下承式鋼管混凝土系桿拱橋的減震分析研究.pdf

1、隨著鋼管混凝土拱橋的興起與跨度的不斷增加，在靜力結(jié)構(gòu)性能和設(shè)計(jì)理論的研究基礎(chǔ)上，有必要對(duì)多維地震作用下鋼管混凝土拱橋的地震反應(yīng)以及相關(guān)減震控制技術(shù)進(jìn)行研究，確保拱橋結(jié)構(gòu)的安全可靠運(yùn)行。本文以下承式鋼管混凝土系桿拱橋(包括中、小、大跨徑拱橋)為研究對(duì)象，進(jìn)行地震反應(yīng)特性分析，并引入消能減振技術(shù)，分析下承式鋼管混凝土系桿拱橋設(shè)置消能裝置后地震反應(yīng)特點(diǎn)和消能減震效果；同時(shí)，進(jìn)行采用減震技術(shù)前后拱橋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性計(jì)算分析，希望能夠?yàn)橄鲁惺戒摴芑炷?/p>

2、土拱橋的抗震減震設(shè)計(jì)提供參考。
　　 首先，采用SAP2000對(duì)不同跨徑的典型下承式鋼管混凝土拱橋進(jìn)行有限元建模，開展動(dòng)力分析，考察中小跨徑以及大跨徑鋼管混凝土拱橋的動(dòng)力特性。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行不同方向地震荷載作用下下承式鋼管混凝土拱橋的地震反應(yīng)分析，探討不同跨徑下承式鋼管混凝土系桿拱橋的地震反應(yīng)特點(diǎn)，提出并確定地震反應(yīng)的控制對(duì)象及目標(biāo)。
　　 其次，對(duì)拱肋間無橫向支撐(即風(fēng)撐)中小跨徑鋼管混凝土系桿拱橋采用消能減震技術(shù)，在

3、不同部位設(shè)置粘滯阻尼支撐或剛性支撐，進(jìn)行相應(yīng)的地震反應(yīng)時(shí)程分析，確定阻尼支撐的合理設(shè)置形式，比較阻尼支撐設(shè)置前后的位移、加速度響應(yīng)時(shí)程，探討阻尼支撐對(duì)鋼管混凝土拱橋減震效果，并分析比較在橫橋向地震荷載作用下阻尼支撐和剛性支撐減震效果的差異。研究成果表明，在合理位置設(shè)置粘滯阻尼支撐的情況下拱橋結(jié)構(gòu)拱圈位移響應(yīng)峰值降低約30％，同時(shí)能夠降低結(jié)構(gòu)的內(nèi)力(尤其是彎矩)；阻尼支撐較剛性支撐能夠更能效控制結(jié)構(gòu)的動(dòng)力反應(yīng)，并使內(nèi)力分布均勻化，明顯提高

4、拱肋的穩(wěn)定性。
　　 再次，對(duì)帶剛性支撐大跨徑鋼管混凝土系桿拱橋進(jìn)行設(shè)置粘滯阻尼器和軟鋼阻尼器的地震響應(yīng)的控制分析。研究表明設(shè)置粘滯阻尼支撐對(duì)結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)的峰值控制效果不太明顯；而設(shè)置軟鋼阻尼支撐后，對(duì)結(jié)構(gòu)的橫向位移有明顯的控制效果，且能夠降低地震作用下大跨拱橋結(jié)構(gòu)的內(nèi)力，改善并提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。所以，采用軟鋼阻尼器進(jìn)行大跨徑系桿拱橋的減震控制時(shí)可行的。
　　 最后，對(duì)研究成果進(jìn)行了總結(jié)，并提出了今后在下承式鋼管