基于减隔震设计的大跨度连续梁桥抗震性能评价

《基于减隔震设计的大跨度连续梁桥抗震性能评价》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、公路２０１１年１月第１期ＨＩＧＨＷＡＹＪａｎ．２０１１Ｎｏ．１文章编号：０４５１－０７１２（２０１１）０１－０１４０－０４中图分类号：Ｕ４４２．５５文献标识码：Ａ基于减隔震设计的大跨度连续梁桥抗震性能评价李贞新，刘高（中交公路规划设计院有限公司北京市１０００８８）摘要：基于高烈度区的某大跨度连续梁桥（８９ｍ＋１７０ｍ＋８９ｍ），采用非线性时程分析法进行结构动力特性及抗震性能分析。全桥均采用三维梁单元建立空间模型，对于双曲面球形减隔震支座的滞回耗能特性和自恢复功能，活动支座的摩擦耗能以及固定销剪断后的效应进行了模拟，同时模拟了阻尼

2、器的阻尼耗能作用。研究结果表明：采用双曲面球形减隔震支座及桥台处纵向阻尼器后，结构的反应得到了很好的控制，确保了高烈度区结构的抗震安全性。关键词：大跨度连续梁桥；减隔震设计；非线性时程分析法；双曲面球形减隔震支座；活动支座；阻尼器最近的三十余年，全球发生了多次大地震，如度连续梁桥进行非线性地震响应特性和规律的研１９７６年中国唐山大地震，１９８９年美国ＬｏｍａＰｒｉｅｔａ究，为减隔震桥梁的设计和分析提供参考。地震，１９９４年美国Ｎｏｒｔｈｒｉｄｇｅ地震以及１９９５年日本阪神大地震。这几次地震灾害的共同特点是：桥１减隔震设计特点梁工

3、程遭到严重破坏，切断了震区交通生命线，造成该桥位于Ⅸ度地震区，为预应力混凝土连续梁，救灾工作的巨大困难，使次生灾害加重，导致了巨大跨径布置为８９ｍ＋１７０ｍ＋８９ｍ，如图１所示。上［１］的经济损失。２００８年在我国四川发生的里氏８．０下行分幅布置，仅在零号块位置两幅桥用横隔梁级的汶川大地震中，桥梁工程造成了巨大的损失。相联。由于通往震中的公路无法恢复交通，政府不得不动为了保证结构的抗震安全，采取了有效的减隔用军队以强行军的方式进入灾区，给抗震救灾带来震技术，主要分为两类：一类是采用了黏滞阻尼器来［２］极大的困难。几次大地震一再显

4、示了桥梁工程破耗散地震能量，以较少主梁的纵桥向位移和提高桥坏的严重后果，也一再显示了提高桥梁工程抗震性墩的抗震性能；另一类是采用了双曲面球形减隔震能的重要性。支座来延长结构周期，同时耗散地震能量，从而提高近几十年来，为了提高结构的抗震性能，一些研结构的抗震性能。主要特点分别叙述如下。究人员提出许多新的抗震技术，主要包括被动控制１．１黏滞阻尼器的应用［３］技术、主动控制技术及混合控制技术等。目前，结黏滞阻尼器工作原理：活塞把缸体分为两个液构设计方法正从传统的强度理论向延性抗震理论过腔，活塞上的小孔及活塞与缸体间的间隙使两个液腔渡。

5、通过在桥梁结构中采用减隔震技术，可以显著总的阻尼介质在一定的活塞压力下往复流动耗能。提高结构的抗震性能。从性质上来说，减隔震技术当黏滞阻尼器的阻尼力与相对速度成比例时，也是结构控制方法中的一种，属于被动控制技术。称为线性阻尼器，其恢复力曲线形状近似椭圆。在目前，国外一些采用减隔震技术的桥梁，在地震中表桥墩达到最大变形时，黏滞阻尼器的阻尼力反而最现出了良好的抗震性能，而国内关于减隔震技术在小，接近于零；而黏滞阻尼器的阻尼力最大时，桥墩高烈度区桥梁上的应用研究得不多，为了使减隔震变形最小，弹性力也最小。可见，黏滞阻尼器的阻尼技术在我

6、国得到更广泛的应用，提高桥梁的抗震设力和结构的弹性力之间有９０°的相位差，因此，并不计水平，本研究通过对一座采用减隔震设计的大跨增加桥墩的受力。这是黏滞阻尼器的特点之一。收稿日期：２０１０－０３－１１２０１１年第１期李贞新刘高：基于减隔震设计的大跨度连续梁桥抗震性能评价—１４１—单位：ｍ图１桥跨布置当阻尼力与相对速度不成比例时，称为非线性应用较少。本文以高烈度区某大跨度连续梁桥为工阻尼器，其关系可表达为：程背景，研究通过在主梁与桥台间引入黏滞阻尼器α来提高该桥纵桥向的抗震性能。Ｆ＝ＣＶ式中：Ｆ为阻尼力；Ｃ为阻尼系数；Ｖ为速度；α

7、为指数（其值范围在０．１～２．０，从抗震角度看，常用值一般在０．３～１．０范围内）。阻尼器的基本参数是阻尼系数Ｃ和速度指数α。其中，阻尼系数Ｃ的增加意味着阻尼力和耗能能力的增加；而速度指数α对阻尼力和耗能能力的影响与速度Ｖ有关。单位：ｍ图２苏通大桥黏滞阻尼器由于黏滞阻尼器没有初始刚度，在静力作用下，对结构的动力特性（周期、振型等）没有影响，也不会１．２双曲面球形减隔震支座的应用影响蠕变变形下（如温度）结构的正常使用功能；在双曲面球型减隔震支座将普通平板滑动支座的动力作用下，耗散了地震能量，既可以减少结构的动滑动面改为球形曲面，使

8、其在竖向力作用下具有滑力位移响应又可以改善受力。动位移的自恢复能力。它包括一个具有双曲面的核在应用黏滞阻尼器时，应该注意到黏滞阻尼器形钢体，上面是球形铸钢滑动面，下面是球形铸钢转为速度型的设备，阻尼器在有速度的情况下产生阻动面，如图３所示。尼力。此外，油压的调整