塔梁间纵向弹性约束对铁路斜拉桥动力特性及地震反应的影响
塔梁间纵向弹性约束对斜拉桥抗震性能的影响
３Ｃ ｉａ Ｐ Ｉ ｏｄＡ ｄＢ ｄｅ ｅｈ ｏｏ ｉ ｉ ｄＣ ｍ ａｙ Ｂ ｉｎ ０ ００ Ｃ ｉ ） ．ｈｎ Ｄ ａ ｎ ｒ ｇ ｃ ｎｌｇ Ｌｍｔ ｏ ｐ ｎ ， ｅ ｉｇ１０ １ ， ｈｎ Ｈ Ｒ ｉ Ｔ ｙ ｅ ｊ ａ
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地震作用下桥梁动态响应分析
地震作用下桥梁动态响应分析地震是一种破坏力极大的自然灾害，对桥梁等基础设施的安全构成严重威胁。
桥梁作为交通运输的关键节点，其在地震作用下的动态响应特性直接关系到人员生命和财产安全。
因此，深入研究地震作用下桥梁的动态响应具有重要的理论和实际意义。
一、桥梁在地震中的受力特点桥梁在地震作用下主要受到水平地震力和竖向地震力的影响。
水平地震力通常是导致桥梁结构破坏的主要因素，它会使桥梁产生水平位移、弯曲变形和剪切破坏。
竖向地震力虽然相对较小，但在某些情况下也可能引起桥梁的墩柱破坏、支座失效等问题。
此外，地震波的传播特性也会对桥梁的受力产生影响。
地震波包括纵波、横波和面波，它们的传播速度和振动方式不同，使得桥梁在不同部位受到的地震作用存在差异。
例如，面波在地表附近传播，其能量较大，对桥梁基础的影响较为显著。
二、桥梁结构对地震响应的影响1、桥梁的类型和跨度不同类型的桥梁（如梁桥、拱桥、斜拉桥等）在地震作用下的响应有所不同。
一般来说，梁桥的结构相对简单，但其跨度较小，在地震中的变形能力有限；拱桥具有较好的抗压性能，但对水平地震力的抵抗能力相对较弱；斜拉桥由于其复杂的结构体系，地震响应较为复杂，需要进行详细的分析。
桥梁的跨度也是影响地震响应的重要因素。
跨度越大，桥梁的自振周期越长，与地震波的共振可能性就越大，从而导致更大的地震响应。
2、桥墩和桥台的形式桥墩和桥台是桥梁的重要支撑结构，它们的形式和尺寸对地震响应有显著影响。
实心桥墩的抗弯和抗剪能力较强，但在地震作用下容易产生较大的内力；空心桥墩则具有较好的延性，但在强震作用下可能发生局部屈曲。
桥台的类型（如重力式桥台、轻型桥台等）也会影响桥梁与地基的相互作用，进而改变地震响应。
3、支座和伸缩缝支座是连接桥梁上部结构和下部结构的关键部件，其力学性能直接影响桥梁在地震中的变形和受力。
常见的支座类型如板式橡胶支座、盆式支座等，它们在地震中的滑移和变形特性不同，会导致桥梁的地震响应有所差异。
大跨悬索桥塔梁纵向位移控制阻尼器病害分析查兰清
大跨悬索桥塔梁纵向位移控制阻尼器病害分析查兰清发布时间：2023-05-15T12:21:05.324Z 来源：《建筑模拟》2023年第1期作者：查兰清[导读] 以一座大跨悬索桥为研究对象，结合桥梁塔柱与梁柱节点上的纵波阻尼器的设计替换，选取其工作特性和维护改善实例进行了深入的研究。
重点研究其使用过程中出现的损伤成因，给出减震装置的优化设计，同时，将减震装置改造前和改造后的测试结果进行比较，研究减震装置改造前和改造后的结构变形规律。
该项目的开展将为同类大跨度钢箱梁的设计、安装和维护等工作奠定基础。
贵州省公路工程集团有限公司贵州贵阳 550000摘要：以一座大跨悬索桥为研究对象，结合桥梁塔柱与梁柱节点上的纵波阻尼器的设计替换，选取其工作特性和维护改善实例进行了深入的研究。
重点研究其使用过程中出现的损伤成因，给出减震装置的优化设计，同时，将减震装置改造前和改造后的测试结果进行比较，研究减震装置改造前和改造后的结构变形规律。
该项目的开展将为同类大跨度钢箱梁的设计、安装和维护等工作奠定基础。
关键字：大跨索桥；相对位移量；阻尼器大跨悬索桥在长期受风、车辆、地震及温度等因素的影响下，会发生很大的纵向变形。
纵坡变形太大，将严重制约大桥的安全运行和使用。
在悬索桥中，经常会在桥梁的塔梁之间设置一种纵剪，以减小主塔的纵剪。
目前最常见的两种减震设备有：一种是弹性拉索，另一种是纵梁减震。
弹性拉索是一种能够降低桥面纵振、提高行驶平稳性的新型拉索，但是在拉索上施加的过多的拉索会引起桥面的内力增加。
当采用不同的技术指标时，可以使该结构在动态载荷下达到较好的减振耗能效果。
一系列的工作结果显示，在大跨度悬索桥上安装一种新型的粘滞阻尼器，可以有效地控制大跨度悬索桥的纵向漂移，增强其地震反应，改善其伸缩性，进而达到延长其使用年限的目的。
1 大跨度悬索桥纵向阻尼器病害1.1工程概况某悬索桥，索塔为复合式，塔高228.4米，跨度南北方向分别为576.2米+1418米+481.8米，总跨度2476米，在国内外尚属首创。
高速铁路简支梁桥地震反应特性研究
近年来 ， 国内外学者对桥梁地震反应的研究取得 了一定的成果 ， ｉ等 利用综合模态技术研究考虑非 Ｘａ
一
致地震输入的车桥 系统 的动力响应 ， 分析行波效应
对车桥系统振动响应 的影 响； ｉ ３， ａｇ Ｘｕ Ｙ ｎ 等 ， Ｊ ］林玉
