阻尼器-苏通大桥
苏通大桥主桥索塔及上部结构关键施工技术-钢箱梁斜拉桥
Ø 塔高； Ø 钢箱梁宽且重; Ø 斜拉索长且重; Ø 单悬臂施工长度大。
6、自然条件特点
Ø 水深、流急、江面宽阔； Ø 大风天气多； Ø 航运繁忙。
中交二航
这些特点要求必须采取 相应的关键施工技术
SUTONG BRIDGE－苏通大桥
中交二航
二、索塔施工及控制技术
SUTONG BRIDGE－苏通大桥
1、钢箱梁安装[3]
1.3 钢箱梁施工关键技术
中交二航
中跨合龙 施工期悬臂钢箱梁抗风及振动控制 索塔区塔梁临时连接 边跨合龙 临时存梁支架防船撞和临时墩水下防冲刷 大块梁段吊装及调位 钢箱梁制造和安装施工监控
SUTONG BRIDGE－苏通大桥
1.4 各类钢箱梁安装要点[1]
中交二航
1.4.1 辅助跨、边跨大块梁段安装
SUTONG BRIDGE－苏通大桥
中交二航
1、钢箱梁安装
SUTONG BRIDGE－苏通大桥
1、钢箱梁安装[1]
1.1 钢箱梁分类及相关参数
➢ 钢箱梁分为17种类型, 141个梁段；
➢ 标准节段16m、边跨 尾索区标准节段12m；
➢ 标准梁段最大起吊重 量约450t；钢箱梁全 宽41m。
梁高：4.0m
3.4施工期索塔和塔吊的抗风和振动控制[4] 中交二航
■ 索塔施工期间的减振措施
Ø 振动对索塔施工及塔吊操作性不存在较大影响。 Ø 振动频率低，采用主动质量阻尼器并不能有效抑振。
所以索塔及塔吊未采用减振措施
SUTONG BRIDGE－苏通大桥
中交二航
三、上部结构施工及控制技术
1、钢箱梁安装 2、斜拉索安装 3、控制与监测
中交二航
3.3 索塔几何线形监测和控制
苏通大桥挑战三大世界难题
苏通大桥挑战三大世界难题——桥墩大如半个足球场 中国桥梁11月17日至20日，在南京和常熟这两座闻名遐迩的千年古城里，一束束美丽的鲜花迎来了35位世界级的中外著名桥梁专家。
这么多的专家集聚苏通大桥，正是为了共同会商苏通大桥将要挑战全球造桥史上的三大世界级难题。
这三大难题是：主桥群桩基础、超高大桥主塔、超长距离跨径。
世界级难题之一：半个足球场大的主桥墩如何100年坚如磐石苏通大桥的建设条件在世界同类型桥梁中最为复杂。
桥位区一年中有179天的风力在6级以上，还面临台风、季风和龙卷风的威胁；江面宽达8146米，水深20米至30米；常年流速每秒2米以上，实测垂直平均流速每秒3．86米，点流速达到每秒4．47米；一日两潮，潮差2米至4米；江底覆盖层厚达300米，且表层以淤泥和粉砂为主，较好的持力层在负80米以下；江面通航密度高，平均日通过船只在2300多艘，高峰时达到5000艘。
主桥基础，是苏通大桥建设的三大世界级难题之一。
而位于长江主航道中央的主桥墩，则是主桥基础中的基础，是主桥基础最为关键的地方。
目前，虽然万里长江中已经建有40多座大桥，虽然世界上有5座大跨径的斜拉桥，但没有一座大桥的建设难度有如此之高，有如此之大。
在专家们的反复评审和论证中，以及围绕主桥基础施工所进行的索塔基础与土体共同作用数值模拟计算、基础局部冲刷、冲刷防护试验、结构抗震性能研究和桩基承载力测试研究等8项试验研究，最后苏通大桥的主桥墩将采用高桩承台群桩基础这一设计方案。
所谓高桩承台群桩基础，就是用131根直径2．8米、桩长114米的钻孔灌注桩打入长江江底的地层深处，由这131根排成梅花型的钻孔灌注桩组成一个巨大的群桩基础；在群桩基础的四周实施冲刷防护工程和永久性防护工程，目前已完成了9万多方砂袋的抛投工作，使主桥墩有一个非常可靠的外部环境。
而在群桩之上，则是一个哑铃形结构的主塔承台，这个承台长114米，宽48米，桥墩有半个多足球场那么大，而且厚达9米，浇注的混凝土达到了5．4万多立方米，钢筋总用量6861吨，使131根钻孔灌注桩形成了一个坚实的、100年都岿然不动、坚如磐石的大桥主桥墩基础。
在世界桥梁工程的阻尼器
/chinese/kangzhen/qitai/anzhuangfangshi.htm在世界桥梁工程中遇到的桥上应用到的阻尼器有以下几种：∙锁定装置∙液体粘滞阻尼器∙熔断阻尼器∙限位阻尼器∙摩擦型液体粘滞阻尼器∙支座式金属屈服阻尼器前面五种都是主活塞形式的阻尼器。
粘滞锁定阻尼器和粘滞阻尼器是最常用的阻尼器，这两种结构可能是完全相同，仅硅油（或胶泥）流动的小孔大小不同，粘滞锁定阻尼器仅是粘滞阻尼器的一种特例。
熔断阻尼器和限位阻尼器是实际工程发展出的液体粘滞阻尼器的最新产品。
摩擦型液体粘滞阻尼器是最近几年在国内外有的公司生产的一种阻尼器，如果真有需要，泰勒公司可以生产，但并不推荐。
支座式金属屈服阻尼器不是本文的内容，我们不作讨论。
锁定（Lock-up）装置（Lock-Up Device (LUD), or Shock Transmission Unit (STU)）Lock-Up 装置，见图4-1，它是一种类似速度开关的限位装置，当桥梁运动到某一速度时启动。
锁定装置两个安置点间的相对位移。
它的工作原理就像汽车上的安全带。
在慢速运动中它不限制。
在急速运动中会起到制动作用。
这种装置不能耗散能量。
用在大桥上的锁定装置，在温度和正常活荷载下可以自由变形，但对于中小地震荷载、较大的风荷载带来的桥梁各部分间的运动和碰撞，可有效地起到减少、转移和限制作用。
图4-1泰勒公司生产的680 吨大型锁定装置及桥上的安装液体粘滞阻尼器（Liquid Viscous Damper）在本文的前述文章―结构工程中应用的泰勒公司液体粘滞阻尼器‖中我们已经全面的介绍了液体粘滞阻尼器。
他是我们介绍的基本产品，也是要推荐的主要产品。
