规则连续梁桥质量转动缠绕索装置减震效果及影响参数研究

为解决连续梁桥纵向地震惯性力仅由固定墩承受的抗震设计难题,充分发挥与固定墩相同截面的活动墩的抗震潜能,基于缠绕索原理,研发了利用附加质量惯性力的质量转动缠绕索装置,从而实现固定墩与活动墩协同受力和限制梁端相对位移的目的。在阐述装置工作原理及构造特点的基础上,提出了装置的恢复力模型,并通过对一座三跨规则连续梁桥建立全桥有限元模型,研究了连续梁桥质量转动缠绕索装置的减震效果,系统分析了附加质量、摩擦系数和初始松弛系数取值对装置减震性能的影响。结果表明,质量转动缠绕索装置对于减小固定墩地震响应,提升活动墩参与连续梁桥纵向整体协同受力的效果较为明显,值得注意的是,不同地震波作用下减震装置参数对结构地震响应的影响略有不同。

连续梁桥质量转动缠绕索装置振动台试验

为发挥活动墩的抗震潜能,提升连续梁桥纵向整体协同受力效果,基于功能分离与协同受力原理,提出一种质量转动缠绕索装置。以一典型三跨连续梁桥为例,通过以不同地震频谱特性和地震强度的实际地震波作为激励的振动台试验,分析各类地震作用下等墩高模型和不等墩高模型结构关键位置的地震响应的变化规律。从桥墩墩顶加速度响应、位移响应和墩底应变响应等结构关键位置的试验结果可以看出,装置对于增强活动墩参与连续梁桥纵向整体协同受力的效果较为明显,且随着地震动输入强度的增加,装置的协同作用越发凸显。同时,装置的作用效果与装置本身的缠绕圈数、活动墩的墩高等因素有关,设计时需要根据结构墩高的不同确定装置的合理设计参数,以实现装置的最佳应用效果。