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武汉青山长江公路大桥主桥结构横向约束体系设计

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桥梁建设 2020年第S01期50卷 75-81页

作者：阮怀圣徐恭义张燕飞胡辉跃孔令俊中铁大桥勘测设计院集团有限公司湖北武汉430050 株洲时代新材料科技股份有限公司湖南株洲412007

武汉青山长江公路大桥主桥为(100+102+148+938+148+102+100)m的大跨度宽幅式混合梁斜拉桥。该桥首次提出并采用在边墩与辅助墩墩顶处设置C型分离式弹塑性钢阻尼装置、在边墩与主梁横向中心线相交处设置横向剪力卡榫装置、在桥塔处横向... 详细信息

武汉青山长江公路大桥主桥为(100+102+148+938+148+102+100)m的大跨度宽幅式混合梁斜拉桥。该桥首次提出并采用在边墩与辅助墩墩顶处设置C型分离式弹塑性钢阻尼装置、在边墩与主梁横向中心线相交处设置横向剪力卡榫装置、在桥塔处横向设置碟形弹簧减振抗风支座的新型横向约束体系。对C型钢阻尼装置、剪力卡榫、碟形弹簧减振抗风支座进行了详细的参数设计,并采用ANSYS软件建立该桥有限元模型对新型横向约束体系的减振效果进行分析。结果表明:采用该新型横向约束体系可有效实现车辆作用限位、风和地震作用减振耗能的设计理念,改善了多荷载作用下结构的横向受力问题。

关键词：斜拉桥横向约束体系 C型分离式钢阻尼剪力卡榫碟形弹簧减振抗风支座参数设计减振效果

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双座串联大跨度斜拉桥横向约束体系研究

地震工程与工程振动 2020年第6期40卷 217-224页

作者：黄鸣柳沈文爱何铁明朱宏平华中科技大学土木工程与力学学院湖北武汉430074 中铁大桥勘测设计院集团有限公司湖北武汉430056

为了确定双座串联大跨度斜拉桥的合理横向约束体系,以珠海洪鹤大桥为背景,建立全桥有限元模型,对该桥进行横向抗震性能分析。通过非线性时程分析法,分别计算了该桥在横向固结体系、横向滑动体系、C型钢支座体系、铅芯支座体系、摩擦摆... 详细信息

为了确定双座串联大跨度斜拉桥的合理横向约束体系,以珠海洪鹤大桥为背景,建立全桥有限元模型,对该桥进行横向抗震性能分析。通过非线性时程分析法,分别计算了该桥在横向固结体系、横向滑动体系、C型钢支座体系、铅芯支座体系、摩擦摆支座体系下的地震响应。通过分析对比研究,得到以下结论:横向固结体系和横向滑动体系均不是合理的横向约束体系。在五种体系中,C型钢支座体系和铅芯支座体系能够同时满足结构强度验算和变形要求,均可作为本桥横向约束体系。考虑实际安装使用维护等方面的需求,更推荐C型钢支座体系作为双座串联大跨度斜拉桥横向约束体系。

关键词：大跨度斜拉桥双座串联横向约束体系减震设计地震响应

大跨度双层四线铁路钢桁梁斜拉桥静动力计算和横向约束体系分析与优化

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大跨度双层四线铁路钢桁梁斜拉桥静动力计算和横向约束体系分析与...

