河口黄河大桥减隔震措施研究

河口黄河大桥主跨360 m,为我国Ⅷ度及以上地震区最大跨度的斜拉桥,桥塔设计受抗震控制,需采取合理的减隔震措施保证结构的安全和经济性。介绍了河口黄河大桥的地震非线性时程分析方法,重点分析对比了不同参数下塔梁弹性约束和使用液体黏滞阻尼器两种隔振体系的结构响应。结果表明,相对于塔梁弹性约束体系,设置液体黏滞阻尼器对减少本桥地震效应更为有效,其研究成果对同类大桥的设计与计算工作具有一定理论指导作用。     

减隔震混合装置在独塔斜拉桥抗震设计中的应用

为验证减隔震混合装置(2种或多种减隔震装置的组合)对独塔斜拉桥的减隔震效果,以徐尹路潮白河大桥主桥为背景进行研究。将铅芯橡胶支座与液体粘滞阻尼器共同应用于该桥过渡墩的横桥向抗震设计,采用MIDAS Civil 2012分析减隔震混合装置对独塔斜拉桥抗震性能的影响,并通过对液体粘滞阻尼器进行参数分析,得到适用于该桥的减隔震装置参数。结果表明:减隔震混合装置可以用于解决独塔斜拉桥的横桥向抗震问题。相对于常规设计,减隔震混合装置可以避免盆式支座在横桥向发生剪切破坏,也可以有效降低过渡墩的受力;相对于单独采用铅芯橡胶支座的抗震设计,减隔震混合装置可以改善横桥向位移响应及桥塔的受力,但会略微增大过渡墩的受力。     

桥梁延性与减隔震设计方法应用研究

延性抗震设计与减隔震设计是目前桥梁抗震设计中2种常用的设计方法。对2种方法的思想、机理及适用范围进行了对比和分析,并应用2种方法对一座钢筋混凝土连续梁桥进行了抗震设计,通过对减震装置力学参数的优化分析得出了合理的减隔震措施。根据2种抗震设计方法的计算结果提出了最终的抗震设计方案。     

强震区混凝土主梁斜拉桥减隔震体系设计

依托永宁黄河大桥,探讨了在强震条件下大跨度钢筋混凝土主梁桥梁的地震响应规律与合理抗震体系设计,指出应对该类桥梁应采取必要的减、隔震设计以改善结构的受力。在纵桥向,提出采用大吨位黏滞阻尼器的减震方案,并容许较大的主梁位移;在横桥向,针对塔梁横向连接提出了弹性索+黏滞阻尼器的减、隔震设计,墩梁连接则采用屈曲约束支撑的减震方案。建立结构三维非线性有限元模型,通过非线性地震时程分析,验证了采用减、隔震设计的必要性以及所提出的减、隔震设计方案的有效性,进而通过参数敏感性分析,给出了各减、隔震措施的具体设计参数并已用于实桥工程。     

浅析市政桥梁中的隔震设计应用

简要介绍了桥梁隔震技术及传统桥梁抗震设计存在的弊端。介绍了常用减隔震装置模型及原理,并详细阐述了应用新的隔震技术,即添加柔性元素,如采用粘滞阻尼器等减隔震装置对提高桥梁抗震性能的作用。     

基于性能的大跨度中承式钢桁架拱桥减隔震设计

为研究适用于宽幅、大跨度中承式拱桥的合理抗震结构体系,以主跨160 m的聊城黑龙江路徒骇河大桥为工程背景,介绍了基于性能减隔震设计方法及各向异性减隔震设计实现方法,利用非线性动力时程分析方法研究了非减隔震体系、常规减隔震体系和基于性能的抗震体系对大跨度中承式钢桁架拱桥结构响应和抗震性能的影响。结果表明,大跨度中承式钢桁架拱桥的纵、横向动力特性相差较大,分别按照纵、横向自振周期进行减隔震设计,则地震响应更低、抗震性能更优,可实现基于性能抗震设计的思想。     

3塔地锚式悬索桥的减隔震分析

为了确定3塔地锚式悬索桥有效的减隔震措施,采用非线性时程分析方法对固定、漂浮2种不同约束体系的结构动力特性及地震响应进行分析,采用粘滞阻尼器和隔震支座进行纵、横向减隔震研究,并对其效果进行分析。结果表明,设置阻尼器和隔震支座都能有效减小关键部位的位移,以及塔底的内力。通过对比,采用铅心橡胶隔震支座作为潮河大桥的减隔震装置更为合理。     

基于减隔震设计的大跨度连续梁桥抗震性能评价

基于高烈度区的某大跨度连续梁桥(89m+170m+89m),采用非线性时程分析法进行结构动力特性及抗震性能分析。全桥均采用三维梁单元建立空间模型,对于双曲面球形减隔震支座的滞回耗能特性和自恢复功能,活动支座的摩擦耗能以及固定销剪断后的效应进行了模拟,同时模拟了阻尼器的阻尼耗能作用。研究结果表明:采用双曲面球形减隔震支座及桥台处纵向阻尼器后,结构的反应得到了很好的控制,确保了高烈度区结构的抗震安全性。     