它是个需要并且能够精确计算的定量化的产品，绝不仅是一个定性化的减振器。
液体粘滞阻尼器的运动速度和阻尼力的关系式为：（4-1）这里，F为阻尼力；C为阻尼器的阻尼值；V为阻尼器两端间的相对运动速度；α为速度的指数。
34000424
进 行 了探 讨 。
关键 词 ： 滞 阻尼 器 ； 程 抗 震 ； 风 ； 动 粘 工 抗 振 中 图分 类 号 ： Ｂ ｌ ． 文献 标 识 码 ： Ｔ ｌ４ ２ Ａ 文章 编 号 ： Ｎ４ 一ｌ ２／ （Ｏ Ｏ Ｏ —１ ４ ２ Ｃ ３ ０ ７ Ｆ ２ ｌ ）４ ４ —０
器设计组提出了一 整套最先进 的阻尼器出厂检验和预检测 。该 阻尼器上还设 置了一套我 国首例阻尼器的在线健康检测系统 。 （） ２ 北京 目前最高建筑——银泰 中心 座落在北 京长安街上 ６ ２层的柱筒型钢结构 ～银泰 中心 ， 是 目前北京最高的建筑 （４ ｍ） ２ ９ 。该结构设计使用 了 ７ ３个液体粘 滞阻尼器（ ２０ Ｎ、 ０ ｍｍ）来 增加结构抗 风能力 。当然 ， １０ ｋ ±１０ 在 设置 了阻尼器后对结构抗震也有很大帮助 。该 阻尼器不仅在美 国经过 了严格的出厂检验 ， 到国 内后 还在哈尔滨建 工学院进 运 行了测试检验 。这些检测 对我 国专 家更好 的认识 阻尼器 、 更好
苏通大桥总体设计
通航孔 数量
5 万吨级集装箱船
主通 单孔双 (3 800T EU )
航孔
航道 418 万吨级远期大 891 62
1
型散货船驳船队
辅助 通航孔
单孔 单航道
9 通航孔
单孔 双航道
7 000 吨级散杂船 220 39
1
洪季上 行孔
单孔单 航道
1 000 吨级江轮
收稿日期: 2004- 05- 20
— 2 — 公 路 2004 年 第 7 期
苏通大桥的工程可行性研究工作始于 1999 年 7 月, 2001 年 8 月, 经江苏省组织预审后编制完成了 工程可行性研究报告并上报。 鉴于工可报告推荐主 桥方案为主跨超千米的斜拉桥, 技术难度较大, 编制 单位对工程方案又做了进一步深化研究, 交通部和 江苏省也于 2001 年 12 月邀请国、内外著名桥梁专 家在南京召开了“苏通长江公路大桥技术研讨会”, 随后通过了交通部行业审查。 中国国际工程咨询公 司也于 2002 年 2 月初组织专家进行了评估。在国家 计委对本项目工程可行性研究报告的审批过程中, 设计单位又对主桥桥型方案进行了进一步比较、论 证, 形成了专题报告。 在上述工作基础上, 国家发展 计划委员会批复了苏通大桥工程可行性研究报告。
苏通大桥的技术特点和难点主要表现在建设条 件较为复杂、设计施工技术难度大等方面, 在设计、 施工中应予以足够重视。 311 建设条件的特点和难点
苏通大桥建设条件有 4 大特点和难点, 即: 气象 条件较差、水文条件复杂、基岩埋藏深、通航标准高。 312 设计与施工技术特点和难点
苏通大桥设计与施工方面的技术特点和难点主 要表现在:
(1) 主桥超大规模深水基础的设计与施工; (2) 主桥超高索塔的设计与施工; (3) 主桥长跨和长索的设计与施工。
阻尼器在桥梁工程中的应用与实践
阻尼器在桥梁工程中的应用与实践桥梁作为一种重要的交通运输工程设施，一直以来都备受关注。
在桥梁的设计中，阻尼器作为一种较为重要的桥梁防震装置，已经逐渐受到设计师们的广泛应用。
一、阻尼器的基本概念及分类阻尼器是指一种能够消耗结构动力能量的非线性装置，广泛应用于结构防震领域。
阻尼器一般分为线性阻尼器和非线性阻尼器。
线性阻尼器是指在阻尼器工作范围内，阻力大小与相对速度成正比例关系的装置。
而非线性阻尼器则是指阻尼力与结构变形、相对速度大小非线性相关的装置。
二、阻尼器在桥梁工程中的应用1. 阻尼器在大跨度桥梁中的应用具有大跨度和高塔柱的桥梁结构一直以来都是工程师们难以解决的问题。
这种桥梁结构在受到地震的影响下，容易出现晃动现象，导致桥梁的稳定性下降。
为了解决这个问题，阻尼器开始得到广泛应用。
阻尼器的应用不但能够提高桥梁的抗震性能，而且能够减少桥梁受地震的摆动程度，消除桥梁结构的共振状态，提高桥梁的稳定性。
2. 阻尼器在桥梁施工过程中的应用桥梁施工是一项相当复杂和繁琐的工程，其中包括桥梁吊装、缆索拉直、桥梁转体、换位等多个环节。
这些环节涉及到桥梁结构的变形、振动等问题，影响着桥梁工程的稳定性、安全性和效率。
阻尼器可以在桥梁施工过程中对桥梁振动、变形等问题加以控制，并提高桥梁施工的效率和安全性。
同时，阻尼器也可以用来控制桥梁施工中的晃动，减小施工对周边环境的影响。
三、阻尼器在桥梁工程实践中的应用案例1. 长江大桥长江大桥是我国现代桥梁史上的一座著名的杰作。
该桥梁的塔高405米，桥跨主跨1088米，是当时世界上跨径最大的双层铁路、公路两用悬索桥。
在这座大桥的设计中，阻尼器被广泛应用，以达到对桥梁结构的稳定和精准控制。
2. 唐古拉山口特大桥唐古拉山口特大桥是国内一座重要的公路桥梁工程。
在这座桥梁的设计中，阻尼器也被广泛应用。
由于该桥梁所处地理环境较为复杂，设计师们在沉着应对桥梁的稳定性问题的同时，也对桥梁的防震设置了高度要求。
苏通长江大桥简介
苏通长江公路大桥苏通大桥简介全称：苏通长江公路大桥地理位置和意义：苏通大桥位于江苏省东部的南通市和苏州（常熟）市之间，是交通部规划的黑龙江嘉荫至福建南平国家重点干线公路跨越长江的重要通道，也是江苏省公路主骨架网“纵一”——赣榆至吴江高速公路的重要组成部分，是我国建桥史上工程规模最大、综合建设条件最复杂的特大型桥梁工程。
建设苏通大桥对完善国家和江苏省干线公路网、促进区域均衡发展以及沿江整体开发，改善长江安全航运条件、缓解过江交通压力、保证航运安全等具有十分重要的意义。