山段特大桥长 １４ ８ｋ 使得地震发生而列车在桥上 森 采用三维车桥模型研究了地震发生时列车 已经在 ６ ． ｍ， 的可能性大大增加 ， 因此地震作用下高速列车 一 桥梁 桥上的列车运行稳定性 ；ｈｎ 等 通过虚拟激励法以 Ｚａｇ
２ ａ ｏａ Ｅ ｇ ｅｒ ｇＬ ｂｒｔ ｙｆ ｇ ｐｅ ａ ｗ ｙＣ ｎｔ ｃｏ ， ｅｔ ｌ ｏｔ Ｕ ｉ ｒ ｔ， ｈｎｓａ １０５ ｈｎ ） ．Ｎ ｔ ｎｌ ｎｉ ｅ ｎ ａｏａ ｒ ｏ Ｈｉ Ｓ ｅｄＲ ｉ ａ ｏ ｓｕｔ ｎ Ｃ ｎｒ ｕｈ ｎ ｅｓｙ Ｃ ａｇｈ ０ ７ ，Ｃ ｉａ ｉ ｎ ｉ ｏ ｒ ｈ ｌ ｒ ｉ ａＳ ｖ ｉ ４
根足尺在轴力和横向循环荷载作用的矩形墩柱 ， 研究 了墩柱的塑性 铰长度 ， 约束 约束混凝土应力 一 应变关
收稿 日 ：２ １ ０ — ９ 修改稿 收到 日 ： １ 一 ４ １ 期 ０ ０— ７ １ 期 ２ １ ｏ —３ ０ 第一作者 陈令坤 男 ， 博士生，９４年生 １７
第１ ２期
震性能 ； 试验结果表 明， 配筋率为 ０ １ 一 ．％ 的普通 ．％ ０ ２ 铁路桥梁桥墩变形性能较差 ， 在地震 中容易遭到破坏。
模型的拟静力试验 ， 研究 了低配筋铁路桥墩 的延性抗
２ 桩土作用对高铁桥梁地震 响应影响
为考察桩土作用对桥梁结构地震 响应 的影响 ， 本 文分别建立墩底固结和考虑桩土作用的桥梁 一 一 墩 桩
土 两种模 型进 行地 震作用 分 析 。 对 于桩 土作用 对结 构动 力 响应 的影 响 ， 国《 路 我 铁
基础弹性刚度对铁路隔震曲线梁桥地震响应的影响研究
型， 并根 据 场 地 条 件 选 取 了 ７条 典 型 地 震 波 ， 该 桥 进 行 了地 震 响 应 时 程 分 析 。 对 不 同 地 震 激 励 下 的 地 震 响 应 结 对 果 进 行 分 析 比较 ， 出 坚硬 场 地 条 件 下 考 虑 桩 土 作 用 时 ， 得 基础 刚 度 对 隔 震 曲线 梁桥 地 震 响 应 的 一 些 影 响 规 律
本 文分 析 的铁路 曲线 梁桥 ， 据 “ 法 ” 依 Ｍ 计算 得 到
ｍ＝ ００ ０ｋ ａ ｍ 时 的基础 刚 度 系数 如 表 ２所 示 。 ３ ０ Ｐ ／
表 ２ ｍ＝３ ０ Ｐａ ｍ 时 的 基 础 刚 度 系数 ００ ０ ｋ ／
／
—
—
ｄ
一
图 １ 墩 底 约 束 形 式
ｋ ：∑Ｐ
（） １
１ 示， 所 以模 拟 基 础 弹性 刚度 。 计算 基 于大 型 通 用 软
件 Ａ Ｓ Ｓ 主梁 采 用 Ｂ Ａ ４ ＮＹ ， Ｅ Ｍ ４单 元 模 拟 ， 墩 采 用 桥 Ｂ Ａ ４单元 模 拟 ， 芯橡 胶 支 座 采 用 Ｃ ＭＢ Ｎ ３ Ｅ Ｍ 铅 Ｏ Ｉ Ｅ ９单
因 素 来 考 虑 。
中破 坏 的一座 曲线 桥 梁进 行 了振 动 台模 型试 验 和计算 分 析 ， ｏｄ ｎ首 次 进行 位于 十字 路 口上 高架 桥 曲线 桥 Ｇｄｅ
梁 的 抗 震 试 验 ， 国豪 则 用 有 限 元 法 分 析 了 曲 线 桥 梁 李
减 隔震 措施 在我 国铁 路 桥 梁 工 程 中 已有 应 用 ， 国 内 很 多 学 者 也 对 铁 路 桥 梁 的 减 隔 震 措 施 进 行 丫很 多 相 关 研 究 ， 文 计 算 的 曲 线 铁 路 梁 桥 便 使 用 了 研 究 本
阻尼器和弹性索组合使用对大跨斜拉桥地震反应的影响
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔ ｉ ｐ ｐ ｒｔｋ ｓＮｉ ｇ ｏ Ｘｉｎ ｓ ａ ｒ ｏ ｒｄ ｅ ａ ｎ ｅ ａ ｌ ｏ ｓ ｄ ｈ ｅｓ ｃｐ ｒ ｒ ｎ ｅ ｏ ｓ ｒ ｃ ｈ ｓ ａ ｅ ａ ｅ ｎ ｂ ａ ｇ ｈ ｎ Ｈａ ｂ ｒ ｉ ｇ ｓａ ｘ ｍｐ ｅ ｔ ｔ ｙ ｔ ｅ ｓ ｉｍｉ ｅｆ ｍａ ｃ ｆ Ｂ ｕ ｏ
ｄ ｆ ｒ ａ ｉｎ ｒ ｓ ｏ ｓ ｎ ｋ ｙ ｐ ｓ ｉ ｎ ｆｔ ｅ ｂ ｄ ｅ ｃ ｎ ｂ ｅ ｕ ｅ ｒ ｍａｉ ａｌ ｙ ｕ ｉ ｇ ｏ ｌ ａ ｅ ｓ ｉ ｈ ｅｏ ｍ ｔ ｅ ｐ ｎ ｅ ｉ ｅ ｏ ｉ ｏ ｓ ｏ ｈ ｒ ｇ ａ ｅ ｒ ｄ ｃ ｄ ｄ ａ ｔ ｌ ｂ ｓ ｎｙ ｄ ｍｐ ｒ ｎ ｔ ｅ ｏ ｔ ｉ ｃ ｙ ｎ ｍａｎ ｇｒ ｅ ，ａ ｄ ｔ ｅ ｄ ｍｐ ｒ ａ ｅ ａｓ ｒ ｆ ｃｅ ｔｔａ ｌｓｉ ｃ ｂ ｅ ｉ ｅ ｕ ｉ ｇ ｅ ｒ ｑ ａ ｅ ｉｄ ｃ ｄ ｓ ｕ ｔｒ ｌ ｉ ｉ ｒ ｎ ａ ｅ ｓ ｒ ｌｏｍｏ ｅ ｅ ｉｎ ｎ ｅ ａ ｔ ａ ｌ ｒｄ ｃ ｎ ａｔ ｕ ｋ ． ｕ ｅ ｔ ｃｕ ａ ｄ ｈ ｉ ｈ ｃ ｎ ｈ ｎ ｒ
第 ２ 卷第 ５ ４ 期
２０ ０ ８年 １ ０月
结
构ｏ５
０ｃ ．２０ ｔ ０８
Ｓｒ ｃｕｒｌ ｔｕ ｔ ａ Ｅｎ ｉ ｅ ｒ ｇｎ ｅｓ
阻尼器 和 弹 性 索组 合 使 用 对 大 跨 斜 拉桥 地 震 反 应 的 影 响
高 永 刘 慈军 彭天波 袁 万城
