相对混凝土梁斜拉桥粘滞阻尼器参数分析

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1、学兔兔www.xuetutu.com100桥梁结构城市道桥与防洪2015年6月第6期混凝土梁斜拉桥粘滞阻尼器参数分析杜世界(同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司，上海市200092)摘要：以某越江大跨度混凝土斜拉桥为实际工程背景，研究非线性粘滞阻尼器对混凝土斜拉桥抗震性能的影响。利用动力非线性时程分析方法，对非线性粘滞阻尼器的阻尼系数和阻尼指数进行了参数敏感性分析，并与未设置粘滞阻尼器情况的地震响应进行比较。分析结果表明：在主桥纵桥向设置非线性粘滞阻尼器后，通过选择适当的粘滞阻尼器的参数可以有效地降低结构在地震作用下关键部位的相对位移，同时

2、也改善了结构构件的地震力。关键词：桥梁工程；混凝土斜拉桥；抗震分析；粘滞阻尼器；非线性动力时程分析中图分类号：U442．5+5文献标志码：B文章编号：1009—7716(2015)06—0100—05缸筒内作往复运动，活塞上有适量的d,TL成为阻0引言尼孔，缸筒内装满粘滞流体阻尼材料。活塞的往复随着我国经济的高速发展和城市化进程的加运动带动内部硅油的流动，分子产生相对运动不快，桥梁工程的建设技术也在日新月异地进步，跨可恢复，分子之间产生内摩擦力，进而转换成热江跨海的斜拉桥修建得越来越多。这些桥梁一般能；另外内部流体与固态缸体表面的摩擦力转换都

3、占据着交通网络枢纽的重要位置，是交通生命成热能，这样将地震能转化为分子热能，进而产生线的重要组成部分。从近几年来发生在世界各地阻尼效果，达到耗能的目的_51。的地震震害来看，处于交通网络枢纽的重要桥梁活塞杆缸侉液今粤圭油控制阚，调节糍支一旦发生破坏将导致更为严重的次生灾害f1'2】。因此，如何提高这类桥梁结构的抗震性能一直是工程技术人员研究的重点。近年来，通过设置粘滞阻密封挡板油腔带带流孔的活塞头调节室尼器来改善斜拉桥的抗震性能正在成为一个研究图1粘滞阻尼器构造图和应用的热点，并在许多实际工程实例中进行应用【s一。这些工程实例多为跨径4001

4、TI以上的斜拉粘滞阻尼器同其他减隔震装置相比，其优点桥，主梁多采用钢梁或钢一混凝土组合梁。对于斜在于：(1)阻尼器内置为液体，本身没有可计算的拉桥来说，400m以下跨径一般采用混凝土主梁相刚度，不影响整个结构原有的设计和计算(如周期，对更为经济。混凝土主梁斜拉桥梁体质量较大，在振型等)，也就不会产生预想不到的副作用；(2)安地震作用下可能产生更大的地震响应。而在国内，置在结构上的粘滞阻尼器在最大位移的状态下受就粘滞性阻尼器在混凝土主梁斜拉桥结构抗震中力为零，最大受力情况下位移为零，这一性能对减的应用所开展的参数研究还比较少。本文以某越小结构反

5、应十分有利；(3)粘滞阻尼器既可以降低江大跨度混凝土斜拉桥为工程背景，研究通过在地震反应中的结构受力也可以降低反应位移。纵桥向设置粘滞阻尼器来提高该桥纵桥向抗震性粘滞阻尼器的阻尼力与相对变形可通过下列能，并就阻尼器的参数确定进行分析，得到的参数公式求得『61：变化规律可供该类工程应用参考。F=C·V。(1)其中：F为阻尼力，以kN为单位计；V为阻尼1非线性粘滞阻尼器器冲程速度，以m／s为单位计；为阻尼指数，对典型的粘滞阻尼器如图1所示。液体粘滞阻于粘滞性阻尼器，一般取用0．22．0范围；C为阻尼器设计一般采用双出杆油缸式结构，由缸体、导尼系数

6、，其单位为kN，即在1m／s的基准运动相对杆、活塞、阻尼孔、粘滞流体阻尼材料组成。活塞在速度下粘滞阻尼器产生的阻尼力。粘滞阻尼器的阻尼力一速度关系曲线如图2收稿日期：2015—03—24所示，当O／．=1时称为线性阻尼；当仪<1时称为作者简介：杜世界(1982一)，男，安徽风阳人，工程师，从事桥梁非线性阻尼，在速度较小时即可产生较大的阻尼工程设计工作。学兔兔www.xuetutu.com2015年6月第6期城市道桥与防洪桥梁结构101力，而当速度较大时，阻尼力的增幅则较小；当梁肋处梁高2．55m，主梁梁高全桥不变。桥梁总体仅>1时称为锁阻尼，

7、情况与<1时恰好相反，布置图和主梁横断面尺寸如图3、图4所示。速度较小时，阻尼器的阻尼力很小，而当速度较大蕊脚—juLL时，阻尼力的增加也很快。在桥梁抗震设计中，这■三种阻尼装置均有应用，对于线性阻尼和非线性阻尼，其阻尼力与位移的滞迥曲线比较饱满，其减一jiilill震原理为对地震能量进行耗散；对于锁阻尼，其主图3某越江大跨度混凝土斜拉桥总体布置图要作用是对安装滑动支座的桥墩在地震作用下墩梁相对运动速度超过一定阈值时进行锁定，形成2．2计算模型多个固定支座后使地震作用平均分配到各个桥根据桥梁结构的总体构造，建立了结构动力特性与地震反应分析的三

8、维有限元模型，如图5墩。对于双塔斜拉桥来说，其结构惯性质量大，振动周期长，地震作用输入结构体系的能量巨大，且所示。其中，主梁、索塔、边墩和辅助墩均采用空间其结构体系