多种减隔震装置共同作用的斜拉桥抗震分析

宝鸡市陈仓渭河特大桥是一座位于高烈度地区的混凝土斜拉桥,通过考虑斜拉桥受力特点,采用摩擦摆球型支座加黏滞阻尼器减隔震方案,考虑桩土作用,合理构建空间有限元模型,进行了斜拉桥的抗震分析与设计.抗震分析表明,该体系减震效果显著,能够有效减小桥梁纵横向位移,改善结构受力.     

罕遇地震作用下当前减隔震技术的局限性

在进行结构的抗震设计时,减隔震已经成为常规的工程技术,并且在强震区的公路桥梁中被广泛采用.现行的规范及规程中有具体的设计步骤,可参见[1],[2],[4].[10],[13],[33].最近二十余年,美国、日本、土耳其、中国大陆及台湾省发生了多次大地震,其中采用基础隔震的建筑物及桥梁也遭受了破坏,破坏情况可见[6]、[7]、[8]、[9]、[16]、[17]、[20]、[24]、[25]、[26]、[27]、[28]、[29]、[30]、[31]、[32]、[34]、[35]、[36].研究减隔震结构抗震性能的报告及出版物并不能很明确地说明减隔震技术的优越性,例如,不能够证明减隔震技术在减隔震结构抗震性能中的有效性.一个明显的原因是缺乏实际的工程验证,另一个原因就是缺乏理论基础和设计指导细则.在联邦公路署的资助下,作者和他的同事们对减隔震技术的理论基础以及建立减隔震设计指导原则的假定进行了多年的研究.主要研究内容为罕遇地震作用下阻尼在减隔震设计中所起的作用.本论文主要介绍该研究项目的由来及一些研究成果,主要包括:(1)大震下当前的减隔震设计方法优越性及不足;(2)建议的设计方法,抵御罕遇地震的设计周期窗口;(3)一种新的滚轴减隔震体系,能够有效地提高桥梁抗震性能.     

大跨连续梁桥不同支座体系地震响应对比及参数研究

为解决大跨连续梁桥在不同支座体系下的地震响应及阻尼器参数对主梁位移的影响,以某座大跨(70+110+70)m连续梁桥为例,分别采用盆式支座、摩擦摆减隔震支座和摩擦摆减隔震支座+阻尼器支座体系,通过有限元软件Sap2000模拟分析桥梁在地震作用下的特性。结果表明:1)在地震作用下,采用摩擦摆减隔震支座体系能有效降低桥墩的地震响应;2)在摩擦摆减隔震支座增设阻尼器可减小主梁位移,但桥墩内力随之增大;3)阻尼器的参数应依桥梁的特性合理选用。     

斜拉桥减震控制研究

对于采用飘浮体系的斜拉桥,主桥在地震作用下将产生较大的纵向位移,必须加以控制才能保证桥梁的抗震安全性,本文探讨了采用弹性连接装置减震和采用粘滞阻尼器不同的布置方式减震,对3种减震方案进行了参数敏感性分析。分析表明,只要选择合理的参数,3种减震方案均能较好地控制主桥在地震作用下的纵向位移,但同时在塔、梁和梁与辅助墩之间设置阻尼器的方案最优。     

异型钢独塔斜拉桥抗震性能分析

青海省西宁市西平大街异型钢独塔斜拉桥的结构、交通荷载较为复杂。为了保证该桥的抗震安全,使项目能够顺利进行,从桥梁空间动力模型建模、摩擦摆支座模拟、地震动输入方向3个方面进行分析,完成了桥梁的建模计算。结果表明：沿纵桥向输入地震动时,边塔的轴力和剪力远大于主塔,而沿横桥向输入地震动时,主塔的轴力、剪力和弯矩均大于边塔;选用的摩擦摆减隔震支座设计减隔震起始力为竖向承载力的10%,在E2强震作用下,支座进入减隔震摆动工作状态,有效延长了结构自振周期,实现了该桥减隔震设计;伸缩缝的设置应预留足够梁体位移量,以避免地震时梁体与桥台发生碰撞;桥台与主梁之间设置黏滞阻尼器,可有效控制梁体和桥塔的纵向位移,并起到减震耗能的作用。     