ｌｎ －ｐ ｎ ｃ ｂ ｅ—ｔｙ ｄ ｂ ｉ ｇ ｓ ｗｉ ｏｈ ｄ ｍｐ ｒ ｎ ｌ ｓｉ ａ ｌ ｅ ｎ ｅ ｓ ｌｎ ｉｕ ｉ ａ ｅ ｔａｎ ｓ ｏ ｈ ｏ ｇ－ ａ ａ ｌ ・ ａ ｅ ｒｄ ｅ ｔ ｂ ｔ ａ ｅ ｓ ａ ｄ ｅａ ｔｃ ｃ ｂ ｅ ｂ ｉ ｇ ｕｓ ｄ ａ ｏ ｇｔ ｄ ｎ ｌｒ ｓｒ ｉｔ ｆ ｔｅ ｓ ｓ ｈ ｍａｎ ｇｒ ｅ ．Ｔ ｅ Ｆ ｉ ｉｄ ｒ ｈ ＥＭ ｙ ａ ｃ ａ ａ ｙ ｉ ｄ ｌ ｒ ｕ ｌ ｆｒｔ ｉ ｅ ｅ ｔｓ ｏ ｒｎ ｅ ｔ ｓ ｔ ｏ ｌｎ ａ ｉ ｄ ｎ ｍｉ ｎ ｌｓｓｍｏ ｅｓ ｗｅ ｅ ｂ ｉ ｏ ｗｏ ｄｆ ｒ ｎ ｃ ｕ ｇ ｄ ｐ ｈ ｔ ｆ ｉ ｈｅ ｎ ｎ ｉ ｅ ｒｔｍｅ
三塔斜拉桥地震响应分析
中图 分 类 号 ： Ｐ ３ １ ５
文献 标 识 码 ： Ａ
文章编号 ： １ ６ ７ ３ —５ ８ ２ Ｘ（ ２ ０ １ ３ ） ０ ２ —０ ０ ４ ４—０ ５
中塔 、 梁、 墩 固 结 。边 塔 和 中塔 墩 底 固结 。
图 ２ 模型 Ｂ
模 型 Ｂ是 在模 型 Ａ 基 础 上 建 立 承 台 、 桩 和 土弹 簧 单 元 形 成 的 ， 如图２ 所 示 。共 计 梁 单 元 １ ２ ７ ３ 个， 节 点 １ ４ ９ ８ 个， 桩底 固结 。桩 土 的 相 互作 用 用 等 代 土 弹 簧 模 拟 ， 土 弹 簧 刚度 ｋ的确 定 采 用 “ ｍ 法” 。
注： ， ＾ 和， Ｂ分 别为 模 型 Ａ 和模 型 Ｂ 的频 率
— １ — — ． ． ． － Ｉ １ Ｉ ｝ ． － 一
第一阶 ｆ － ０ ． ３ ３ ５ ７ 第二阶 ｆ ＝ ０ ． ３ ８ ８ ５
誓 ’ 均 小 于 模 型 Ａ 的 自 振 频
三、 动 力特 性 分 析
对模 型 Ａ 和模 型 Ｂ均 采 用 Ｌ ａ ｎ ｃ ｚ ｏ ｓ 法 分 析 了桥 梁 结 构 动 力 特 性 ， 表 １ 分 别列出了两模 型的前十 阶 自
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ２ —０ １ —０ ６
作 者简 介 ： 赵娟娟（ １ ９ ８ ５ 一） ， 女， 山 西原 平 人 ， 讲 师， 硕 士， 研 究 方 向 土 木 工程 ， 主 要 从 事铁 道 工 程 专 业教 学 。
第 １ ５卷
第 ２期
天 津职 业院 校联合 学报
粘滞阻尼器在斜拉桥减震设计中的应用
粘滞阻尼器在斜拉桥减震设计中的应用胡庆安朱浩郭彬刘健新(长安大学公路学院, 西安710064)摘要: 本文介绍了斜拉桥减震设计的思想以及粘滞阻尼器在斜拉桥减震设计中的应用，并以一座斜拉桥为例，在相同的地震波作用下，对飘浮体系、弹性约束体系和加粘滞阻尼器的半漂浮体系分别进行时程分析，比较了三种体系梁端及桥塔的水平位移，水平惯性力，桥塔的受力情况。
研究表明：粘滞阻尼器能够改善斜拉桥的动力特性，不仅使得结构的位移和受力都是最小，而且提高了斜拉桥的抗震能力和耐久性，这种体系最能符合斜拉桥的减震设计思想。
关键词：粘滞阻尼器；斜拉桥；减震设计；时程分析Application of the viscous damper to the aseismaticdesign of cable-stayed bridgeHu Qing’an Zhu Hao Guo Bin Liu Jianxin(Highway college, Chang’an University, Xi’an 710064 )Abstract: This text introduced the aseismatic design of cable-stayed bridge and the applying of the viscous dampers to the aseismatic design of cable-stayed bridge. And based on an example, under same seismic excitation, time-history analysis was used to several structural systems, the floating system, elastic restriction system and the half-floating system with the viscous dampers, and the horizontal displacement, the inertial force and the stress of the bridge tower of these systems were compared. The research shows that the viscous dampers can mend the dynamical characteristic of cable-stayed bridge system, by this it can not only minimize both the displacement and stress of this system ,but also improve the aseismatic capability and wear of the bridge, so this kind of system can accord with the idea of the aseismatic design most.Key words: viscous damper; cable-stayed bridge; aseismatic design; time-history analysis 由于斜拉桥的地震惯性力主要集中在桥面系，而地震惯性力是通过斜拉索和支座分别传递给桥塔、边墩，再由桥塔、边墩传递给基础承受。