大桥建设工程情况：苏通大桥工程起于通启高速公路的小海互通立交，终于苏嘉杭高速公路董浜互通立交。
路线全长32.4公里，主要由北岸接线工程、跨江大桥工程和南岸接线工程三部分组成。
l、跨江大桥工程：总长8206米，其中主桥采用100+100+300+1088+300+100+100（其中主桥长约1088米）。
=2088米的双塔双索面钢箱梁斜拉桥。
斜拉桥主孔跨度1088米，列世界第一；主塔高度300. 4米,列世界第一；斜拉索的长度577米,列世界第一；群桩基础平面尺寸113.75米X 48.1米，列世界第一。
专用航道桥采用140+268+140=548米的T型刚构梁桥，为同类桥梁工程世界第二；南北引桥采用30、50、75米预应力混凝土连续梁桥；2、北岸接线工程：路线总长15．1公里，设互通立交两处，主线收费站、服务区各一处；3、南岸接线工程：路线总长9．1公里，设互通立交一处。
苏通大桥全线采用双向六车道高速公路标准，计算行车速度南、北两岸接线为120公里／小时，跨江大桥为100公里／小时，全线桥涵设计荷载采用汽车一超20级，挂车一120。
主桥通航净空高62米，宽891米，可满足5万吨级集装箱货轮和4.8万吨船队通航需要。
全线共需钢材约25万吨，混凝土140万方，填方320万方，占用土地一万多亩，拆迁建筑物26万平米。
工程总投资约64.5亿元，计划建设工期为六年。
苏通大桥
浅谈对苏通大桥的一些认识摘要本文基于对课程所学内容的理解简单介绍了自己对苏通大桥在材料构成、结构受力、施工工艺以及抗风抗震等方面内容的简单认识。
关键词大桥概况结构设计施工工艺抗风抗震一、大桥概况苏通大桥主跨跨径达到1088米，是世界位居第二大跨径的斜拉桥（截止2013年，最大斜拉桥主跨是俄罗斯的跨东博斯鲁斯海峡的俄罗斯岛大桥，其主跨1104米）；其主塔高度达到300.4米，为世界第二高的桥塔（第一高桥塔为俄罗斯的跨东博斯鲁斯海峡的俄罗斯岛大桥，其桥塔高超过320米）；主桥两个主墩基础分别采用131根直径2.5米至2.85米，长约120米的灌注桩，是世界最大规模的群桩基础；主桥最长的斜拉索长达577米，也是世界最长的斜拉索。
主要工程量有：桥涵混凝土149.3万立方米，钢箱梁4.9万吨，钢材23万吨，斜拉索6278吨，填挖方317.6万立方米，征用土地1.1万亩。
苏通大桥全线采用双向六车道高速公路标准，计算行车速度南、北两岸接线为120公里/小时，跨江大桥为100公里/小时，全线桥涵设计荷载采用汽车一超20级，挂车一120。
主桥通航净空高62米，宽891米，可满足5万吨级集装箱货轮和4.8万吨船队通航需要。
二、结构设计2.1主梁该桥主梁采用了总宽度40.6m、高4.0m的封闭式流线形扁平钢箱梁，节段标准长度16m、最大重量400 t。
梁内横向设置两道桁架式纵隔板，纵向每隔4m 设一道板式横隔板。
根据受力需要，钢箱梁在不同区段采用了不同的钢板厚度，索塔处板厚最大；顶板的厚度在横桥向也予以变化，在两端及靠近锚索区的位置加厚。
斜拉索与主梁采用锚箱式锚固，锚箱安装在主梁腹板外侧，并与其焊成一体。
为确保在正常运营状态下，边跨桥墩避免出现负反力，在辅助墩顶采用了压重的方式解决。
大桥采用钢箱梁是因为钢材是一种抗拉、抗压和抗剪强度较高的匀质材料，其结构自重较轻。
目前与其他材料相比，钢桥的跨越能力均大于采用其他材料所建造的桥梁。
苏通长江大桥简介
苏通长江公路大桥苏通大桥简介全称：苏通长江公路大桥地理位置和意义：苏通大桥位于江苏省东部的南通市和苏州（常熟）市之间，是交通部规划的黑龙江嘉荫至福建南平国家重点干线公路跨越长江的重要通道，也是江苏省公路主骨架网“纵一”——赣榆至吴江高速公路的重要组成部分，是我国建桥史上工程规模最大、综合建设条件最复杂的特大型桥梁工程。
建设苏通大桥对完善国家和江苏省干线公路网、促进区域均衡发展以及沿江整体开发，改善长江安全航运条件、缓解过江交通压力、保证航运安全等具有十分重要的意义。
大桥建设工程情况：苏通大桥工程起于通启高速公路的小海互通立交，终于苏嘉杭高速公路董浜互通立交。
路线全长32.4公里，主要由北岸接线工程、跨江大桥工程和南岸接线工程三部分组成。
l、跨江大桥工程：总长8206米，其中主桥采用100+100+300+1088+300+100+100（其中主桥长约1088米）。
=2088米的双塔双索面钢箱梁斜拉桥。
斜拉桥主孔跨度1088米，列世界第一；主塔高度300. 4米,列世界第一；斜拉索的长度577米,列世界第一；群桩基础平面尺寸113.75米X 48.1米，列世界第一。
专用航道桥采用140+268+140=548米的T型刚构梁桥，为同类桥梁工程世界第二；南北引桥采用30、50、75米预应力混凝土连续梁桥；2、北岸接线工程：路线总长15．1公里，设互通立交两处，主线收费站、服务区各一处；3、南岸接线工程：路线总长9．1公里，设互通立交一处。
苏通大桥全线采用双向六车道高速公路标准，计算行车速度南、北两岸接线为120公里／小时，跨江大桥为100公里／小时，全线桥涵设计荷载采用汽车一超20级，挂车一120。
主桥通航净空高62米，宽891米，可满足5万吨级集装箱货轮和4.8万吨船队通航需要。
全线共需钢材约25万吨，混凝土140万方，填方320万方，占用土地一万多亩，拆迁建筑物26万平米。
工程总投资约64.5亿元，计划建设工期为六年。
苏通大桥的关键技术与创新
苏通大桥的关键技术和创新张雄文（江苏省苏通大桥建设指挥部，中国南京210006）摘要：横跨长江的苏通大桥是一座主跨为1088m的斜拉桥。
