设置阻尼支撑对钢管混凝土拱桥纵桥向减震效果分析研究.pdfVIP

第27卷增刊 防灾减灾工程学报 V01．27，Suppl． ofDisasterPreventionand Apr．2007 2007年4月 Journal MitigationEngineering 设置阻尼支撑对钢管混凝土拱桥纵桥 向减震效果的分析研究。 张大长，张 鹏，孙伟民，孙 雷，罗 韧 (南京工业大学土木工程学院，南京210009) 摘要：以主跨为85121的无推力靠背式下承拱桥为研究对象。在分析动力特性的基础上进行不同强度纵桥向地震荷 栽作用下的地震反应分析；然后采用消能减震技术在不同部位设置阻尼支撑．并进行相应的地震反应时程分析，确 定阻尼支撑的舍理设置形式，比较阻尼支撑设置前后的位移、加速度响应时程，探讨阻尼支撑对钢管混凝土拱桥减 震效果。研究表明．在钢管混凝土拱桥的拱圈与桥面主梁间设置与桥面系成约45。的阻尼支撑有较好的减震效果． 能降低位移响应峰值约30％．同时能够降低结构的内力(尤其是弯矩)。研究结果可供大跨度钢管混凝土拱桥采用 消能减震技术进行抗震设计提供参考。 关键词：钢管混凝土拱桥f消能减震；阻尼支撑；地震反应，结构内力 中图分类号：TU352文献标识码：A 文章编号：1672．2132(2007)增刊．0266—06 产生较大的阻尼，大量消耗输入结构振动能量，控制 0概述 结构的变形，增加结构的延性[2’3]。本研究将采用消 能减震技术，在钢管混凝土拱桥中设置阻尼支撑，通 近年，钢管混凝土拱桥作为一种新型组合桥梁 过阻尼支撑增大结构阻尼吸收地震能量，降低在地 在我国迅速得到发展和应用。钢管可以作为承重支 震荷载作用下的位移反应，使结构变形、内力分布均 架和模板，极大地减少了大跨度拱桥施工所需的机 匀化，确保拱桥结构具有较好的整体稳定性。 械与设备；在管内泵送混凝土后形成的钢管混凝土 本文以某下承式钢管混凝土拱桥为分析对象， 结构具良好的承载能力和延性，从而使钢管和混凝 首先分析动力特性和不同强度纵桥向地震荷载作用 土这两种材料的优势互补，具有良好的经济性，其推 下的地震反应；然后，对不同部位设置阻尼支撑后的 广发展的势头势不可挡。据不完全统计，我国现在已 钢管混凝土拱桥进行地震反应的时程分析，确定阻 建成的钢管混凝土拱桥有200余座，最大跨径达到 尼支撑的合理设置部位，同时比较阻尼支撑设置前 400 后的位移、加速度反应时程，探讨阻尼支撑对钢管混 m。但是，随着钢管混凝土拱桥跨度不断增大， 桥梁的整体刚度降低，抗风和抗震性能以及拱桥的 凝土拱桥的减震效果，为大跨度钢管混凝土拱桥采 用消能减震技术进行抗震设计提供参考。 整体稳定性已是设计中的重要分析内容，也在一定 程度上制约了这种桥梁的发展。由于拱桥的平面内 不对称变形振动以及平面外振动时的刚度相对较 1钢管混凝土拱桥及建模 低[1】，在地震荷载作用下，拱桥平面内不对称变形以 1．1 张家港某钢管混凝土桥设计概况 及平面变形较大，对钢管混凝土拱桥的整体稳定性 有较大影响，可能产生较大的损伤以至发生钢管局 张家港某钢管混凝土桥是一座东西向桥梁，主 部失稳破坏。 跨为85m的下承式系杆拱桥横向分为两个提篮式