绵阳三江大桥减震分析

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1、54桥梁结构城市道桥与防洪2015年2月第2期绵阳三江大桥减震分析杨勇，宁平华，乐小刚(广州市政设计研究院，广东广州51~60)摘要：首先，对设置了粘滞阻尼器的绵阳三江大桥进行了纵向非线性地震反应分析。接着，讨论了粘滞性阻尼器各参数对减震效果的影响，并选取最优参数。最后，对比了设置阻尼器前后桥梁主要构件地震反应。关键词：地震响应；减震；粘滞性阻尼器中图分类号：u442．5+5文献标志码：B文章编号：1o09—7716(2015)02一o054—03小桥梁的地震反应，节约投资，在梁与墩之间设置0前言了粘滞性阻尼器。该项工程于2009年开始施工，强烈的

2、地震给人民的生命财产带来巨大危2012建成通车。害，它造成桥梁等重要的交通构筑物破坏后，由于2有限元模型的建立交通中断、救援受阻而扩大了次生灾害，而桥梁要具备抵抗地震作用的能力，需要在建设阶段投入(1)主桥整体空间有限元模型采用大型结构较大的财力。阻尼减震技术针对桥梁阻尼低的特分析软件进行建模，主塔、主梁、墩柱，以及桩基均点，能够成倍甚至几十倍提高结构阻尼，抑震效果采用空间梁单元模拟，斜拉索采用桁架单元，承台佳，得到了广泛的应用，并且桥梁减震设置能够有采用板壳单元。模型分析采用有限元位移理论，计效地减少桥梁抗震投入。粘滞性阻尼器已经被成入了结构的几

3、何刚度、斜拉索的垂度效应，以及坐功地运用到高层建筑、高耸结构、体育馆、海洋平标修正的结构大位移等诸因素对计算的影响。车、台，甚至卫星发射塔。将粘滞性阻尼器首次应用于人行桥主梁均采用单梁形式模拟，主梁与边墩、塔桥梁的是美国金门大桥的抗震加固工程。此外建柱相连接处按支座参数进行自由度弹性约束，从而设中的跨越希腊科林斯海峡的雷翁一安蒂雷翁大模拟实际的桥梁结构。主桥整体有限元模型如图2桥和美国Oakland海湾桥西跨悬索桥加固，都使用所示。了阻尼器。重庆鹅公岩大桥和上海卢浦大桥也安采用midas一般连接特性中maxwell粘滞阻尼装了阻尼器。但总体来讲，在

4、国内，粘滞阻尼器在模型，如图3所示。桥梁中应用的实例并不多，国内结构有限元软件(2)粘滞性阻尼器的阻尼力与相对速度的关具有阻尼器单元模块的更是没有。系为：肚CV“1工程背景其中，F为阻尼力，kN；C为阻尼系数，kN／s／m；绵阳三江大桥工程位于绵阳城南新区内“四v为速度，m／s；口为速度指数(无单位)。速度指数0横”主干道红塔街上，是区域内路网体系的重要节的常用取值范围为0．2～1．0。点。桥梁西起规划路，自西向东分别跨越西岸的涪该项分析采用E2概率下纵向c波作为激励，滨路、涪江和东岸的绵盐大道后接地，桥型如图1计算分析了车行桥阻尼器阻尼系数C在所

5、示。主桥采用100m+200m+100m双塔双层支500025000kN／s／m范围；人行桥阻尼器阻尼系数承体系斜拉桥，下层车行桥，上层布置人行桥。人在5000～20000kN／s／m范围；车、人行桥阻尼器速行桥采用”s”曲线形梁，衔接两岸的驳岸，实现行度指数在0．2～1范围内。人过江。绵阳三江大桥工程位于龙门地震带附近，(3)对绵阳三江大桥主桥进行抗震能力分析是汶川地震后绵阳建设的首座大型桥梁，为了减验算时，选用50a超越概率1O％(E1)和50a超越概率2％(E2)两个概率水准的地震加速度反应谱收稿日期：2014—11—12和时程作为输入，分别

6、进行两水平的地震反应分作者简介：杨勇(1973一)，男，湖北黄冈人，高级工程师，从事析。反应谱曲线如图4所示。桥梁工程设计与技术管理工作。2015年2月第2期城市道桥与防洪桥梁结构55100+200+100CI斜拉桥+547．83R=20000T=60E=O—一．09一z。2l量。K0+610．O0、罕I导一、、＼＼＼＼＼＼＼＼＼＼＼／／／／／／／／／7_7L寸‘—14983I5(L∞44D-]-。’。～———urlLIf'rf『一《4地面线《}《8《4l1，1图1主桥桥型立面图表1模型前5阶振型频率及振型特点表fI-jl二_¨_I．蘑图2主桥有限

7、元模型3．2阻尼器参数比选通过计算不同的阻尼参数得到桥梁结构的响图3粘滞阻尼器模型应，绘制出了粘滞阻尼器各参数对结构地震响应0．45的影响曲线，见图5～图8所示。0．400．35170．30g15宴0．25登13{趟0．2011g0．15譬：It901070．o55n00时间／s图5塔顶纵向位移曲线图图4两个概率水准的反应谱曲线图3分析结果3．1桥梁的动力特性在进行地震反应分析前，需要对结构的动力一霉特性(频率和振型)进行分析计算。对三江大桥主桥计算分析了前180阶模态，结果表明振型参与2000700012000170002200027000质量满

8、足大于90％的要求，现将前5阶模型的频阻尼系数／(kN／s／m)率分析结果及各阶振型特点列于表1。图6车行桥主梁纵向位移曲