液体黏滞阻尼器在乌锡线黄河特大桥中的应用研究

液体黏滞阻尼器在乌锡线黄河特大桥中的应用研究

刘红绪

【摘要】The type of bridge structure for the main bridge of Yellow River extra-long bridge on Wu-Xi railway is a large cross-span continuous beam bridge with huge mass superstructure. The seismic fortification is the key technology of this project. In this paper, a spatial finite element model is built with Midas/civil and three seismic waves suitable for site grade and seismic characteristics of bridge site are selected. The anti-seismic effect of the fluid viscous damper device installed between the non-fixed pier and the main beam is calculated with nonlinear time history analysis method. By setting up fluid viscous damper between the non-fixed pier and the main girder, the non-fixed pier is effectively coordinated under the dynamic action, and the seismic force of the fixed pier is reduced. The seismic fortification standard of the main bridge is effectively improved.%乌锡铁路黄河特大桥主桥的桥式方案为长联大跨混凝土连续箱梁结构，梁部质量巨大，主桥的地震设防为本项目技术关键。利用Midas/civil建立空间有限元模型，选用适合桥址处场地等级及地震特性的3条地震波，采用非线性时程分析方法检算在活动墩与主梁之间设置液体黏滞阻尼器装置的抗震效果。结论为：在活动墩与主梁之间设置液体黏滞阻尼器装置，有效协调各活动墩在动力作用下的参与工作，降低固定主墩地震力，有效提高主桥的地震设防标准。

【期刊名称】《铁道标准设计》

【年(卷),期】2016(000)001

【总页数】5页(P79-82,83)

【关键词】铁路桥梁;长联大跨连续梁;液体黏滞阻尼器;地震波;非线性分析

【作者】刘红绪

【作者单位】中铁第一勘察设计院集团有限公司，西安 710043

【正文语种】中文

【中图分类】U443.5

乌锡铁路位于内蒙古自治区鄂尔多斯市和巴彦淖尔市境内，主要以开发鄂尔多斯地区煤炭资源、集煤外运为目的，是"十一五"铁路网规划连接我国内蒙中东部的新通路，正线全长约90.9 km。

乌锡线黄河特大桥位于黄河三湖河口至昭君坟段，河道属游荡性河道向弯曲性河道的过渡段，河宽约3 500 m，主槽平均宽约700 m，河床比降0.12‰～0.15‰，百年一遇设计洪峰流量6 460 m3/s，Ⅳ级通航，设计通航流量4 520 m3/s，三

湖河口～昭君坟段河床年平均淤积厚度约0.042 m。黄河特大桥自北向南穿越乌

拉山前倾平原区和鄂尔多斯台地，是新建乌锡铁路的控制性工程，全长9 303.68 m，总投资5.7亿元，232个墩(台)，是国内目前跨越黄河的最长单线铁路桥。其

主桥采用(64+7×108+64) m+(64+5×108+64) m两联预应力混凝土连续箱梁，长1 555.6 m，桥高约24 m，位于直线上。

(1)铁路等级：国铁Ⅰ级；

(2)正线数目：单线；

(3)设计荷载：中-活载；

(4)主梁结构按100年使用年限进行设计；

(5)地震动峰值加速度：0.15g(相当于地震基本烈度7度)，动反应谱特征周期为

0.40 s；

(6)土壤最大冻结深度：1.11 m。

乌锡铁路黄河特大桥主桥(64+7×108+64) m+(64+5×108+64) m两联预应力混凝土连续箱梁，采用单箱单室箱梁变高截面；支点处梁高8.4 m，跨中合龙段及边跨直线段梁高4.8 m。箱梁底曲线线型按y=0.003 148 88X1.8抛物线变化。箱梁顶宽7.0 m，底宽5.8 m；腹板厚度由中支点处120 cm变至跨中及边跨直线段

40 cm；底板由箱梁中支点处厚130 cm变至跨中及边跨直线段厚40 cm；顶板

厚40 cm，其中箱梁中支点处加厚至120 cm。梁体设计为纵、竖双向预应力体系，纵向按全预应力构件设计；纵向预应力筋采用钢绞线，竖向采用预应力混凝土用PSB830螺纹钢筋。悬臂灌注法施工，单侧13节悬臂灌注梁段，边跨现浇段9.75 m。箱梁截面参见图1。

主桥桥墩采用圆端形实体墩。固定主墩墩颈尺寸4.6 m×6.7 m(纵×横)，墩身坡率20∶1，基础采用16根φ180 cm钻孔灌注桩；活动主墩墩颈尺寸4.0 m×6.5

m(纵×横)，墩身坡率40∶1，基础采用16根φ150 cm钻孔灌注桩。

乌锡铁路黄河特大桥主桥系长联大跨混凝土连续箱梁结构，梁部质量巨大，最大联长分别达885.5 m，梁体重约326 900 kN，桥高约24 m，桥墩高度矮，刚度大，又位于7度地震区，为确保结构安全合理，主桥连续梁桥纵向按罕遇地震分析检算。故主桥的地震设防为本项目技术关键。

以(64+7×108+64) m连续梁为例，如按常规方法设计，全联纵向设置单固定主墩，主桥梁部水平地震力通过固定支座传递于固定主墩。采用反应谱法分析，按多遇地震(重要性系数1.5)[1]的设防标准进行计算，墩身内力及桩顶外力计算结果见表1。

经过检算，固定主墩墩底截面需要布设φ28 mm的HRB335钢筋约350根，桩