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