大跨双塔斜拉桥的动力特性与地震响应分析
墩 和过渡 墩上 采 用 纵 向滑 动 支 座 ， 限制 横 向相 并 对 运动 ； 在索 塔与 主梁 间设 竖 向承 压 的双 向活 动 支 座 、 向抗 风支 座 。基 础均 采用钻 孔灌注 桩 。 横 采用 大 型有 限元软 件 ＡＮＳ ＹＳ建立 该桥 三 维 有 限元计 算模 型 ， 算 模 式 的模 拟 着重 于 结 构 的 计 刚度 、 量和边 界 条件 的模拟 ［ 。如 图 １ 示 ， 质 ２ ］ 所 加 劲 梁采 用脊 梁模 式 ， 度采 用加劲 梁实际 刚度 ， 刚 质 量包括所 有桥 面 系 的 质量 ， 考 虑 扭转 质 量 惯 矩 并 的影响 。主梁 、 塔采用 空 间梁单元 模拟 ， 主 斜拉 索
８ ９
型有 限元 软件 ＡＮＳ ＹＳ建立 了该 桥三 维 有 限元计
算模 型 ， 分析 了该 桥 的动力 特 性 特 点 。采 用 反应 谱法 对该 桥进行 了地 震 反应 分 析 ， 析 了该桥 地 分
北 京 ： 民交 通 出版 社 。 ０ ６ 人 ２０．
Ａｎ ｌ ｓ ｓ ｏ ｎａ ｉ ａ ａ ｔ ｒｓ ｉ ｓ ａ ｉ ｍ ｉ ｓ ｏ ｓ ａ ｙ ｉ ｆ Ｄｙ ｍ ｃ Ｃｈ ｒ ｃ ｅ ｉｔｃ ｎｄ Ｓｅｓ ｃ Ｒｅ ｐ ｎ ｅ
图 ４为 横 向＋竖 向地震 动输入 下北 塔塔 柱地
震 响应 包 络 。由图 ４可见 ， 柱 地震 响应 出现多 塔 个 峰值 ， 分别 出现 在 塔 底 截 面 以及 和 各 个横 梁 交
叉 部位 ， 中 ， 其 塔底 截 面 以及 与下 横梁交 又下 缘地
震 响应较 大 。
平 地震 荷载 的 ２ ３ ／ 。水 平 加速度 反应 谱见 图 ２ 。
尼 比为 ３／ ６ ９ 的场 地 加 速 度 反 应 谱 ， 结 构 进 行 反 对
斜拉桥的弹性约束减震研究
算 ；拉索单元采 用的等价 桁架单元 。采用节点弹性支承来 模 拟桩周 围土 的抗力 的影响 ，节点弹性支承 的数值根据 土层 的 性质、厚度及土层深度确定 ，根据 ｍ 法求得 ，在取 用土层 的 比例 系数 ｍ 时 ， 采用静力计算 的 ２倍 以考虑动力的影响 。 兰
旗 大桥 动 力 计 算模 型 如 图 ２所 示 。
梁的地震反应 内力 ，但 是地震力会通过斜拉索和 弹性 约束 两
个 途 径 传 递 给 主 塔 。对 于 塔 梁 交 结 位 置 的塔 底 弯 矩 来 说 ， 由
本文 的研 究对象是 吉林 兰旗 松花江特大桥 ，位于吉林绕
城 公 路 兰 旗 至 江 密 峰 段 内 ，在 国 道 长 珲 公 路 和 国 道 黑 大 公 路 的 连 接 路 段 内 ，起 点 位 于 兰 旗 村 ，终 点 在 永 庆村 。主 桥 为 双
二 、研 究 对 象 的 工 程 概 况 及 动 力 模 型 建 立
图 ２ 兰旗 大桥 动 力计 算模 型 三 、弹 性 约 束 对 斜 拉 桥 地 震 反 应 的影 响
在半飘浮体 系斜拉桥的地震反应 中，纵 向地震力 主要通
过斜拉索传递 到主塔 。而在纵 向设置弹性约束 虽然会 加大桥
支 承 外 ，其 余 全 部 由拉 索 作 为 支 承 ，成 为 在 纵 向 可稍 作 浮 动
的一 根具有多点弹性支承 的单跨梁 ； 半飘浮体系是塔墩 固结 、 塔梁 分离 ，在塔墩 处主梁下设置竖 向支承 ，主梁成 为在跨 内
具 有 多 点 弹 性 支承 的 连 续 梁 或 悬 臂 梁 。 飘 浮 体 系 和 半 飘 浮 体
第 １ ３卷 第 ３期
斜拉桥施工要点
第三章 斜拉桥的计算
1．拉索的模拟 只需将单元抗弯惯矩取小。如果需考虑索单元的非线性，在计 算中采用Ernst公式计入缆索垂度的影响。
2．截面的处理和应力计算 对于箱形主梁，程序将各种不同的构件截面等效为工字型截面。 主梁剪力滞后效应较明显，计算应力时应该考虑截面面积和惯 性矩的折减；采用全截面计算应力是偏于不安全。
P A E A E A L / L E A T L / L E A T
第三章 斜拉桥的计算
4. 温度次内力计算 温度效应可归结为两种情况：年温差；日照温差 1）年温差：计算时以合龙温度为起点，考虑年最高气温和最 低气温两种不利情况影响。 2）日照温差：主梁上、下缘，索塔左、右侧及拉索温度变化 量均是不同的，一般情况下，索塔左右侧的日照温差均取±5℃， 其间温度梯度按线性分布。 拉索与主梁、索塔间的温差取±10℃～±15℃。
