大跨度斜拉桥结构阻尼消能减震技术研究

大跨度斜拉桥结构阻尼消能减震技术研究

吴晓兰[1]2004年在《大跨度斜拉桥结构阻尼消能减震技术研究》文中进行了进一步梳理大跨度桥梁通常是交通运输的枢纽工程,投资大,对国民经济有着重大影响;在地震中一旦遭到破坏,将会造成巨大的经济损失,并严重影响到灾区的抗震救灾和恢复重建。因此,对大跨度斜拉桥结构桥梁采取合理有效的抗震措施以确保其在地震中的安全性,具有十分重要的社会和经济意义。在大跨度桥梁中设置粘滞阻尼器,不会增加结构的刚度,且主梁在温度作用下可自由变位,同时由于粘滞阻尼器可消耗地震或风荷载输入结构的振动能量,从而有效地控制大跨度桥梁结构的振动反应,是一种较为理想的大跨度桥梁减震技术。本文结合杭州湾大桥南航道桥工程的消能减震设计,开展了以下几方面的研究工作: (一)根据杭州湾大桥南航道桥的实际情况,考虑了两种横向边界约束条件,即过渡墩与主梁之间为横向自由和过渡墩与主梁之间为横向限位,比较了两种边界条件下斜拉桥结构的地震反应。分析结果表明,边界约束条件对斜拉桥结构的地震反应有明显影响;结构在上述两种边界条件下,均不能经济、合理地满足要求。 (二)本文提出了在过渡墩、辅助墩与主梁之间设置横向粘滞阻尼器的减震方案,借助于有限元程序SAP2000N,进行了斜拉桥结构的消能减震分析。结果表明,设置粘滞阻尼器能有效地减小大跨度斜拉桥结构主梁的横向位移、速度和加速度反应;同时,还可以协调边墩间的受力,降低边墩、桥塔以及主梁的内力。 (叁)对粘滞阻尼器的主要设计参数进行了探讨,分析了阻尼系数、速度指数对结构地震响应、阻尼器最大出力与行程以及减震效果的影响,为大跨度斜拉桥的减震设计提供了理论依据。最后,根据本文的分析结果,提出了大跨度斜拉桥结构阻尼消能减震设计建议。

王天亮[2]2007年在《大跨度斜拉桥地震反应分析及减震技术研究》文中研究指明随着国民经济的发展,大跨度桥梁在我国得到了很快的发展。大跨度桥梁通常是交通运输的枢纽工程,投资大,对国民经济有着重大影响,在地震中一旦遭到破坏,将会造成巨大的经济损失,并严重影响到灾区的抗震救灾和恢复重建。因此,对大跨度斜拉桥结构桥梁采取合理有效的抗震措施以确保其在地震中的安全性,具有十分重要的社会和经济意义。在大跨度桥梁中设置粘滞阻尼器,不会增加结构的刚度,且主梁在温度作用下可自由变位,同时由于粘滞阻尼器可消耗地震或风荷载输入结构的振动能量,从而有效地控制大跨度桥梁结构的振动反应,是一种较为理想的大跨度桥梁减震技术。吉林兰旗松花江大桥是单索面双塔半漂浮体系斜拉桥,主跨240m,桥位处于地震烈度7度区。本文在简述地震反应分析基本理论的同时,对该桥进行了反应谱分析、弹性时程分析和减震技术研究。主要研究内容包括:(1)采用结构分析程序ANSYS对吉林兰旗松花江大桥的动力特性进行分析,采用改进的集中质量模型考虑桩土相互作用。(2)采用标准反应谱作为输入的谱曲线,分别考虑了纵向、横向、竖向输入下该桥的地震响应,并考虑了两种地震组合,即纵向+竖向输入和横向+竖向输入。采用CQC模态组合方法。(3)对吉林兰旗松花江大桥进行了动力时程分析,并与标准反应谱方法的计算结果相互校核,得到该桥最终的地震响应结果。(4)对比分析了叁种支撑体系,即漂浮体系、阻尼体系、铰接体系(锁定体系)。分析结果表明,支撑体系对斜拉桥结构的地震反应有明显影响。阻尼体系对抗震更为有利。(5)进行了斜拉桥结构的消能减震分析。结果表明,设置粘滞阻尼器能有效地减小大跨度斜拉桥结构塔、梁位移、内力反应。(6)对粘滞阻尼器的主要设计参数进行了探讨,分析了阻尼系数、速度指数对结构地震响应的影响,为大跨度斜拉桥的减震设计提供了理论依据。最后,根据本文的分析结果,提出了大桥阻尼器参数建议值。本文得到的研究结果可以作为该桥抗震设计的参考依据,对其它类似桥梁地震反应分析及减震设计具有一定的参考意义。