本文概述大桥在设计和施工方面的技术挑战、关键技术及创新，比如桥墩冲刷防护、钢围堰下沉、施工平台搭建、斜拉索制作与减震、钢箱梁安装与控制等。
关键词：苏通大桥关键技术创新结构体系基础桥塔斜拉索钢梁1.工程概况在中国东部沿海地区，一条自沈阳出发，经上海、苏州和杭州，到海口城市的高速公路正在建设中。
苏通大桥是这条路线上跨越长江的一个重要工程（图1）。
大桥位于长江三角洲，连接苏州和南通这两座城市。
它的建立将进一步加强长江三角洲之间的联系，促进中国经济的发展。
图1.苏通大桥的位置苏通大桥总长8146m，由北引桥、主桥、专用航道桥和南引桥组成。
南北引桥总长分别为1650m和3485m，均采用30、50和75米预应力混凝土连续梁。
专用航道桥总长923m，由跨度布置为140m+248m+140m的连续刚构组成。
苏通大桥主桥为七跨双塔双索面钢箱梁斜拉桥，跨径布置为100+100+300+1088+300+100+100=2088m（图2）。
该桥是世界上首座跨径超过1000m的斜拉桥。
本文主要考虑大桥的主桥部分。
图2.总体布局2.总体结构[1]2.1 索塔基础索塔基础采用131根直径为2.8/2.5m变截面钻孔灌注桩基础（图3），按桩长为117m的摩擦桩进行设计。
承台为哑铃型，每座索塔下承台的平面尺寸为51.35m×48.1m，厚度由边缘的5m变化到最厚处的13.324m。
图3.索塔基础构造图2.2 索塔索塔采用倒Y形混凝土结构，总高300.4m，其中上塔柱高91.4m，中塔柱高155.8m，下塔柱高53.2m。
塔柱采用变截面空心箱形截面，底部设实体段，索塔在64.3m处设置横梁。
斜拉索锚固在索塔钢锚箱上（图4），钢锚箱共30节，用来锚固30对斜拉索，锚箱标准节段高2.3～2.9m，总高73.6m。
苏通大桥
苏通大桥为主跨1 088 m的斜拉桥，桥位处风速大、风况复杂， 抗震要求高，需要通过选择合理的结构体系重点解决以下技术难题： (1)减小地震荷载的动力响应 (2)控制汽车制动和脉动风引起主梁振动 (3)降低温度荷载的内力 (4)减小大风荷载引起的主梁端部位移，降低对伸缩缝伸缩量的要求
为了解决上述问题，可以通过提高桥梁 的刚度，减小静、动力变位，改善结构内 力；通过提高桥梁的阻尼，降低由地震、 脉动风和汽车制动等动荷载引起的动力反 应。通过设置带有限位功能的黏滞阻尼器 或液压缓冲器，可以有效提高桥梁的刚度 和阻尼，使静力和动力反应能控制在可接 受的范围之内。
主要部分的施工
最大塔高：
在苏通大桥建设 成功之前，日本的明 石海峡大桥保持着世 界最大塔高的记录 297米，苏通大桥采 用高300.4米的混凝土 塔，为世界最高桥塔。 经过风洞测试，人字 形塔为最佳选择。
斜拉桥跨度：
一 、最大主跨 （斜拉桥）： 苏通大桥主跨 径1088米，是当 今世界跨径最大 斜拉桥。 二 、桥面采用预 制混凝土钢箱梁， 采用节短线和预 制悬拼装施工技 术。
塔下最大群桩 基础：
苏通大桥主墩 基础由131根长约 120米、直径2.5米至 2.8米的群桩组成， 承台长114米、宽48 米，面积有一个足 球场大，是在40米 水深以下厚达300米 的软土地基上建起 来的，是世界上规 模最大、入土最深 的群桩基础。
苏通长江大桥调研
主塔施工
61472根高强度钢丝全部实现国产化。大桥建设中， 先后有78家国内企业参与创新建设，携手提升我国在 国际桥梁市场的竞争力。
最长斜拉索
雨震对拉索的影响
小小的雨滴影响很大。雨滴在拉索上会形成“雨 线”，即使无风，也会使拉索频繁震动，影响施工安全， 业内称之为“风雨震”。为此，专家会合生产拉索护套的 厂家进行试验，发现在护套上“凿”上一个个“凹坑”， 有很好的防雨线效果。“螺旋游线”防风雨震技术就这么 诞生了。
6000t承台套箱整体沉放
பைடு நூலகம்
大桥处在动态的半漂移状态
苏通大桥的建设者们为保障工程进度和质量，殚精竭 虑，创造出一项又一项前所未用的技术与方法。提出了加 装动态限位阻尼装置让大桥处在半漂浮状态的设计体系， 这就像给钢箱梁系上了安全带。在大风、地震这样剧烈变 化的和在冲击下，阻尼器就会发挥缓冲作用，限制钢箱梁 出现快速过大的漂移。在温度、车辆运行这样缓慢变化的 荷载下，钢箱梁可以发生小幅度的漂移，从而减小索塔受 力。成功地解决了特大跨径斜拉桥抗风安全问题……
苏通大桥最长拉索长达577米 苏通大桥最长拉索长达577米，比日本多多罗大桥斜拉 577 索长100 100米 为世界上最长的斜拉索。 索长100米，为世界上最长的斜拉索。 主桥主孔通航净空尺度为高62 62米 891米 满足5 主桥主孔通航净空尺度为高62米，宽891米，满足5万 吨级集装箱货轮和4.8万吨级船队通航需要。 4.8万吨级船队通航需要 吨级集装箱货轮和4.8万吨级船队通航需要。 代表我国桥梁最高水平的苏通大桥， 代表我国桥梁最高水平的苏通大桥，比巴黎的埃菲尔 铁塔还高出20 20米 铁塔还高出20米。
工程奇迹
大桥建设者独辟蹊径， 大桥建设者独辟蹊径，大胆采用外面钢管里面混凝 土的钻孔灌注桩， 土的钻孔灌注桩，终于这些独创的实心桩搭设的桥塔地盘 稳坐江中。2004年 稳坐江中。2004年7月，南北两座半个足球场大的主桥墩 平台出现在浩瀚的长江上，每座平台都由131根直径超过 平台出现在浩瀚的长江上，每座平台都由131根直径超过 131 2.5米 2.5米、长120米的钻孔灌注桩组成。成为世界规模最大、 120米的钻孔灌注桩组成。成为世界规模最大、 米的钻孔灌注桩组成 入土最深的群桩基础。 入土最深的群桩基础。
桥梁工程用阻尼器的分类与应用