第三章 斜拉桥的计算
斜拉桥静力分析分为三步： 1）确定成桥的理想状态，即确定成桥阶段的索力、主梁内力、 位移和桥塔内力。 2）按照施工过程、方法和计算需要划分施工阶段。 3）确定施工阶段的理想状态， 经过多次反复调试、计算，才可达 到成桥阶段的理想状态。
第三章 斜拉桥的计算
2．动力方面 斜拉桥扭转和弯曲振型耦合在一起，动力分析时宜采用空间 计算模型。 地震频繁地区在初设阶段就考虑地震作用。
某大跨度斜拉桥离散后的结构计算模型
第六节 斜拉桥的抗震分析
斜拉桥的动力分析主要包括抗震和抗风两方面。 斜拉桥的动力特性分析是研究斜拉桥动力行为基础，其自振特 性决定其动力反应特性。 由于空间斜拉索的存在，对斜拉桥的动力分析必须采用三维空 间模型。
大跨多塔斜拉桥动力特性及抗震性能研究
立 面 如图
所
列式 布 置
图
多 塔斜 拉 桥方 案 立 面 布置 图
一
电
采用 左右 两联 主梁 梁 端节 点 的主 从 约束 相 应 的
动 力 计 算模 型
采用空 间结构 有 限单 元方 法 建立 主 桥计 算模 型 其 中 主 塔 主 梁 桥 墩 均 采 用 空 间梁 单 元 模 拟 主梁采用 单梁 式力 学模 型 斜 拉索 采用 空 间析 架 单 元 考 虑 拉索 的垂 度 效 应 并 进行 拉 索 弹性 模 量 修 正 对于 主 塔 拉 索 过 渡墩 及 辅 助 墩 考虑 了 由 于恒 载作用 而 引起 的 轴 力 对 几 何 刚 度进 行 了 修正 在 塔
,
,
约束
约束
全部 约束
相对 应 的
,
组人 工 加 速 度 时 程 计 算 结 果 取 三 条
。
地震 波 的 平 均 值
地 震 输人 方 式为 纵 向
,
值为 竖 向 方 向组 合 采 用
,
地 震 动输 入
、
方法 竖 向加 速 度 时程 取 水 平 向 的 图
。
,
。
图
分 别 为 桥 址 处 反 应 谱及 相 应 的 地 震 波
, , ,
结构 概 况
主 桥结构 形 式 为 二 塔 一 联 一 联 跨径 布置 为
, ,
塔柱 形式 为 分 离 式 四 柱 灯 笼 形 索 塔 塔 高 主 梁 为 扁 平钢 箱 梁 梁 高
十
梁宽
,
主
独塔一 联
二塔
桥结 构
,
一
,
塔 底 承 台平 面 尺 寸 桩基 为 根 钻 孔 桩 采用 行
针对铁路桥梁施工中关于抗震问题的研究
针对铁路桥梁施工中关于抗震问题的研究摘要：随着我国交通网的日益发达，我国的铁路桥梁工程在其中发挥了重要的作用。
在铁路桥梁的使用中，保证铁路桥梁施工的质量无疑是非常重要的。
然而，铁路桥梁在面对地震等自然灾害时是否能够发挥其坚固性并确保铁路桥梁的正常使用是一个非常重要的课题，地震对于铁路桥梁的破坏是不可逆转的。
在铁路桥梁工程中，为抵抗地震给铁路桥梁工程带来的破坏，应该对铁路桥梁的抗震设计进行研究，防止铁路桥梁在地震来临时时毫无抵抗能力。
本文对铁路桥梁的主要震害形式进行探究，并探究路桥工程中地震形成的原因，并对其抗震要点措施进行探究，旨在提升铁路桥梁工程的抗震能力。
关键词：铁路桥梁；施工设计；抗震措施一、铁路桥梁的主要震害形式1、铁路基础震害基础的破坏与地基的破坏紧密相关，地基破坏一般都会导致基础的破坏。
地基破坏主要是指地震作用下因砂土液化、不均匀沉降及稳定性不够等因素导致的地层水平滑移、下沉、断裂。
基础的震害主要表现为移位、倾斜、下沉、折断和塑性铰破坏。
2、铁路附属工程震害在地震力的作用下，主梁与下部墩柱、桥台连接部较为薄弱，若附属工程没有足够的限位能力将出现震害。
主要表现为支座脱离主梁、挡块碰撞破坏、伸缩缝拉断、台胸墙剪断等震害。
3、铁路上部结构震害铁路和桥梁上部结构的地震破坏根据不同原因可分为结构破坏和位移破坏。
其中较常见的是位移损伤。
铁路和桥梁的位移主要表现为上部结构的纵向位移、侧向位移和扭转。
一般而言，安装伸缩缝的地方相对容易发生位移损伤。
如果位移上部结构超过桥墩、台等的支撑表面，则会发生更严重的落梁损坏。
导致梁下落的原因通常是由于限制结构的失效和桥台支撑宽度不足造成的。
在地震力的作用下，梁与桥台之间发生较大的位移，导致出现落梁现象。
4、铁路墩柱震害桥墩震害主要表现为两点特点：塑性铰的破坏和剪切破坏。
在地震力的作用下，柔性桥墩在桥墩底部，桥墩顶部及桥墩连接处易发生塑性铰，塑性铰混凝土在反复地震作用下剥落、破碎，失去承载能力。
独塔斜拉桥抗震性能研究——以松花江大桥为例
一
应 变关 系采用 Ｍ ｎｅ 模 型计算 ． ａｄｒ 用条 带法 计算
的 ２ ３倍 ． ／
０４ ０ ．０ ： 她
地震作用和 １０年超越概率 ５ ０ ％地震作用输入作
为设 防标 准 ． 址场 地 １０年超 越 概率 １ ％ 的反 桥 ０ ０
应谱 特征 周期 为 ０４ ， 速 度峰 值 为 ９ ． ｍ ．０ Ｓ加 ６ ８ｃ ／
杂 ０３０ ． ０
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第 ４期
李连生 ： 独塔斜拉桥抗震性 能研究
３３ ７
