武汉青山长江公路大桥主桥结构横向约束体系设计

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。

超大跨度斜拉桥的横向约束体系

为了确定超大跨度斜拉桥的合理横向抗震约束体系,以苏通长江公路大桥为研究对象,采用非线性时程分析方法,分析了3种边墩、梁横向约束体系即横向滑动体系、全限位体系和减隔震体系(流体黏滞阻尼器连接体系)对超大跨度斜拉桥地震反应的影响,重点研究了阻尼器的合理设置方式及阻尼器参数。结果表明:对于超大跨度斜拉桥,横向滑动体系和全限位体系均不是理想的抗震体系;而在边墩、梁之间设置横向流体黏滞阻尼器可以显著减小边墩的横向内力以及梁端的横向位移,流体黏滞阻尼器应分散设置在各边墩上。

双座串联大跨度斜拉桥横向约束体系研究

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。

斜拉桥合理横向抗震约束体系研究

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。

兰州西固黄河大桥横向抗震体系研究

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。

高烈度区大跨斜拉桥横向约束方案优化分析

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。

高烈度区斜拉桥横向约束方案优化分析

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。