作者：曾琼瑶西南交通大学

学位级别：硕士

论文以大跨双层四线铁路钢桁梁斜拉桥为工程背景,运用有限元软件MIDAS CIVIL建立了全桥有限元模型,对该桥进行详细的静力分析和动力分析,并对桥梁的横向约束体系展开分析和优化,以期对相关设计提供参考。论文首先介绍了钢桁梁斜拉桥的... 详细信息

论文以大跨双层四线铁路钢桁梁斜拉桥为工程背景,运用有限元软件MIDAS CIVIL建立了全桥有限元模型,对该桥进行详细的静力分析和动力分析,并对桥梁的横向约束体系展开分析和优化,以期对相关设计提供参考。论文首先介绍了钢桁梁斜拉桥的发展和特点,概述了斜拉桥的横向约束体系研究现状。针对（62.5+125+425+175+75）m双层四线铁路钢桁梁斜拉桥的设计方案,详细叙述了各构件的模拟方法,建立了基于梁单元的全桥有限元模型。在静力分析方面,首先根据施工步骤划分施工阶段计算工况,对各施工阶段主要构件的受力和变形进行分析计算;然后分析了运营阶段桥梁在恒载、移动荷载、温度荷载、列车制动力、横向摇摆力和风荷载等荷载组合下的受力和变形。在动力分析方面,计算桥梁自振特性,分别运用反应谱法和时程分析法计算结构的地震响应,对比计算结果。之后,对斜拉桥的横向约束体系进行探究分析,针对该桥主梁和墩台之间不同的横向约束方式,分别讨论斜拉桥在全约束体系、全不约束体系、仅桥台横向约束体系和仅辅助墩横向约束体系下的静力效应和动力响应,对比计算结果,从中优选出相对合理的横向约束体系。最后,在此基础上对方案进行优化,将液体粘滞阻尼器用于横向约束体系中,通过非线性时程分析对阻尼器参数进行优化,确定出一组适用于本桥的合理阻尼器参数。

关键词：铁路双层桥钢桁梁斜拉桥有限元模型静力分析动力分析横向约束体系液体粘滞阻尼器优化

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斜拉桥合理横向抗震约束体系研究

铁路工程技术与经济 2019年第4期34卷 1-5页

作者：徐源庆吴玲正徐军张精岳中交公路长大桥建设国家工程研究中心有限公司北京100088 深中通道管理中心广东中山528400 中交公路规划设计院有限公司北京100088

传统的斜拉桥横向塔、梁连接方式为主从约束,地震作用下抗风支座及塔底地震内力较大。基于附加刚度和附加阻尼改善大跨径桥梁结构性能的设计思想,以水东湾大桥为研究对象,研发了一种新型弹性阻尼抗风支座(简称EDWR支座)。通过实验测试E... 详细信息

传统的斜拉桥横向塔、梁连接方式为主从约束,地震作用下抗风支座及塔底地震内力较大。基于附加刚度和附加阻尼改善大跨径桥梁结构性能的设计思想,以水东湾大桥为研究对象,研发了一种新型弹性阻尼抗风支座(简称EDWR支座)。通过实验测试EDWR支座的性能,比较3种塔、梁横向约束体系,即横向主从约束、弹性约束、弹性阻尼约束对斜拉桥地震响应的影响。分析表明:对于斜拉桥,尤其是大跨度斜拉桥,横向主从和弹性约束体系不是理想的横向抗震体系;横向弹性阻尼约束体系可以显著减小结构的横向内力和抗风支座反力,是一种适宜于斜拉桥横桥向的抗震约束体系。

关键词：斜拉桥横向约束体系抗震性能附加装置弹性阻尼抗风支座

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兰州西固黄河大桥横向抗震体系研究

桥梁建设 2018年第1期48卷 65-70页

作者：何雄君张晶范诚杨阳肖祥武汉理工大学交通学院湖北武汉430063 中铁大桥勘测设计院集团有限公司湖北武汉430056

兰州西固黄河大桥主桥为(67+110+360+110+67)m双塔双索面钢-混结合梁斜拉桥,南岸引桥为2×40m预应力混凝土简支箱梁桥,北岸引桥为5×40m预应力混凝土连续箱梁桥。为确定该桥的合理横向抗震体系并优化其布置形式,采用SAP2000Nonlinear程... 详细信息