202YAN JIUJIAN SHE桥梁工程用阻尼器的分类与应用Qiao liang gong cheng yong zu ni qi de fen lei yu ying yong谭荣昕在地震工程领域，由于地震荷载的复杂多变，过去桥梁设计师们常是通过增强梁抗力、柱抗力，或采用以次要构件损坏为代价的“延性设计”等来处理地震工况，到了20世纪末，这种现象有所改观，以基础隔震、消能减振和震动控制为主要内容的结构抗震保护系统得到了飞速发展。
阻尼器作为吸能耗能装置，从20世纪80年代末就开始应用于桥梁工程。
在桥梁用阻尼器不断发展的过程中，世界各地的桥梁项目对于阻尼器也有着特别的性能要求，在常规的单一性能阻尼器的基础上，发展出了各种功能改进型阻尼器。
本文的目的是系统地介绍各种类型的桥梁用阻尼器的功能特点和应用环境，帮助读者了解该领域的整体发展情况。
一、几种桥梁工程用阻尼器的功能特点及工程应用1.常规液体粘滞阻尼器液体黏滞阻尼器是根据阻尼介质通过活塞孔时，可产生粘滞阻力的原理而制成的，是一种速度相关型阻尼器，液体黏滞阻尼器的阻尼力与运动速度之关系式如下:F=CV α其中：α常取 0.3～1.0；V 是两端相对速度；C 是阻尼系数；F 是阻尼力。
液体粘滞阻尼器具有如下优点：（1）阻尼器自身可不提供计算刚度，对结构自振周期可无影响；（2）滞回曲线较为饱满，相应的，阻尼器处于最大位移状态时受力为零，而在最大受力状态时位移为零；（3）能够在大风和地震荷载下保持机械结构的完好，可以被复用；（4）如果阻尼介质材料选取恰当，可以有较好的防火性能，耐久性较好，使用寿命可以长达几十年。
液体粘滞阻尼器在桥梁工程领域获得空前发展的同时，也逐渐表现出一些应用上的局限性：（1）内部存在较大的摩擦，降低了工作年限和消能、耗能效率；（2）存在滞后现象。
阻尼器启动时出力不能与外界输入同步，即不能有效抑制较小的外部扰动位移，比如斜拉索阻尼器要求能够限制斜拉索的微幅震动；（3）漏油问题；（4）无法满足长周期、高频次往复振动的性能要求，使得阻尼器的设计使用年限大大低于所安装桥梁的设计使用年限；（5）过大频次、过高振幅常使装置内部温度升高，进而导致阻尼性能骤降；（6）耗能效率偏低。
斜拉桥阻尼器的应用
斜拉桥阻尼器的应用摘要：本文介绍了目前国内外使用的斜拉桥阻尼器，并且调查了各种阻尼器在国内外桥梁上的使用情况，将其与桥梁的基本信息一起列出，使得读者能同时了解多种斜拉桥阻尼器的特点，以及现阶段各种阻尼器在国内外桥梁上的使用情况，以供在选择斜拉桥阻尼器时起到参考作用。
关键词：桥梁工程斜拉桥拉索减振阻尼器Abstract: the paper introduces the use of cable-stayed bridge damper at home and abroad, and the investigation of damper on both at home and abroad and the use of bridge, the bridge and the basic information of the list together, so that the reader can also understand many cable-stayed bridge damper characteristic, as well as all kinds of damper at home and abroad at present in the use of the bridge, for in the choice of cable-stayed bridge damper can reference function.Keywords: bridge engineering cable-stayed Bridges of reducing vibration damper前言大跨径斜拉桥的拉索由于长细比大,因而固有频率和模态阻尼比很低, 在外部激励下极易振动。
特别是风雨激振时拉索发生的令人吃惊的大幅振动。
目前, 拉索的大幅振动已成为斜拉桥建造中亟待研究解决的关键问题之一,深入进行斜拉索振动及减振机理的研究，寻求经济、合理、美观的减振措施和装置是必须面临的一个重要而紧迫的任务。
阻尼器在桥梁应用实例
例1：北京某人行天桥天桥跨度42.0m，两端各悬挑4.0m，桥面宽3.0m，主梁高1.494m，为3室封闭钢箱梁，一般行人的自振频率1.8~2.5Hz，与天桥第一阶频率比较接近。
表1是在桥面等间距加幅值为1.5kN的正弦激励后的竖向位移，表中看出在2.5Hz 正弦激励下桥梁发生共振。
天桥第一振型天桥第二振型表1在桥箱内布置减振装置，每个天桥布置6套减振装置，每套装置由粘滞阻尼器和TMD（调频质量阻尼器）组成，TMD包括金属质量块和弹簧减振器。
采用3种TMD减振装置，每种布置2个，分别为1号减振装置（自振频率1.8Hz）、2号减振装置（自振频率2.0Hz）、3号减振装置（自振频率2.5Hz），表2是减振前后天桥跨中竖向位移比较。
表2结论：安装消能减振装置能有效削减大跨人行天桥的共振响应，共振工况下减振率为70%，减振效果极佳。
例2：苏通大桥苏通长江公路大桥位于中国江苏省长江口南通河段,主航道桥桥跨布置为(100+100+300)m+1 088m+(300+100+100)m ,是目前世界上最大跨径的斜拉桥。
大桥桥址处建设条件复杂,抗震要求高,设计时,在全漂浮体系基础上世界首创地加设带有附加限位功能的特大型液体黏滞阻尼器。
苏通大桥照片见图1所示,苏通大桥使用的液体黏滞阻尼器照片见图2。
