高低塔斜拉桥抗震设计分析

高低塔斜拉桥由于结构不对称,使其受力特性也体现出不对称性,因此对此类桥梁的抗震分析显得尤为重要。文章以广西某特大桥为工程实例,建立空间有限元模型进行抗震分析,对设置阻尼器提高桥梁抗震性能提供了可靠的理论依据,并介绍了有限元分析的详细过程,可为今后同类桥梁的抗震设计提供参考。     

斜拉桥粘滞阻尼器设计方案及参数回归分析

为优化粘滞阻尼器对双塔斜拉桥的减震效果,以淮安大桥(主跨为416m的双塔斜拉桥)为背景进行研究。采用有限元软件SAP2000建立全桥三维有限元模型,应用非线性动力时程方法对比分析了4种不同阻尼器布设方案(分别将粘滞阻尼器布设在塔支座、桥台、边墩和桥台、边墩位置)的减震效果。选择最优方案进行阻尼参数分析,应用最小二乘回归分析法建立关键截面参数与阻尼参数之间的数学模型,以控制截面内力和变形最小为原则,通过求解拟合方程的极值得到最优设计参数。结果表明:在桥台位置安装粘滞阻尼器能使其更好地发挥减震功能,且不改变辅助墩的受力;所提出的阻尼参数优化设计方法能有效地计算出最优阻尼参数,为设计提供方便。     

基于磁流变悬置的整车建模与振动控制的研究

以磁流变悬置动态性能试验结果为数据样本,利用广义回归神经网络(GRNN)辨识方法建立了磁流变悬置的正、逆模型,并将辨识模型用于悬置系统的控制;建立了基于磁流变悬置的整车10自由度动力学模型,以发动机转速和悬置点处的加速度信号为输入,设计了模糊控制器,对磁流变悬置进行半主动控制的仿真。结果表明:该模糊控制器具有较好的宽频隔振效果,悬置点处的振动加速度峰值明显减小,验证了GRNN模型和模糊控制器算法的正确性和有效性。     

基于半主动控制的MR-TMD对钢箱梁桥冲击系数的研究

在考虑桥面粗糙度的条件下,推导出安装智能减振设备磁流变式调谐质量阻尼器(MRTMD)后车-桥-阻尼器的耦合方程,提出MR-TMD的半主动控制算法,采用Newmark-β计算耦合系统响应。通过40m+70m+40m连续钢箱梁数值模拟,研究车体质量、桥面粗糙度及安装MRTMD对桥梁冲击系数的影响。结果表明,对连续梁桥存在冲击系数随车体质量增大而减小;位移冲击系数大于内力冲击系数;桥面粗糙度越大桥梁冲击系数越大;半主动控制的MR-TMD能在一定程度上减小冲击系数;针对某一阶频率设计的阻尼器能在该段频率内更好地发挥作用。     

大跨度三塔斜拉桥纵向约束体系设计研究

针对三塔斜拉桥温度效应显著、整体刚度不足的特点,以黄茅海大桥[主桥为(100+280+720+720+280+100) m独柱塔双索面三塔斜拉桥,采用分体钢箱梁]为背景,采用非线性时程分析方法,对比分析不同纵向约束体系下斜拉桥的静、动力响应。结果表明:中塔通过设置弹性索实现弹性约束,单侧弹性约束刚度6.5×10~5 kN/m,可起到塔梁固结的效果;在中塔采用弹性约束基础上,边塔采用纵向放松体系,每个边塔设置4个粘滞阻尼器[阻尼系数C为2 500 kN/(m/s)~α,速度指数α为0.3],明显改善了斜拉桥的静、动力响应;采用的中塔设置弹性约束-边塔设置阻尼器的组合结构体系,与全飘浮体系相比,梁端最大位移减小69%,边、中塔塔底弯矩分别减小40%、15%,与中塔固结体系相比,地震作用下组合结构体系梁端位移减小44%,中塔塔底弯矩减小51%,边塔塔底弯矩变化幅度较小,该组合结构体系合理。     

石首长江公路大桥斜拉索杠杆质量阻尼器应用研究

石首长江公路大桥主桥为主跨820 m的双塔六跨连续不对称空间双索面混合梁斜拉桥,最长斜拉索长约440 m,在外部激励作用下极易发生面内、外振动。针对石首长江公路大桥斜拉索的振动特性,在常规阻尼器的基础上进行构造优化设计,研发了一种双杆倒Y形连接杆斜拉索杠杆质量阻尼器,具有景观协调性好、横向连接刚度大、减振效果好等优点。通过对阻尼器的安装质量进行严格控制,安装位置比控制为2.23%~2.83%,使阻尼器达到了良好的减振效果,实测斜拉索阻尼对数衰减率均在3%以上,满足大桥斜拉索减振要求。     

加入粘弹性阻尼器的高楼桅杆风振响应分析

高楼顶部设桅杆是一种常见的结构形式以满足建筑功能的要求。为分析在风荷载激励下桅杆对主体结构的影响,以及高耗能粘弹性阻尼器对桅杆和主体结构的振动控制效果,根据Davenport风速谱理论,采用AR线性滤波法模拟出空间、时间相关的脉动风速时程,并采用ETABS有限元软件进行风荷载激励下的时程分析。结果表明,高耗能粘弹性阻尼器的加入使主体结构的桅杆放置层桅杆周围部分杆件的内力有了较大幅度的减小,桅杆的动力响应得到了有效控制。     

自锚式悬索桥纵向地震响应控制分析

以某双塔自锚式悬索桥为例,通过在桥塔与主梁之间设置液体黏滞阻尼器,把地震作用下桥梁纵向的位移和内力控制在一个合理的范围内。通过改变阻尼参数C和α,对此桥纵向的地震位移和内力的变化情况进行了规律总结。比较发现,当阻尼系数C越大或阻尼指数α越小时,此桥纵向的地震位移和内力反应就越小。其中C取3500左右,α取0．3时,塔底地震弯矩降幅达40％左右,主梁地震位移降幅达50％左右。