安庆长江大桥粘滞阻尼器参数分析.pdf

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1、2013年5月第5期城市道桥与防洪桥梁结构77安庆长江大桥粘滞阻尼器参数分析宋连锋t，孙良凤，袁佩z(1．浙江大学建筑设计院市政交通分院，浙江杭州310000；2．招商局重庆交通科研设计院有限公司，重庆市400067)摘要：该文利用非线性时程分析方法对安庆长江大桥粘滞阻尼器的阻尼系数和速度指数进行了详细的参数分析，讨论了阻尼器各参数对结构地震响应的影响。结果表明：粘滞阻尼器能显著地减小桥梁结构的地震响应。最后，对阻尼器的参数提出了建议以供参考。关键词：粘滞阻尼器；参数分析；动力时程；安庆市长江大桥中图分类号：U44

2、1"．3文献标识码：A文章编号：1009—7716(2013)05—0077—04桥共设有六对竖向支座，其中主塔处竖向支座兼0前言有纵向限位功能，过渡墩及辅助墩处竖向支座兼作为生命线工程的桥梁结构在地震作用下的有抵抗部分横向力功能；横向抗风抗震支座2对，安全性不同于一般的结构，一旦破坏将会造成救设于桥塔处。灾工作的巨大困难，使次生灾害加重，造成更大的辅助墩墩身设计主要受船撞力控制，设计为了经济损失，因此必须增加桥梁结构的抗震安全储增强其防撞能力，将墩身做成实心，在承台上、两备。结构耗能减震技术作为一项结构减震新技术

3、，墩柱间设置横系墙。过渡墩采用分离式花瓶形桥主要指在结构中设置耗能装置，通过耗能设备本墩，钻孔灌注群桩基础。设计综合考虑了结构受身提供附加阻尼，以消耗地震时输入上部结构的力、景观造型、施工方案等因素。承台和桩基均设地震能量，达到设防预期要求。近年来，引入阻尼计为普通钢筋混凝土结构。桥梁的立面布置如图1器来改善桥梁结构的抗震性能成为一个研究和应所示。用的热点『l_2】。鲫，删阻尼器形式大致可以分为四类：弹塑性阻尼、。＼聊mm／i／／／／／／／／／／／／11$§／一／＼摩擦阻尼、粘弹性阻尼及流体粘滞阻尼l31。阻尼器的

4、作用主要是提供阻尼，其中流体粘滞阻尼器技r厂ff!!术较为成熟并且适用于大跨度桥梁。比如在广西图1桥梁立面布置图(单位：CITI)南宁大桥【4_、上海卢浦大桥等桥梁就安装了类似的2流体粘滞阻尼器粘滞阻尼器。基于流体粘滞阻尼器的力学特性，从抗震角度采用流体粘滞阻尼器进行分析计算。流体粘滞对安庆长江大桥拟安装的流体粘滞阻尼器的参数阻尼器一般由活塞、流体、油缸，以及节流孔组成，进行分析，以期得到该桥减震控制的综合最优方是利用活塞前后压力差使油流过节流孔产生阻尼案力的一种减震装置。流体粘滞阻尼器的实样如图2所示。1工程概况

5、安庆长江公路大桥主桥为(50+215+510+215+50)m五跨连续钢箱梁斜拉桥。桥面纵坡为2．75％，其中主跨处于R=20000m的圆弧竖曲线上。主梁为全焊扁平流线形闭口钢箱梁，其上翼缘为正交异性板结构。斜拉索采用钢绞线拉索，标准索距为15in。最大索长269．37ITI，重17．2t。斜拉索锚固于钢箱梁腹板侧的斜拉索锚箱上。斜拉索的减振采用液压阻尼器与减振橡胶块共同作用的方式。全图2流体粘滞阻尼器实样采用Maxwell模型来模拟粘滞阻尼器单元，这收稿日期：2013—01—25种模型是Malvern在1969年

6、提出来的，由一个阻作者简介：宋连峰(1978一)，男，浙江嵊州人，硕士研究生，从事桥梁工程设计工作。尼器单元和线性弹簧的串联构成。在这种模型中，78桥梁结构城市道桥与防洪2013年5月第5期非线性力一变形关系如下：地震作用的峰值加速度调整为O．15g。地震动时程f-k巩=cd·sign(do)·(dc)曲线如图4所示。计算分析采用水平地震动和竖式中厂为阻尼力；k为连接弹簧的刚度；以为向地震动共同作用，竖向地震动取值为水平地震阻尼器的变形；c为阻尼器阻尼系数；sign()为符号动的2／3。函数；dc为阻尼器变形速率；

7、为阻尼器的速度指数。当ot=l时称为线性阻尼，当a1时称为锁阻尼[51。仅取值一般在0．1～2．01ILI-_lI^．．．⋯．占】嘶之间，结构抗震计算时，常用值一般在0．21．0之间。．T11r’111吁『’。’ji⋯’4。3阻尼器参数分析时间／3．1分析模型图4E2地震动曲线图在安庆大桥动力计算中，采用MidasCivil2010有限元软件建模，结构采用三维空间有限元模型。3．3参数分析旦y一456铂模型建立过程中，主塔、主梁、主墩均采用梁单元需对结构引入阻尼器的情况进行结构响应分进

8、行模拟，拉索采用桁架单元模拟。安庆长江大桥析，主要考虑对阻尼器系数C、速度指数OI．进行参主桥的空间有限元模型如图3所示。模型共有单数敏感性分析，分析研究这些参数变化对结构响应元936个，节点1043个。的影响规律。本文选取阻尼系数C为2000～5000，越艘曩_軎速度指数为0．2～0．5。仉0=n宝¨c)蝎m(1)在E2地震作用下，不同参数组合对南塔塔底剪