图1图2根据通过计算分析所得到的液体黏滞阻尼器设计参数要求,设计者决定在一个塔梁连接处顺桥向设置4个液体黏滞阻尼器,全桥共8个。
单个阻尼器设计参数见表1。
此处该阻尼器还带有限制位移功能,在主梁顺桥向±750 mm的位移内不约束主梁运动,以减小常规作用(温度、正常风、交通荷载)结构受力,当相对位移大于750 mm时,单个阻尼器提供上限9870kN的限位力。
表1给出了苏通大桥单个阻尼的性能参数。
对加装阻尼器的全桥地震反应计算分析可知,苏通大桥加装阻尼器后,纵向位移降低5914 %,桥塔剪力降低14%,桥塔弯矩降低24%。
建筑阻尼器 原理
建筑阻尼器原理建筑阻尼器原理：减震背后的科学奥秘1. 引言你有没有想过，那些高耸入云的摩天大楼在遭遇强风或者地震的时候，为什么不会像多米诺骨牌一样轻易倒下呢？其实啊，这里面有一个非常重要的“小助手”在起作用，那就是建筑阻尼器。
今天呢，咱们就来好好扒一扒建筑阻尼器的原理，从它的基本概念到实际应用，再到那些容易被误解的地方，都给大家讲个透彻。
这篇文章呢，就像是一场探秘之旅，咱们会先从它的基础理论开始，然后看看它在现实生活和高端领域是怎么工作的，也会聊聊它现在面临的挑战和未来的发展方向哦。
2. 核心原理2.1基本概念与理论背景建筑阻尼器啊，说白了就是一种能减少建筑振动的装置。
它的理论基础来源于物理学中的阻尼概念。
阻尼呢，简单来说就是一种阻碍物体运动并且消耗能量的作用。
比如说，你在水里走路就比在陆地上费劲，水对你的行动产生的阻碍就是一种阻尼。
这个概念在建筑领域的应用就是建筑阻尼器的诞生来源啦。
阻尼器的发展历程也挺有意思的。
最早啊，人们在建筑中遇到振动问题的时候，只是用一些比较简单的加固结构来抵抗。
但是随着建筑越建越高，越建越复杂，单纯的加固已经不能满足需求了。
于是呢，科学家们就开始研究专门用来减少振动的装置，这就逐渐发展出了现在的建筑阻尼器。
2.2运行机制与过程分析那建筑阻尼器是怎么工作的呢？咱们拿常见的调谐质量阻尼器（TMD）来举例。
想象一下，建筑就像是一个巨大的秋千，在风或者地震的作用下开始摇晃。
这时候，阻尼器就像一个小的、可以调整频率的秋千挂在大秋千（建筑）上。
当建筑开始振动的时候，阻尼器因为自身的质量和弹性系统，它有自己的振动频率。
如果这个频率调整得合适的话，它就会和建筑的振动产生一种相互作用。
就好像两个人在不同的秋千上荡，当他们荡的节奏合适的时候，就会互相影响。
建筑振动把能量传递给阻尼器，阻尼器通过自身的运动（比如内部的活塞运动或者摆锤的摆动），把这些能量转化成热能或者其他形式的能量消耗掉，从而减少建筑的振动幅度。
苏通长江大桥限位阻尼器的设计和测试
苏通长江大桥限位阻尼器的设计和测试
陈永祁;马良喆
【期刊名称】《现代交通技术》
【年(卷),期】2008(005)004
【摘要】首先介绍了苏通长江大桥使用的特大阻尼器的设计、研究和生产制造过程,接着详细介绍了该特大阻尼器的静压测试、满冲程测试、慢速压力测试、限位装置测试、频率反应测试和抗风疲劳测试等8项测试.分析和试验都证明了苏通大桥的主桥减振限位阻尼器设计理念先进、测试和鉴定严格,阻尼器在未来的大桥性能预估中表现完好.
【总页数】5页(P20-24)
【作者】陈永祁;马良喆
【作者单位】北京奇太振控科技发展有限公司,北京,100037;北京奇太振控科技发展有限公司,北京,100037
【正文语种】中文
【中图分类】U448.27
【相关文献】
1.苏通长江大桥主墩钢套箱平台设计施工 [J], 严丽
2.苏通长江大桥4号主墩钢吊箱设计 [J], 周玉娟;曾健;彭强
3.苏通长江大桥C1标过渡墩承台大体积混凝土温控设计 [J], 王德港
4.苏通长江大桥CI标施工用电设计 [J], 皮春明;周志鹏
5.苏通长江大桥CI标施工用电设计 [J], 皮春明;周志鹏
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钢箱梁桥中质量调谐阻尼器的性能分析
主桥
调谐频率为0.50Hz（主桥一阶:0.53Hz）
阻尼比为10.5％～11％。
效果如何？
三.健康监测系统
崇启大桥在建成后即安装了健康监测系 统，监测内容包括风速、振动、温度、 梁端位移、挠度等。 安装TMD后，又在TMD上加装了竖向
加速度和位移计。
1. 风速仪；2. 加速度计。
四.台风作用下TMD抑振作用分析
1、3、4号TMD阻尼器起到了作用。 2号TMD保持与梁相近加速度，没有明显作用。 本部分分析了TMD的效果，并提出了抑振效果 的量化指标，有利于评价阻尼器的效应。
五. 总结与展望
通过对崇启大桥监测数据分析，完成的工作如下。 1）对车辆荷载作用和风荷载作用进行了分离； 2）对风荷载作用下TMD的抑制振动效果进行了分析；提出了抑振效果的
汇报人：孙震 苏交科集团股份有限公司
1. 背景
2. 崇启大桥TMD的应用
【汇报提纲】
3. 健康监测系统
4. 台风作用下监测数据分析 5. 总结与展望
一.背景
灌河大桥
淮安大桥
江苏省内共有10多座大跨度索 承桥梁，还有三座在建。而这 些跨度较大的重要桥梁一般都 安装了健康监测系统。
南京二桥 南京四桥
多多罗桥斜拉索振动
人群步行导致桥面振动
日本彩虹桥钢桥塔振动
桥梁垮塌案例
风
车辆
地震
一.背景
桥梁振动对策: 改善截面
明石海峡钢塔截面
桁架主梁中间稳定板
钢箱梁气流控制板
各类阻尼器
TMD阻尼器控制箱梁振动
箱梁端部阻尼器
二. 崇启大桥TMD的应用
崇启大桥
• 六跨钢箱梁连续梁桥，2011年12 月通车。 • 桥跨布置为 102m+4*185m+102m=944m
苏通大桥抗震.
