考虑碰撞效应的混凝土连续梁桥纵向挡块参数分析研究

以中小跨度典型梁式桥为工程背景,利用有限元软件建立桥梁结构的多尺度模型,基于接触单元理论,提出能考虑碰撞过程中能量消耗的碰撞模型,考虑地震作用下桥梁结构梁体与纵桥向限位挡块间的碰撞效应,对比分析是否设置挡块,以及墩高、碰撞刚度、碰撞阻尼等对桥梁结构地震响应的影响。结果表明:设置纵向挡块之后,过渡墩的墩底剪力和墩顶位移有所增加,但墩梁相对位移大幅度降低,可很好地防止纵向落梁震害的发生;碰撞刚度的增大,会增大墩底剪力和墩顶位移,减小主梁位移和墩顶相对位移,对于与本文分析类似规模的桥梁,建议纵向挡块的碰撞刚度取10~8N/m较合适;纵向挡块的碰撞阻尼对桥梁的地震响应影响相对较小,在设计时可不予特别考虑。

棋盘洲长江公路大桥主桥约束体系研究

棋盘洲长江公路大桥位于黄石市和黄冈市境内,主桥采用主跨1 038m单跨吊钢箱梁悬索桥一跨跨越长江。考虑大桥变形特点,设计采用纵向限位挡块降低伸缩装置规格和支座纵向滑动量;采用黏滞阻尼器减少动力响应,以保护结构安全。结合计算分析提出了基于频遇组合的挡块间隙量的初步确定方法,伸缩装置由原来不考虑纵向限位的D2 000 mm左右减小为D1 200mm;结合黏滞阻尼器力学机理和该桥结构特点,运用参数分析方法给出了纵向阻尼参数的相对合理取值。相关计算结果较好地满足了棋盘洲大桥结构设计需求。该文的结论可直接适用于单跨吊钢箱梁悬索桥,关于纵向挡块间隙和纵向阻尼参数的确定思路对其他类型桥梁设计也有一定的参考价值。