１ 计 算模 型的建 立
在 线性 计算 模 型 的基 础上 ， 虑 滑动 支 座 的 考
２ 非 线性 时 程计 算 结果
主塔横 梁与 加劲 梁 间纵 向约 束装 置采用 弹性
摩擦作用和弹性索作用． 滑动支座的摩擦作用采 用 非线性 连 接单 元 进 行模 拟 ， 线性 连 接 单 元 采 非 用如图 ３ 所示 的弹塑性模 型， 弹性索采用弹簧单
元 进 行 模 拟 ． 座 可 滑 动 方 向 的弹 性 刚 度 Ｋ ＝ 支
Ｆ ， ＝／ ／ ２ ） Ｆ ｚ ｚ＝ ％ ． Ｎ（
，（ （ 力） 剪
Ｆｍ Ⅱ
索 ， 桥 共 四 根 拉 索 ， 根 拉 索 弹 簧 系 数 全 单
２ １０ｋ ／ 安 装 时 初 张力 ２５ Ｎ， 桥 向 采 ２０ Ｎ ｍ， ００ｋ 横 用 主跨过 渡墩 与 主 梁 固接 ， 助 墩 与 主梁 以及 边 辅
桥梁设计动力特性
桥梁设计的动力特性分析摘要：本文以某大跨度独斜塔斜拉桥为例，应用通用有限元程序对整桥建立空间有限元模型，计算其动力特性，并结合其他同类型桥梁的理论计算和试验结果，分析了该类型桥梁的动力特性。
一、斜拉桥的结构型式斜拉桥由桥塔、斜拉索、加劲梁等主要部件组成，作用在桥面上的荷载通过斜拉索传至桥塔，继而传至地基，因而力流明确。
从力学角度，斜拉桥的桥面可视为由斜拉索弹性支承连续梁，每根斜拉索拉力的竖向分量为其提供竖向支承，水平分量在梁体内产生巨大预压力，所以斜拉索可视作体外预应力筋。
斜拉桥基本体系按力学性能可分：l 、飘浮体系在塔、墩固结时，采用这种体系能减少混凝土徐变影响，并可抗震消能，因此地震烈度较高地区可采用该体系，以提高结构固有周期。
为形成纵向能摆动的飘浮体系，拉索在立面布置应为辐射形或扇形。
通常为减小塔根处梁无索区的正弯矩，可在塔下设置竖直索（又称零号索），使得梁在该处有一弹性支承点，或在塔的下横梁设置竖向支座，以形成半飘浮体系，如南京长江二桥南汉斜拉桥就采用半飘浮体系。
为阻止飘浮体系产生过大纵向位移，可采用纵向弹性约束：在主塔两侧设置一端固定在主塔下横梁、另一端固定在主梁上的弹性拉索。
这种支承方式首次用于日本名港西大桥，白沙洲长江大桥、芜湖长江大桥也采用了这种支承方式对主梁纵向位移进行适当约束。
2、支承体系在塔、梁固结时。
桥塔处主梁下设置支座将形成全支承体系，这时支座承载能力应十分强大，一般仅用于小跨径斜拉桥。
对于大跨度斜拉桥，由于上部结构反力过大，支座构造复杂，制作困难，且动力特性欠佳，不利于抗震、抗风，故不宜采用。
3、塔、梁、墩固结体系采用这种体系，能克服上述大吨位支座的制造困难并提供稳定的施工条件，宜用于独塔斜拉桥的设计。
但其动力性能差，在窄桥情况下尤其严重。
为克服体系温度应力影响，双塔情况下，通常在中跨设挂孔或铰，但不利于养护及行车舒适性。
在边孔高度不大及不影响通航情况下，布置辅助墩对改善结构受力状态、增加施工期安全均十分有利，并可大大提高全桥刚度。
边支座纵向弹性约束对大跨度连续刚构桥地震反应的影响
关键词 ： 约束 扭 转 ； 连 续 刚 拘 桥 ：振 动 特 性 边 支座 ， 地 震 反 应
中图分类号： ３ ５ Ｐ １． ９
文献标 识码 ：Ａ
Ｉ ｆｕ ｎ ｅ ｆ ｏ ｇ ｔ ｄ ｎ ｌｅａ ｔｃ ｒ ｓｒ ｉ ｔ ｏ ｉｅ— ｂ ａ ｉ ｇ ｎ ｓ ｉｍｉ ｎ ｅ ｃ ｓ ｏ ｌ ｎ ｉｕ ｉ ａ ｌｓ ｅｔａ ｎ ｆ ｓｄ — ｅ ｒｎ ｓ ｏ ｅｓ ｃ ｌ ｉ ｒ ｓ ｏ ｓ ｆ ｌ ｎ ｐ ｎ ｃ ｎ ｎ ｏ ｓ ｒｇ ｄ ｆａ ｒｄ ｅ ｅ ｐ ｎ ｅ ｏ ｏ ｇ ｓ ａ ｏ ｔ ｕ ｕ ｉ ｉ ｒ ｍｅ ｂ ｉ ｇ ｉ
边 支 座 纵 向弹性 约束 对 大 跨 度连 续 刚构 桥
地 震 反应 的影 响
郭薇 薇， 夏 禾
ｆ 方 交曲 大 学 北 土 木建 筑 学 院 ， 北 京 １０４ ） ００４
摘 要 ： 文 以 某 公 路大 桥 为 工 程 背 景 。 用 有 限位 移理 论 对 考虑 约 束 扭 转 、 础 和 土的 相 互 作 用 的 大 跨 度 连 续 本 采 基 刚构 桥进 行 地 震 反 应 特 分 析 ， 并主 要 探 讨 了边 支 座 采 用 币 同 的 纵 向 弹 约 束 对 结 构 地 震 反 应 所 产 生 的 影
７ 次 。地震 不仅 造成 桥梁 自身 结构 的破坏 ，而且 由其 破 坏 还 会 引 起 更 大 的 后 继 损 失 。 由于 地 震 作 用 ０多 的复 杂性 ，现有 的计 算方 法并 不 能完全 反映结 构 在地震作 用下 的反 应， 因此 对于刚 构桥 这 一结构形 式 ，针 对工程 实 际进行 理 沧分析 和 试验研 究是很 有必要 的。 在地震 过程 中，桥梁 结构 总 要产生 不 同程 度 的破 坏 桥 粱支 座 是 连 接 桥 梁 上 部 和 下部 结 构 的重 要 构
约束体系对大跨度斜拉桥抗震性能的影响研究