非线性粘滞阻尼器对悬索桥地震反应的影响

通过对粘滞阻尼器的力学特性进行分析,提出了在塔、梁连接处设置非线性粘滞阻尼器来控制塔、梁相对位移的减震措施。在对大跨度悬索桥动力特性分析的基础上,结合单自由度系统的震反应,提出了一种分析塔、梁相对位移的简化方法,并给出了非线性粘滞阻尼器参数设计的简便流程。利用非线性时程地震反应分析方法对一座带有非线性粘滞阻尼器的大跨度悬索桥进行了分析和研究,研究结果表明在塔、梁连接处设置非线性粘滞阻尼器可以在不增加塔底内力情况下,显著地减小塔、梁相对位移。     

粘滞阻尼器在自锚式悬索桥中的减隔震应用研究

该文以广州猎德大桥振动台试验为实际工程背景,研究了非线性粘滞阻尼器对该桥抗震性能的影响。对非线性粘滞阻尼器的两个参数即阻尼系数C和阻尼指数ξ进行了参数敏感性分析研究,确定了纵向粘滞阻尼器的合理参数;并按照相似比制作了粘滞阻尼器模型,安装于1∶60猎德大桥全三维缩尺模型上,进行了全桥振动台试验。研究结果表明,通过选择适当的粘滞阻尼器的参数,可以有效降低结构在地震作用下关键部位的相对位移,同时也改善了结构构件的地震力。     

重庆石忠高速公路忠县长江大桥粘滞阻尼器参数分析

利用非线性动力时程分析方法,从抗震角度对重庆石忠高速公路忠县长江大桥粘滞阻尼器的阻尼系数C和阻尼指数ξ进行详细的参数分析,给出不同参数下桥梁结构的内力和位移反应。分析结果表明,通过纵桥向设置粘滞阻尼器能有效减小主桥结构的地震反应。同时,对粘滞阻尼器参数的确定提出建议。     

桥梁板式橡胶支座与粘滞阻尼器组合使用的减震性能研究

在分析几种减隔震装置的减震耗能机理的基础上,提出了板式橡胶支座与粘滞阻尼器组合使用的减震措施,并利用非线性时程地震反应分析方法,对这种组合装置的减震性能进行了研究。为了研究阻尼系数、阻尼指数和周期对减隔震桥梁地震反应的影响,作了大量的参数分析,给出了参数的合理取值范围。研究结果表明,组合使用板式橡胶支座和粘滞阻尼器,既能减小结构地震力,又能有效地控制梁体位移及墩、梁相对位移。     

西堠门大桥3种梁端约束体系比较

为限制地震作用下加劲梁的梁端位移以及使梁体不对伸缩缝作用过大的速度以免损害伸缩缝,计划对舟山大陆连岛工程西堠门大桥设置梁端约束装置。通过全桥模型的地震反应非线性时程分析,从抗震角度对梁端自由、梁端设置液体粘滞阻尼器以及设置锁定装置3种梁端约束体系下的性能进行比较分析,选定了液体粘滞阻尼器,从保护反力墙,并使其安全系数与阻尼器安全系数匹配的角度确定了粘滞阻尼器的参数。     

填充式钢管阻尼器性能及在桥梁横向减震中的应用

中小跨径桥梁采用板式橡胶支座时，在横桥向地震作用下起到一定的隔震作用，但是墩梁相对位移偏大，主梁容易与挡块发生碰撞，甚至发生横桥向落梁等严重震害。为提高桥梁横向耗能能力，减小地震作用下主梁的侧向位移，研发了一种填充式钢管阻尼器，阻尼器与板式橡胶支座共同组成了桥梁横向减震系统。地震作用下，板式橡胶支座传递竖向荷载并提供一定的横向位移能力，填充式钢管阻尼器通过塑性变形耗散部分输入的地震能量，可以有效减小墩梁相对位移。首先阐明填充式钢管阻尼器的工作机理，试验研究其滞回性能和失效模式，并提出实用简化分析模型。在此基础上，以一座简支小箱梁桥为例，给出填充式钢管阻尼器主要参数的选取过程，分析了主梁和墩顶位移、桥墩与土-结构相互作用力以及填充式钢管阻尼器和桥梁挡块的滞回性能。结果表明：在地震作用下，填充式钢管阻尼器耗能和变形能力远大于钢筋混凝土挡块，附加填充式钢管阻尼器后，墩梁相对位移明显减小，而墩顶位移和墩底内力等变化不大，附加填充式钢管阻尼器后不会对桥墩、桩基等构件产生不利影响。     

桥梁板式橡胶支座与粘滞阻尼器组合使用的减震性能研究

在分析几种减隔震装置的减震耗能机理的基础上．提出了粘滞阻尼器与板式橡胶支座组合使用的减震措施,并利用非线性时程地震反应分析方法。对这种组合装置的减震性能进行了研究。为了研究阻尼系数、阻尼指数和周期对减隔震桥梁地震反应的影响。本文做了大量的参数分析。研究结果表明．组合使用板式橡胶支座和粘滞阻尼器,既能显著地减小结构地震力。又能有效地控制梁体位移及墩、梁相对位移。