强震下流体阻尼器对矮塔斜拉桥的减震效果.pdf

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1、第28卷第2期土木工程与管理学报Vo1．28No．22011年6月JournalofCivilEngineeringandManagementJun．2011强震下流体阻尼器对矮塔斜拉桥的减震效果李峰(西安市政设计研究院有限公司，陕西西安710068)摘要：天津永定新河特大桥主桥所在地的地震基本烈度为8度、设计基本地震加速度值为0．20g。为了解决其抗震问题，设计地震分组为第一组，场地土类型为中软土、场地类别为Ⅲ类，属抗震不利地段。永定新河特大桥的主桥为矮塔斜拉桥，采用混凝土结构，自重较大，由强震产生

2、的水平地震力十分不利，相关构件尤其是下部墩柱基础很难承受，因此采用了粘滞流体阻尼器的减震技术。本文通过商用有限元软件ANSYS对其进行有限元动力分析，对结构在阻尼器控制下结构的安全性进行了定量分析，通过对比分析结果，从理论上验证了采用粘滞流体阻尼器后，有效地降低了结构的地震力，提高了桥梁的安全性，使其在大震作用下基本处于弹性状态。关键词：粘滞流体阻尼器；数值分析；减震设计；等效阻尼系数中图分类号：TU352．1文献标识码：A文章编号：2095-0985(2011)02-0058-05桥梁在公路震后保持

3、畅通起着关键性的作墩柱基础很难承受。而该桥作为特大型桥梁，有用，因此，对高烈度地震区域的桥梁结构进行有效必要确保其具备一定抗震能力。因而对主桥采用的抗震保护非常重要。从各国的桥梁减隔震技术粘滞流体阻尼器的减震技术来降低地震力¨-3]。应用情况来看，桥梁减隔震设计中最常采用的隔本文对天津永定新河特大桥主桥的减震设计震装置是铅芯橡胶隔震支座和粘滞流体阻尼器。进行非线性时程有限元分析，检验该桥在地震作美国著名金门大桥的抗震加固采用了粘滞阻尼用下能否满足预期的功能要求，从理论上对天津器，Kobuyashi等曾

4、于1994年将一个类似于粘滞永定新河特大桥主桥的减震效果进行研究。阻尼器的油阻尼器应用于一个中跨为410ITI斜拉桥的1：100模型的试验研究中，结果表明，对于1有限元模型地震及风振效应其控制效果明显。目前，在美国、日本等发达国家粘滞阻尼器在桥梁上已有较广泛1．1工程介绍的应用。如美国Taylor公司生产的粘滞阻尼器已永定新河特大桥全桥由南侧引桥、主桥及北应用于20余座桥梁中。目前，我国仅有几座大跨侧引桥三部分组成，总长1132．86In，其中主桥桥桥梁采用粘滞阻尼器作为减振装置，如重庆长江型为三跨连

5、续四索面矮塔斜拉桥，跨径布置为85鹅公岩大桥采用粘滞阻尼器来减少钢梁在地震荷rn+145m+851TI，主桥全长315m，全宽为43．0载、车辆荷载及风荷载作用下的纵向变形。上海m(桥塔处441TI，边塔各向外凸出0．5In)。主桥的沪浦大桥是一座大跨度钢拱桥，它在塔、墩及桥的桥型和支座布置分别如图1、2所示，支座为抗面伸缩缝处设置粘滞阻尼器，用以限制伸缩缝处震盆式支座。主桥减震装置为阻尼器，阻尼器的的位移。布置如图3所示，半幅桥纵向阻尼器共8个(从左永定新河特大桥位于塘沽区，是塘汉快速路至右从上至下

6、依次编号为1～8)，型号为粘滞阻工程中规模最大的一座重点桥梁。其桥址场地地尼器ZNQ1000×300，横桥向阻尼器共5个(从左震基本烈度为8度、设计基本地震加速度值为至右从上至下依次编号为1～5)，型号为粘滞阻0．20g，设计地震分组为第一组，场地土类型为中软尼器ZNQ1000×150，下行侧阻尼器布置和上行侧土、场地类别为Ⅲ类，属抗震不利地段。该桥的主桥阻尼器布置关于桥梁中心线对称。全桥共计六个为矮塔斜拉桥，采用混凝土结构，自重较大，由强震主塔，顺桥向两排，横桥向并列三个，阻尼器的设产生的水平地震力

7、十分不利，相关构件尤其是下部计参数如表1所示。收稿13期：2011-04-06修回日期：2011-06-08作者简介：李峰(1971一)，男，陕西西安人，工程师，研究方向为桥梁工程(Email：cindy9202@163．coln)第2期李峰：强震下流体阻尼器对矮塔斜拉桥的减震效果·59·主盅塔十}一～_—．引专●+鳓支章●觑●．—车_．上桥梁串中岳啦支心线车-O蝤，：。伸缝乏僳面：!乏豸雾多⋯裴————]。。。l5oo而图1永定新河特大桥主桥桥型图2支座布置(半幅)lV4-If=_山-●-__8．n

8、一_、广。1f’===：一：j：fJI一』!—]⋯儿II=二=二客一L一⋯一j⋯[⋯jlL_⋯一lL_-__-一一=餐JL⋯L一⋯．～JL一一量一翱圈一1广‘⋯一串_一一一一一一一r一儿睦}II]r唾￡-JL．儿L。-_一一一———十—了一上麒支再．_．牛个支_@——虫一1广j障翻J：I：IlilllIlIn睦莉上_jJII·L—L-．JL．一-、广。：L_J1II10]rl—一一0IIIIll一L一-lI芒●-蛊J／JJ_-l【桥向阻尼器／7一5125