约束体系对大跨度斜拉桥抗震性能的影响研究谢群华【摘要】文章采用非线性时程分析方法研究了地震作用下弹性约束体系和黏滞阻尼器体系对斜拉桥桥墩内力和塔顶位移的影响.结果表明,弹性约束体系和黏滞阻尼器体系均能有效地降低结构位移,但弹性约束体系墩底剪力和弯矩有所增大,设计时应予以注意.【期刊名称】《现代交通技术》【年(卷),期】2016(013)003【总页数】3页(P40-42)【关键词】斜拉桥;约束体系;抗震性能;桥墩内力;塔顶位移【作者】谢群华【作者单位】东南大学建筑设计研究院有限公司,江苏南京 210096【正文语种】中文【中图分类】U442.5+5斜拉桥主塔高、主跨大、主梁较轻、结构柔、阻尼很小，在大跨度桥梁设计中得到了广泛应用。
从抗震设计的角度来看，大跨度斜拉桥塔梁连接处的纵向约束可分为4类：半漂浮体系、漂浮体系、塔梁固结体系和刚构体系。
目前漂浮、半漂浮体系是斜拉桥广泛采用的两种体系。
在地震荷载作用下这两种体系的内力反应较小，而位移反应较大，常常不能满足设计要求［1-4］。
因此，斜拉桥抗震设计的关键，在于如何选用合适的弹性约束刚度或阻尼参数，以及如何在桥梁结构中实现［5］。
基于此，本文以一大跨度斜拉桥为例，研究不同约束体系对大跨度斜拉桥抗震性能的影响。
某斜拉桥的桥跨布置为80 m+185 m+500 m +185 m+80 m，为双塔单索面漂浮体系斜拉桥。
主梁采用单箱三室钢箱梁，箱梁中心线梁高3.2 m，全宽35 m，梁体采用C55混凝土。
索塔采用钻石型塔，塔身采用C50钢筋混凝土结构，索塔高度为121 m。
索塔承台采用C40混凝土，桩基础采用C35水下混凝土。
过渡墩墩身采用墩顶横向展开的花瓶实体墩，墩身为倒圆角的矩形断面，墩底断面尺寸4.8 m×3.2 m，墩顶断面尺寸5.85 m×3.2 m。
根据桥梁结构布置图，利用桥梁抗震分析软件SAP2000建立桥梁有限元模型（见图1）。
高塔大跨斜拉桥纵向抗震体系优化研究
总第３２３期交 通 科 技ＳｅｒｉａｌＮｏ．３２３ ２０２４第２期ＴｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅ＆ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＮｏ．２Ａｐｒ．２０２４ＤＯＩ１０．３９６３／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７１ ７５７０．２０２４．０２．０１２收稿日期：２０２３ １１ ２７第一作者：杨吉新（１９６４－），男，教授，博士。
通信作者：苗振国（１９９５－）男，硕士生。
高塔大跨斜拉桥纵向抗震体系优化研究杨吉新 苗振国 陶 金（武汉理工大学交通与物流工程学院 武汉 ４３００６３）摘 要 为了对桥塔高度超２００ｍ的大跨斜拉桥纵向抗震体系进行优化研究，以云南省某跨径组成为５４ｍ＋１３１ｍ＋３７０ｍ＋１３１ｍ＋５４ｍ的双塔双索面斜拉桥为工程案例，利用有限元软件计算其动力特性，采用非线性时程分析方法对３种纵向抗震体系下结构关键位置的地震响应进行分析，并对黏滞阻尼器的布置方式进行优化。
结果表明，高度超２００ｍ的索塔使桥梁结构整体刚度减小，纵向地震作用下塔顶发生较大的位移；分别在塔梁、墩梁位置处布置不同参数的黏滞阻尼器能够有效减小结构关键位置的内力和位移，达到很好的纵向抗震效果。
关键词 高塔斜拉桥 纵向抗震 地震响应 黏滞阻尼器中图分类号 Ｕ４４２．５＋５ 云南山区地处高烈度地震带，且因桥梁跨越深山峡谷，其桥塔往往很高，跨径一般较大，使得其抗震问题突出。
地震作用下桥梁在顺桥向产生较大的内力和位移，对桥梁安全产生巨大威胁。
对于桥塔高度较大的大跨度斜拉桥，传统的延性抗震设计已经不能满足现在的抗震要求［１］。
陈应高等［２］通过对比不同的纵向抗震体系发现，在桥塔处布置液体黏滞阻尼器可以显著减小结构关键位置的内力和位移。
冯英骥等［３］对３种纵向抗震体系进行分析，得出纵向设置阻尼器可以有效降低主塔、桩基础及主梁的地震响应。
李小珍等［４］以武汉二七长江大桥为例，研究了黏滞阻尼器对桥梁抗震性能的影响，结果表明，液体黏滞阻尼器可以有效减小主塔及主梁的内力和变形，因此是一种很好的减震措施。
地震差动下边界-地基-斜拉桥体系破坏特征
地震差动下边界-地基-斜拉桥体系破坏特征柳国环;练继建;燕翔;刘伟【摘要】同时考虑边界条件和地基-结构相互作用对大跨桥梁结构地震响应的影响是个复杂问题.本文以一大跨斜拉桥为例,通过开发的系列程序建立了边界-地基-桩-斜拉桥结构的ABAQUS模型,生成了目标场地多点地震动,对比了不同地基边界条件对大跨斜拉桥结构自振特性的影响,探讨了地表/地下多点地震动作用下、不同地基边界条件对大跨斜拉桥体系弹塑性发展过程及倒塌模式的影响规律.结果表明:(1)进行大跨斜拉桥结构的抗震分析时,有必要考虑地基边界条件的影响;(2)地表多点地震动输入下,考虑地基-结构相互作用时,大跨斜拉桥结构的弹塑性发展过程和倒塌模式与单独斜拉桥不同;(3)粘弹性人工边界条件考虑了周围土体对地基的作用,地基相对变形较小,对上部斜拉桥结构起到了一定的保护作用.