达方式与测定方法，进而建立计及全部主要构件（梁、索、塔）气动力荷载的改进的桥梁颤振与抖振理论。现代理论研究也包括紊流效应以及现代控制理论的深入研究。如同经典抗风理论促进了轻柔大跨悬索桥的发展一样，现代抗风理论将会对超大跨度桥梁以及复合材料轻型桥梁的发展起到巨大促进作用。

从广义上讲，振动控制包括两方面内容：（1）有利振动的利用；（2）有害振动的抑制：抑振（即振动控制）。

振动控制的任务：通过一定的手段使受控对象的振动水平满足人们的预定要求。采用隔振、吸振、阻尼等技术措施以减轻物体振动并阻止其传播。其目的是保护人及灵敏仪器设备免受振动的影响 。