考虑海水-海床-斜拉桥相互作用下纵桥向设置BRB的减震作用与优化设计

作     者：陈宝魁 何世杰 杜玉杰 陈少林 高金贺 CHEN Bao-kui;HE Shi-jie;DU Yu-jie;CHEN Shao-lin;GAO Jin-he

作者机构：南昌大学工程建设学院江西南昌330031 南京航空航天大学民航学院土木与机场工程系江苏南京210016 东华理工大学土木与建筑工程学院江西南昌330013 

出 版 物：《振动工程学报》 (Journal of Vibration Engineering)

年 卷 期：2024年第37卷第5期

页      面：789-801页

核心收录：

学科分类：081406[工学-桥梁与隧道工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 082301[工学-道路与铁道工程] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(52268076,51868048) 中国地震局基础研究计划资助项目(2018D18) 

主　　题：海水-海床-斜拉桥耦合 防屈曲支撑 海底地震动 减震体系 地震波动 

摘      要：由于海洋场地存在深厚的海水层,其对海底地震动特性以及海洋结构物的地震反应存在较大影响,在跨海桥梁等海洋结构物抗震分析时不容忽视。因此,研究基于地震波动理论建立海水-海床-斜拉桥耦合的地震波动分析模型,确定海水层对结构地震反应的影响。考虑海洋环境可能对减震构件的耐久性造成威胁,提出一种应用耐久性能优良的防屈曲支撑(Bulking Restrained Brace,BRB)作为纵桥向减震构件的斜拉桥减震体系,并且以青州航道桥为工程背景,通过其与漂浮体系斜拉桥模型的地震反应对比,验证了考虑海洋环境影响下该减震体系的可行性。研究对BRB的布设位置与设备参数等进行优化分析,进一步确定BRB作为斜拉桥纵桥向减震构件的设计方法。研究发现地震作用下海水产生的动水效应会放大斜拉桥上部结构的地震反应。通过对比不同工况下结构的地震反应,发现在桥墩与桥塔位置同时设置BRB时,桥梁整体减震效果最佳。另外,BRB的屈服承载力等参数对斜拉桥的抗震性能亦产生较大影响。