【期刊名称】《土木工程与管理学报》【年(卷),期】2016(033)001【总页数】10页(P44-53)【关键词】大跨斜拉桥;边界-地基-结构相互作用;多点地震动;弹塑性分析;倒塌分析【作者】柳国环;练继建;燕翔;刘伟【作者单位】天津大学建筑工程学院,天津300072;天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室,天津300072;天津大学建筑工程学院,天津300072;天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室,天津300072;天津大学建筑工程学院,天津300072;天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室,天津300072;燕山大学土木工程学院,河北秦皇岛066004【正文语种】中文【中图分类】TU311.3;U442.5+5对于大跨度桥梁结构而言，通过数值分析事先了解其在大震和超大震作用下的弹塑性及抗倒塌性能，是进一步保障桥梁结构工程运营期间安全服役的一条有效途径。
地震作用下各桥墩/台输入的地震动存在较大的差异，不同边界条件的地基也会影响桥梁结构在地震作用下的响应[1]。
因此，进行数值分析时，不仅要考虑地基与桥梁结构的相互作用，同时还应考虑地基边界条件对结构地震响应的影响。
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ห้องสมุดไป่ตู้第 ８卷
第 ２期
铁 道科 学 与 工程 学报
Ｊ ＯＵＲＮ Ｆ ＲＡＩＷ ＡＹ ＡＬＯ Ｌ ＳＣＩ ＥＮＣＥ ＡＮＤ ＥＮＧＩ ＥＲＩ ＮＥ ＮＧ
２ Ｖｏ１８ Ｎ０． ．
Ａｐ ． ２ ｒ ０１１
２１ ０ １年 ４月
塔 梁 间 纵 向 弹 性 约 束 对 铁 路 斜 拉 桥 动 力 特 性 及 地 震 反 应 的 影 响
研 究 结 果 表 明 ： 向弹 性 约 束 对 斜 拉 桥 体 系纵 漂 及 主 梁 反 对 称 竖 弯振 型 影 响 较 大 。与 漂 浮 体 系相 比 ， 弹 性 约 束 刚度 的 合 纵 在
理取值条件下 ， 弹性约束使塔顶位移及塔 身控制截 面的 弯矩有较 大幅度的 降低 ， 但使部 分塔 身控 制截 面的剪力增大。
ｅ ｉｅｙ ｆｏ ｔ ｇ ｓ ｓｅ ，ｅ ａ ｔｃ ｃ ｎ ｔａｎｔｒ ｓ ｔ ｆｄ ｓ ｌ ｃ ｍｅ ｔｉ ｔｅ ｓ ｂｓａ ｔａ ｅ ｒ ａ ｅ ｔ ｔｗｅ ｏ ｎ ｎｔ ｌ ａ ｉ ｙ ｔ ｍ ｒ ｌ ｎ ｌｓｉ ｏ ｓｒ ｉ ｅ ｕｌ ｏ ｉｐ ａ ｅ ｎ ｎ ｈ ｕ ｔ ｎ ｉｌｄ ｃ ｅ ｓ ｓ ａ ｏ ｒ ｔｐ ａ ｄ ｓ ｂ ｎ ｉ ｇ ｍｏ ｎ ｔｔ ｅ ｃ ｉ ｃ ｌｓ ｃｉ ｎ ｆｍａｎ ｔｗｅ ，ｂ ｔｓ ｅ ｒｆｒ ｅ ｉｃ ｅ ｓ ｓ ａ ｈ ｒｉ ｌｃ ｉｉａ ｅ ｔ ｎ ｎ ｅ ｄ ｎ ｍｅ ｔａ ｈ ｒｔ ａ ｅ ｔ ｓｏ ｉ ｏ ｒ ｕ ｈ ａ ｏ ｃ ｎ ｒ ａ ｅ ｔｔ ｅ ｐａｔａ ｒｔ ｌｓ ｃ ｉ ｓｉ ｉ ｏ ｃ ｏ
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关 键 词 ： 拉 桥 ； 向 弹性 约 束 ； 力 特 性 ； 震 反 应 斜 纵 动 地 中图 分 类 号 ：４ ２ ５ Ｕ ４ ．５ 文献标志码 ： Ａ 文 章编 号 ：６２— ０ ９ ２ １ ）２— ０ １ ０ １７ ７ ２ （０ １ ０ ０ ２ — ６
Ｉｆ ｎ ｅ ｏ ｎ ｉ ｄ ｎ ｌ ｌｓｉ ｏ ｓｒ ｉｔ ｎ ｄ ｎ ｍｉ ｈ ｒ ｔ ｒ ｔ ｎ ｎ ｌ ｃ ｆｌ ｇｔ ｉａ ａ ｔ ｃ ｎ ｔａｎ ｓ ｏ ｙ ａ ｃ ｃ ａ ａｅ ｉ ｉ ａ ｄ ｕ ｏ ｕ ｅ ｃ ｓｃ ｓ ｉｍ ｉ ｒ ｓ ｏ ｓ ｆｒ ｉ ｙ ｃ ｂｅ —ｓａ ｅ ｒ ｇ ｅｓ ｃ ｅ ｐ ｎ ｅ ｏ ａｌ ｗａ ａ ｌ — ｔｙ ｄ ｂ ｉ ｅ ｄ
ＡｂｔａｔＴ ｋｎ ａｗ ｙｃｂｅ ｔ ｅ ｒ ｇ ｓｐｏｅｔ ａｋｒｕ ｄ ｈ ｆ ｎｅｏ ｎ ｉ ｄｎ ｌ ｌ ｔ ｏ — ｓ ｃ ：ａｉｇａｒｉ ａ ａ ｌ —ｓ ｙｄｂｉ ｅａ ｒ ｃ ｂ ｃ ｇｏｎ ，ｔｅｉｌ ｃ ｆｏ ｇ ｕ ｉａ ｅａ ｉ ｃｎ ｒ ｌ ａ ｄ ｊ ｎｕ ｌ ｔ ｓｃ
张永 亮 陈兴冲 郭永 强 。 ，
（ ． 州交通 大学 土木 工程 学院 ， 肃 兰州 ７ ０ ７ ；． 州大 学 土木 学 院与 力学 学院 甘 肃 兰 州 ７ ０ ０ ） １兰 甘 ３ ００２ 兰 ３００
摘 要 ： 某铁 路 斜 拉 桥 为 工程 背景 ， 究 了塔 、 间纵 向 弹 性 约 束 刚 度 取 值 对 斜 拉 桥 动 力 特 性 及 主 塔 地 震 反 应 的 影 响 。 以 研 梁
Ｚ ＡＮＧ ｎ —ｉｎ ， ＣＨＥＮ ｎ — ｈ ｎ ， Ｈ Ｙｏ ｇ ｌ ｇ ａ Ｘｉ ｇ ｃ ｏ ｇ ＧＵＯ ｎ — ｉ ｎ Ｙｏ ｇ ｑ ａ ｇ
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