大跨长联连续梁桥纵向减隔震设计研究.pdf

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1、安徽建筑2012年第4期(总185期)大跨长联连续梁桥纵向减隔震设计研究ResearchonLongitudinalSeismicIsolationDesignforLongMulti—SpanBridge朱鹏志,夏培华2,3(1.安徽省城乡规划设计研究院,安徽合肥230022;2.长大桥梁建设施工技术交通行业重点实验室,湖北武汉430040;3.中交第二航务工程局有限公司,湖北武汉430040)摘要:文章结合汉寿沅水大桥主桥工程,开展大跨长联连续梁桥纵5800+6xl0000+5800。=⋯一—一⋯一⋯一一一一一一一一一、向减隔震设计研究。通过分析比较得出大跨长联连续梁

2、桥纵向粘滞阻2脚墩28#墩3墩31;墩3墩33;墩34_;墩35;墩3墩尼器布置的相关结论。图1汉寿沅水大桥桥型圈(单位:cm)关键字:大跨长联连续梁桥;减隔震;地震反应;粘滞阻尼器中图分类号:U448.21+5文献标识码:B文章编号:1007—7359(2012)04—0107—040前言—、—、厂~一£器器3在地震荷载的作用下,对于大跨长联连续梁桥,经计算分一翌∽∞啪∞0析可知,绝大部分上部结构的地震惯性力都由固定墩来承受,密趋夔鬓/油塑=/~_E4趔_阀因而固定墩的抗震设计必须满足强度和延性两方面的要求。如果一味的要求固定墩去满足强度要求,将非常不经济,而且还图3粘

3、滞阻尼器构造图交很难办到。然而,换一种抗震思路,即采用减隔震概念进行抗震通工设计,结果可能会大有不同。程减震是采用特制减震器件或装置,使之在地震发生时首先研消耗掉传入结构体系的地震能量,从而降低结构的地震响应;究与隔震是通过采用隔震装置,隔离地震对结构的作用,从而减少应0OⅡ1O015O2002SO3O0s040O450sO0550传递到上部结构的地震作用。减隔震设计可以从根本上减小桥时魄(s)用墩及上部结构的地震响应,从而保护桥梁结构不受地震破坏。图4Eclentro南北向的地震波加速度时程记录1工程概况本文以湖南常德汉寿沅水大桥为例,对该桥进行减隔震分析。汉寿沅水大桥

4、是湖南省道$205线跨越沅水的重要桥梁,位于汉寿县仓儿总,路线全长9.502km。主桥上部结构为方寨一方案二方案兰方案四方案五方案六方案七~'llJt方寨九1iitt4.-I-58m+6m×lOOm+58m八跨变高度预应力混凝土连续箱梁结图528#墩底面内弯矩与原设计比较图构。桥梁的整体布置图如图l,有限元模型如图2。重于4Hz时,可认为其刚度为零,其阻尼力可用下式表示:2常用减隔震装置的减震原理和力学模型Gn(1)式中:F为提供的阻尼力;C为阻尼系数;口为速度;or为阻2.1粘滞阻尼器尼指数。在工程应用中,可以根据结构的动力特性选择合理的阻尼图3为美国Taylor公司生

5、产某种典型的粘滞阻尼器,粘系数和阻尼指数,使阻尼器的减震效果达到最优。滞阻尼器一般由缸体、活塞和流体组成,缸内充满硅油或其它使用粘滞阻尼器既可降低结构地震响应内力,也可以降低安粘滞流体,活塞在缸体内可作往复运动。粘滞阻尼器是与速度相联的阻尼器。当其活塞振动频率小响应位移,同时还满足温度变化、收缩徐变等因素引起梁体慢徽速变形的要求,使其不产生附加内力。建筑作者简羿介:朱鹏志(1983-),男,安徽宿松人.毕业于-p.沙理工大学,硕3大跨烤长联职连琏续联梁采桥研减『J我隔瞒震展设计丌研究咒士;工程师,主要从事道路桥梁设计及其相关的研究工作。固安徽建筑2012年第4期(总185

6、期)勰各减震方案的减震效果表2V——●●_l盎II-■■—●VVvvvv减震装置布置方案表10·2802,调整后的地震波峰值加速度为0·lg,如图4所示。、/根据表1的减震方案,对各种方案进行地震反应分析。由于大跨长联连续桥梁震害主要产生于下部结构,所以在桥梁结、/构纵向地震响应分析中,主要是以桥墩内力作为研究对象,特、/别是墩底剪力和弯矩。将原设计方案与采用粘滞阻尼器减震装交、/通置的九个减震方案的桥墩最大地震响应进行比较,同时列出了工固定支座剪力、固定墩墩顶位移和主梁梁端位移,如图5~图程、/17所示。由于阻尼器的对称布置,图中只画出了半数墩(28#~研究34、/,、

7、/32#)墩底弯矩和剪力比较值。与为了更准确判断各个减震方案的减震效果,将减震结构与应35、/用原设计(无阻尼器)地震响应的比值定义为减震系数。固定墩的36、/、/、/减震效果见表2。从以上图表可得出以下结论:3.1减隔震装置的布置方案①纵向自由墩与主梁之间布置粘滞阻尼器后,其它已布连续梁桥主梁是通过支座与墩、台相互连接的,大量试验和置粘滞阻尼器的桥墩墩底弯矩和剪力有一些降低,但降低幅度理论分析表明:支座对桥梁地震反应有很大的影响,比如梁体与不是很大。墩、台之间采用固定支座连接,墩、台所受的地震水平力将非常②纵向自由墩与主梁之

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