基本方案的动力特性
振型阶数 7 8 9 10 16 27 频率(Hz) 0.3819 0.4258 0.4281 0.4291 0.5406 0.7804 振型特征 反对称竖弯 竖弯 塔同向侧弯 塔反向侧弯 一阶对称扭转 一阶反对称扭转
同济大学土木工程国家防灾重点实验室
2002. 上海
苏通长江公路大桥结构抗震性能研究报告
1.5 1 0.5 0 0
1.25 2
4
6
8 Ü Æ Ö Ú (s)
10
12
14
同济大学土木工程国家防灾重点实验室
2002. 上海
苏通长江公路大桥结构抗震性能研究报告
3.1.4 三种桥塔方案斜拉桥的抗震性能分析
三种桥塔方案斜拉桥的计算模型的不同之处：
主塔形式(倒Y型、钻石型、A型) 主塔截面尺寸稍有不同
同济大学土木工程国家防灾重点实验室
2002. 上海
苏通长江公路大桥结构抗震性能研究报告
3.1.7 钢－混凝土混合式斜拉桥和全钢斜拉桥方案 抗震性能比较 混合式斜拉桥方案：
桥跨布置：110.+300.+1088.+300.+110.m，桥面宽度39.8m。
地震反应 主塔：两种斜拉桥方案差别较小 边墩：混合式斜拉桥方案比全钢方案大很多
适当增加下横梁的截面高度，对改善主塔的抗震性能是有利的
同济大学土木工程国家防灾重点实验室 2002. 上海
苏通长江公路大桥结构抗震性能研究报告
3.1.6 边跨主梁压重或设置预应力束对桥梁抗震性能的影响
主跨的动力特性： 边跨压重方案和预应力束方案差别较小。 地震反应： 主塔反应：两种方案的差别很小； 边墩反应：对弯矩，两种方案的幼劣不明显； 对轴力，预应力束方案较有利
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HITEC 对比试验
每个公司提供测试的5个阻尼器样品
测试项 阻尼力（DCC） 运动等级 设计位移 （CDD）
TA1
TA2 TA3 TA4 TA5
150（668KN）
2.0（＋/-1.0）in
152.4mm
228.6mm 228.6mm 228.6mm 304.8mm
500（2227KN） 3.0（＋/-1.5）in 500（2227KN） 3.0（＋/-1.5）in 500（2227KN） 3.0（＋/-1.5）in 750（3340KN） 4.0（＋/-2.0）in
健康监测系统框图
健康监测记录到的地震加速度
乔治华盛顿大桥
Maysville斜拉桥
乔治亚州 Sidney Lanier 桥
旧金山海湾悬索大桥
Taiwan High Speed Railway Section C270
江阴长江大桥
“伸缩缝的滑块发生过脱落，有的横梁下底面， 不锈钢板被挤出，有的部位缝隙最大开口达8.1cm， 因伸缩缝开口过大，密封橡皮被拉裂， 伸缩缝工作很不正常，严重影响了伸缩缝隙的使用寿命， 不利于桥梁的安全运行”
苏通大桥阻尼器的主要检测设备
Testing Specimen
Menu . . .
Taylor Devices
对公路、桥梁带来毁灭的1989旧金山地震
台湾921地震高速公路的惨状
结构保护系统的其它装置
最受工程师们肯定地结构保护系统之一 产品的可靠性、耐久性、隔震能力和经 济性上均优于类似系统
1955年成立,成功发展了五十年
最高科技水平的结晶
从宇航飞船、军事到 大型建筑结构、大型桥梁的应用
泰勒公司阻尼器的技术关键
1． 2． 3． 4． 内置高质量、性能稳定、特制硅油 高度密封 ,绝对不漏油，无须储油库 高精度的加工，精确的参数 非线形指数：可以在0.3-1.0间选择
阻尼器的发展过程
南京三桥引桥安装54个阻尼器
吉林省松原松花江桥将安置16个锁定装置
西堠门大桥阻尼器
C＝5000kN(s/m)0.8
2003年1月21日墨西哥地震
• 7.6 级地震
• 引起墨西哥城大面积振动
• 2,700 个结构倒塌或严重破坏
• 13,000 座结构遭到破坏
阻尼器 - 减振器 - 吸能器
运动方程 MX + CX + KX + CXD = - MXg
..
.
.
..