兰州西固黄河大桥主桥为(67+110+360+110+67)m双塔双索面钢-混结合梁斜拉桥,南岸引桥为2×40m预应力混凝土简支箱梁桥,北岸引桥为5×40m预应力混凝土连续箱梁桥。为确定该桥的合理横向抗震体系并优化其布置形式,采用SAP2000Nonlinear程序建立全桥有限元模型,分析该桥在横向滑动、过渡墩约束、辅助墩约束及横向完全约束4种墩梁横向约束体系下的地震响应,并针对横向挡块减震措施分析不同材料挡块控制参数对抗震性能的影响。结果表明:横向滑动体系下桥墩的地震响应最小,但墩-梁横向相对位移较大;过渡墩横向约束和辅助墩横向约束体系均会增大相应桥墩的地震响应,其中辅助墩横向约束体系下增加更为明显;横向完全约束体系下,各墩受力均不利;混凝土刚性挡块难以同时减小过渡墩与辅助墩的地震响应,横向减震效果不好;采用弹塑性挡块能显著降低过渡墩与辅助墩的墩底内力和墩-梁横向相对位移。

关键词：斜拉桥钢-混结合梁抗震性能横向约束体系地震响应挡块有限元法

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高烈度区斜拉桥横向约束方案优化分析

土木建筑与环境工程 2015年第4期37卷 36-44页

作者：童申家谢祥兵袁世营姜浩西安建筑科技大学结构工程与抗震教育部重点实验室西安710055 交通部公路科学研究院北京100088

为了确定强震作用下斜拉桥合理的横向抗震约束体系,以可克达拉大桥为工程背景,采用非线性时程分析法,分析了4种横向约束体系即横向滑动体系、全限位体系、位移相关型减震体系和速度相关型减震体系对强震区大跨度桥梁地震响应的影响,重... 详细信息

为了确定强震作用下斜拉桥合理的横向抗震约束体系,以可克达拉大桥为工程背景,采用非线性时程分析法,分析了4种横向约束体系即横向滑动体系、全限位体系、位移相关型减震体系和速度相关型减震体系对强震区大跨度桥梁地震响应的影响,重点对钢阻尼器的屈服荷载和黏滞阻尼器的位置及相关参数进行优化分析,并与其他体系的地震响应进行了对比。结果表明:在强震作用下,对于大跨度桥梁横向滑动体系和全限位体系均不是理想的抗震体系;而在墩梁、塔梁之间设置减隔震装置可以有效减少横桥向的墩梁、塔梁的相对位移及地震剪力和弯矩;然而,从桥梁正常使用的角度来看,塔梁之间布设横向钢阻尼器装置优于黏滞阻尼器装置。

关键词：斜拉桥非线性时程分析方法横向约束体系钢阻尼器黏滞流体阻尼器

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高烈度区大跨斜拉桥横向约束方案优化分析

公路工程 2017年第1期42卷 39-45页

作者：童申家袁世营谢祥兵姜浩西安建筑科技大学结构工程与抗震教育部重点实验室陕西西安710055 交通部公路科学研究院北京100088

为了确定强震作用下斜拉桥的合理横向抗震约束体系,以可克达拉大桥为工程背景,采用非线性时程分析法,分析了4种横向约束体系即横向滑动体系、全限位体系、位移相关型减震体系和速度相关型减震体系对强震区大跨度桥梁地震响应的影响,重... 详细信息

为了确定强震作用下斜拉桥的合理横向抗震约束体系,以可克达拉大桥为工程背景,采用非线性时程分析法,分析了4种横向约束体系即横向滑动体系、全限位体系、位移相关型减震体系和速度相关型减震体系对强震区大跨度桥梁地震响应的影响,重点对钢阻尼器的屈服荷载和黏滞阻尼器的位置及相关参数进行优化分析,并与其他体系的地震响应进行了对比。结果表明:在强震作用下,对于大跨度桥梁,横向滑动体系和全限位体系均不是理想的抗震体系;而在墩、梁之间设置减隔震装置可以显著减少横桥向的墩梁相对位移及地震剪力和弯矩;桥塔底的地震剪力和弯矩对减震装置参数的变化不敏感。