习勇[3]2010年在《大跨度混合梁独塔斜拉桥地震反应分析及减震措施研究》文中认为混合梁斜拉桥因其特殊的结构特点,成为今后大跨度斜拉桥的发展方向之一。而大跨度斜拉桥是交通运输工程的关键部分,一旦在地震中遭到损坏,必将会有很大的经济损失,因此对大跨度斜拉桥结构体系进行抗震分析,并对其减震措施进行详细研究,具有十分重要的意义。本文以广州东沙大桥为工程背景,对混合梁斜拉桥的地震反应和减震措施进行了分析研究。首先,本文基于有限元原理,运用有限元程序MIDAS/CIVIL建立广州东沙大桥的空间动力计算模型,对其进行动力特性的分析,并与相同跨径和相同参数的无辅助墩体系桥进行了对比,总结得出有辅助墩的独塔混合梁斜拉桥的频率值高于相同振型的无辅助墩混合梁独塔斜拉桥,侧弯、竖弯振型出现均比较晚,结构的稳定性更好。其次,对大跨径斜拉桥进行了反应谱分析和动态时程分析。详细分析了斜拉桥在不同地震动输入作用下的反应特点,而且对两种方法的结果进行了比较,得出地震时程分析法得到的结果与反应谱法得到的结果相差较大,主要是横向输入情况下相差较大,在设计时要加以重视。然后,本文根据以上地震分析特征提出了分别在锚固墩、辅助墩与主梁之间设置横向粘滞阻尼器的减震方案,借助有限元程序MIDAS/CIVIL,进行广州东沙大桥的消能减震分析。结果表明,设置粘滞阻尼器能有效的减小桥梁结构主梁的横向位移、速度和加速度反应;而且,还可以协调锚固墩间的受力,降低边墩、桥塔以及主梁的内力。最后,本文对粘滞阻尼器的主要设计参数进行了探讨,分析了阻尼系数、速度指数对结构地震响应、以及减震效果的影响,为大跨度斜拉桥的减震设计提供了理论依据,并根据分析结果,提出了大跨度斜拉桥结构阻尼消能减震设计建议。本文得到的研究结果可以作为该桥型抗震设计的一个参考依据,对其他类似桥梁地震反应分析也有一定的指导意义。

邬耀明[4]2008年在《武汉天兴洲公铁两用长江大桥动力特性分析及抗震设计》文中研究指明桥梁通常是交通运输的枢纽工程,对国民经济有着重大影响。近年来,全球地震频繁发生,严重地危害着人民的生命和财产的安全。在地震作用下,作为生命线工程之一的桥梁结构的破坏,将加重次生灾害的程度,导致更为严重的生命财产及经济损失。我国是一个多地震的国家,自唐山地震以来,抗震防灾工作正日益受到重视。结构振动控制技术在工程中的应用得到迅猛发展,目前已成为一个十分活跃的研究领域。近些年的理论和实践研究证明:结构振动控制可以有效减轻结构在风或地震作用下所引起的反应和损伤,有效提高结构的抗震抗风能力和防灾的性能。为此,研究掌握桥梁的地震反应是建立合理抗震体系,采取有效抗震措施的科学根据。本文在国内外有关研究成果的基础上,以武汉天兴洲长江大桥为工程依托,对大跨度斜拉桥地震反应及抗震设计进行了以下几方面的研究:1.利用有限元分析软件ANSYS,通过适当简化建立斜拉桥的结构模型,作为进行动力分析的基础,计算斜拉桥的自振特性。在斜拉桥的静力分析过程中考虑了几何非线性因素,并对斜拉桥的合理成桥状态的确定进行了探讨。2.分析大跨度斜拉桥在一致激励下的地震反应,探讨竖向输入加纵向输入对结构地震反应的影响,并考虑地震行波作用下斜拉桥的响应。3.根据武汉天兴洲大桥的实际情况,研究了两种大桥减震方案:即在主塔下设置纵向阻尼器以及同时在主塔和辅助墩处设置纵向阻尼器。两种方案下各分不同工况进行桥梁效能减震研究,通过对比研究提出更适合大桥的减震方案。4.对粘滞阻尼器的主要设计参数进行了探讨,分析了阻尼系数、速度指数对桥梁结构的地震响应影响,阻尼器最大输出力以及减震效果的影响,为大跨度斜拉桥的减震设计提供了相应的建议。

参考文献:

[1]. 大跨度斜拉桥结构阻尼消能减震技术研究[D]. 吴晓兰. 南京工业大学. 2004

[2]. 大跨度斜拉桥地震反应分析及减震技术研究[D]. 王天亮. 同济大学. 2007

[3]. 大跨度混合梁独塔斜拉桥地震反应分析及减震措施研究[D]. 习勇. 长沙理工大学. 2010

[4]. 武汉天兴洲公铁两用长江大桥动力特性分析及抗震设计[D]. 邬耀明. 武汉理工大学. 2008

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大跨度斜拉桥结构阻尼消能减震技术研究
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