能量方程
EK + E D + E S + E P = E I 反应谱
液体粘滞阻尼器
F = C Vα
苏通大桥阻尼器的生产工厂 － 美国泰勒公司
坐落在美国纽约州尼亚加拉大瀑布附近
纳斯达克股票公开上市的公司 大型结构振动控制的专业公司 强大的科技队伍 不断推陈出新
7、地震记录输入分析
HITEC 对比试验 美国高速公路创新技术评估中心
1，基准表现，10个循环平均值，2.0秒周期。 2，不同试验频率下阻尼器特性 3，疲劳和磨损 10,000次循环阻尼器无明显变化及破损。 4，环境测试，耐盐试验 1000小时 5，温度变化下的阻尼器参数变化，在-40℃到48℃ 6，持久性试验，最大设计位移下作20个循环 7，极限表现测试，超载到二倍
3750
0.58 3025 ±750 10小时232mm <3025×5%=151 ±100 6580/10000 2
静力限位 参数
额定限位行程(mm) 静力限位力(KN)
阻尼系统正常使用极限状态安全系数
限位系统正常使用极限状态安全系数
阻尼器水平转动（度）
1．5
2
外置限位器
苏通大桥加限位阻尼器
CV F 0 Flim
• 安装了泰勒公司阻尼器的Torre市长大厦在 震后观测中显示没有任何破坏
“卡特里娜”飓风下的阻尼 器
35年保证期
1。各种长期试验 2。1955年成立1963开始生产液体弹簧，阻 尼器,没有漏油。 3。六十年代的试验品在Buffalo。 4。从六十年代起上百万的产品不漏油。 5。 到2005年，170个工程，近50个桥梁
产品的出厂检验测试
原型阻尼器的质量预检试验
1) 不同频率下阻尼器反应性能
三个最大位移的循环试验， 频率：0.05Hz、0.5Hz、1.0Hz、2.0Hz 每个循环下阻尼器力和速度对应曲线。
2）抗动风荷载下的能力试验
50000次循环位移±5mm、速度≥ 2mm/s 第 2个循环与49998次循环的力-位移滞回曲线对比 变化应小于15%
苏通大桥世界首创限位阻尼器的设计
带限位阻尼器的概念设计，计算分析： 中交公路规划设计院 同济大学建筑设计研究院桥梁工程 设计分院
阻尼器生产设计：美国泰勒公司
苏通大桥
分类
名称 阻尼力与速度函数 速度指数
阻尼限位装置 F=CVα 0.4
阻尼系数C(kN/(m/s)0.4)
动力 阻尼 参数 最大反应速度(m/s) 阻尼力(KN) 最大冲程(mm) 慢速测试：温度变形速度 温度变形最大约束力(kN)
美国国家试验 室
日本 Oiles 公司
美国Taylor Device
HITEC Test Report
xxxx
xxxxx
Menu . . .
两次对比检验鉴定报告
美国科学基金会（NSF）组织的旧 金山金门大桥工程的对比检验 鉴定报告
美国高速公路创新技术评估中心 大型集中对比试验(HITEC) 鉴定报告
美国两次鉴定的特点和结论
1. 精选的厂家， 硅油，速度指数可变
2. 原型测试
3. 第三方客观测试，客观写报告
4. 对美国规范和工程选用起了重要指导作 用 5. 泰勒公司的阻尼器实际上是唯一通过鉴 定要求的阻尼器
无损监测
西雅图棒球场上9米阻尼器
世界最长的阻尼器
位移传感器
加速度传感器
现场转换，传递控制盘
及10 MN 限位弹簧验收试验计划 泰勒公司号码：67DP-17621-01
Acceptance Damper Test Plan For 3025 kN Fluid Viscous Damper With 10 MN Spring For Sutong Bridge Taylor Devices Part Number: 67DP-17621-01
NCREE台灣國家地震中心 擬動態試驗系統 鋼結構地震模擬測試中
Taylor Devices 阻尼器
金门大桥工程的对比检验
美国科学基金会(NSF)组织
1、阻尼器力学滞回曲线要求符合公式
F＝75 kip sec1/2/in1/2 V 内
½，
误差在 15 ％以
2、最大承受力和耗能效率
3、耐温试验，不同温度下曲线的测定 4、抗老化试验，1800次往复，抗疲劳能力 5、抗磨损能力，防漏油能力 6、耐腐蚀抗老化材料
高架桥 1，Bolu， 土耳其，跨欧洲高速公路
高架桥使用的隔震支座
“卡特里娜”飓风下的阻尼 器
谢谢！
美国泰勒公司 美国地震保护系统公司 北京蓝湖机电有限公司 北京奇太振控科技发展有限公司
Benicia-Martinez大桥，加利福尼亚州
应用世界最大的隔震支座
Benicia-Martinez大桥使用的隔震支座
Benicia-Martinez大桥隔震支座的凹面盘和滑块
IMPLEMENTATION OF SEISMIC 土耳其大桥 ISOLATORS IN BRIDGES
BOLU VIADUCT, TURKEY 2.3 km LONG DAMAGED IN DUCZE EARTHQUAKE OF NOV. 1999 CROSSED BY ANATOLIAN FAULT BEARING DISPL. CAPACITY 210 mm REQUIRED CAPACITY PER AASHTO OVER 800 mm DEMAND IN EARTHQUAKE 1400mm
•而安置在结构系统上的“特殊”构件 可以提供运动的阻力，耗能减振的装置。 •符合国际设计规范的阻尼器的完整概 念。
满足美国设计要求的液体粘滞阻尼器
满足AASHTO阻尼器的材料要求,精密加工
在各种环境下满足设计计算要求的定量产品 经过严格的预检测鉴定，动力测试，证明在 各种使用环境,稳定、耐久、可靠 SAP2000等计算机程序能成功的分析
最大冲程±800mm 全长5842mm; 最大直径915mm；重量8吨 世界首创带限位的阻尼器
世界首次在桥梁阻尼器上加设健康监测系统
世界最完整的单项工程阻尼器测试计划
苏通大桥阻尼器的测试验收
阻尼器检测验收的设计要求
美国AASHTO规范和ASCE—07 规范中
阻尼器的预检测 阻尼装置的原型测试
阻尼器的出厂检验
检测静压力试验，200％设计压力 阻尼器冲程检验 ± 750 mm 慢速压力检验 < 151kN 限位检验，超冲程后± 100mm 位移，10MN 阻尼器在最大速度50%，75%和100%时 F=3750 kN / (m/sec)^.4 温度反应试验
苏通桥3025 Kn 液体粘滞阻尼器
D Dmax D Dmax
带限位的阻尼器
阻尼器的限位装置
非线性钢板和氨基酸脂复合弹簧 （steel plates and Urethane/elastomer pads ）
非线性的限位弹簧优于线性弹簧
带限位阻尼器的模型
带限位阻尼器的模型
苏通大桥世界首创限位阻尼器
加限位装置后阻尼器受力达1000吨
摩擦摆隔震支座
不锈钢凹盘盘面
容腔盘