关键词：斜拉桥非线性时程分析方法横向约束体系钢阻尼器黏滞流体阻尼器

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斜拉桥横向地震响应特征及合理抗震体系研究

斜拉桥横向地震响应特征及合理抗震体系研究

作者：何路平重庆交通大学

学位级别：硕士

随着我国经济的快速发展,我国的基础设施建设取得了很大的进展。地震作为一种不可抗力因素,对桥梁结构有很大的破坏力,尤其是大跨度斜拉桥。对于大跨度斜拉桥抗震性能的研究,国内外研究人员做了大量的工作,纵向抗震问题是研究的焦点,但... 详细信息

随着我国经济的快速发展,我国的基础设施建设取得了很大的进展。地震作为一种不可抗力因素,对桥梁结构有很大的破坏力,尤其是大跨度斜拉桥。对于大跨度斜拉桥抗震性能的研究,国内外研究人员做了大量的工作,纵向抗震问题是研究的焦点,但工程实践表明横向抗震问题也非常突出。本文着重研究了斜拉桥的横向地震响应特征及其合理约束抗震体系。本文的主要研究工作与结论如下:首先,针对某大跨双塔斜拉桥的初始横向固定约束体系(即主梁在主塔、辅助墩和过渡墩处均为横向固定约束),采用SAP2000建立了有限元分析模型,基于非线性时程分析法研究了桥梁横向地震响应特征,包括主塔和桥墩的地震内力响应特征、主塔和主梁的地震位移响应特征、球型钢支座的地震剪力和变形响应特征;基于能力/需求比法(C/D ratio)全面评估了桥梁的横向抗震性能,研究表明两侧过渡墩和辅助墩、支座是桥梁的抗震薄弱环节,在地震中最容易发生破坏。然后,针对桥梁的抗震薄弱环节,对比研究了三种不同的横向约束体系,即横向固定约束体系、横向滑动约束体系以及允许支座破坏的约束体系。探讨了斜拉桥在三种不同约束体系的横向地震响应的变化,并对支座破坏后的摩擦系数进行参数敏感性分析。研究表明横向固定约束体系增大了斜拉桥整体横向刚度,导致地震惯性力的增加,从而增大了桥梁整体地震内力响应;横向滑动体系可以明显降低过渡墩、辅助墩的地震内力响应,但是主塔、主梁的位移响应相当大,无法满足横向刚度要求;在允许支座破坏的情况下,球钢支座的摩擦耗能可改善过渡墩和辅助墩的地震响应,同时也能降低主梁和塔顶的横向位移,但对震后的维护和加固提出了更高的要求。最后,基于上述三种约束体系的对比,提出将粘滞阻尼器用于斜拉桥的横向约束体系,并设置了两种阻尼器的布置工况,即仅辅助墩设置阻尼器和过渡墩+辅助墩均设置阻尼器。采用非线性时程分析方法对两种布置方式分别进行了阻尼器参数的优化分析,优化参数为阻尼系数C和速度指数α,两个参数交叉进行优化。分析表明在辅助墩设置阻尼器的情况下最优参数组合为α=0.3,C=3000;在辅助墩+过渡墩均设置阻尼器的情况下最优的参数组合为α=0.5,C=5000。将这两种最优参数组合下的约束体系与上述三种约束体系进行了对比,最终得到了斜拉桥的合理横向约束体系为在辅助墩设置阻尼器的约束体系。在该体系下桥梁各个墩、塔的地震内力显著减小,塔顶和主梁位移明显降低,支座也满足抗震性能要求。本文的研究成果可为同类斜拉桥横向抗震设计和评估加固提供参考。

关键词：斜拉桥横向约束体系地震响应特征抗震性能粘滞阻尼器