随着高性能建筑材料的发展和先进建造技术的广泛应用,大跨度、轻型结构已成为桥梁发展的趋势,随之而来的桥梁振动问题也日趋突出。对于轨道桥梁,列车轴重的加大和速度的提高也会使桥梁振动过大,使轨道和桥梁等结构的动力响应加剧,进而影响列车行驶的安全性和平稳性。所以有必要对桥梁振动控制进行深入研究。此外,对在役桥梁的健康状况进行检测,以及检测方法的研究也具有深远价值。本文提出智能减振设备磁流变式调谐质量阻尼器(MR-TMD),基于MR-TMD的控制机理对桥梁振动控制进行了研究;通过模型试验对桥梁动力检测手段进行进一步的探讨。主要内容如下:(1)综述了桥梁振动的危害及结构振动控制的方法、研究方向及发展趋势;对现有减振装置、控制方法和工程应用进行概述。对国内外学者在桥梁损伤检测领域的研究成果进行了介绍。(2)建立MR-TMD系统参数化模型,研究MR-TMD的智能控制方法。对调谐质量阻尼器(TMD)的最优参数选择进行讨论,得出TMD控制最优参数;对磁流变(MR)阻尼器参数模型的权矩阵选取,控制策略的模拟以及半主动控制力的计算进行研究。(3)建立列车—桥梁—MR-TMD空间耦合系统。耦合系统包括车辆子系统、桥梁子系统和阻尼器子系统。在假设列车匀速行驶的条件下,三个系统通过力学平衡条件和位移协调条件耦合联立。其中列车子系统为31自由度动力学模型;桥梁子系统采用梁单元和杆单元的有限元模型建立;通过对实验数据拟合和参数优化理论确定阻尼器子系统结构参数。耦合系统采用Newmark-β法程序化求解。(4)模拟德国ICE3列车通过简支梁桥和连续梁桥实例计算,比较桥梁在无控条件、安装TMD和MR-TMD的情况下桥梁振动效果。通过对桥梁时域分析和频域分析比较,结果表明智能设备MR-TMD具有优于TMD的减振性能。(5)设计桥梁动力检测模型试验,论述了桥梁损伤检测模型试验的可行性。