三维地震动作用下曲线连续梁桥减震控制研究

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中 图 分 类 号 ：Ｕ ４ ＋． ４１ ３ 文 献标 识 码 ：Ａ
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快 速路 的交通 中 断 ， 重 时 可 以导 致 整 个 交 通 网络 瘫 严
研究 ， 形成 了较 为有 效 的计 算 方法 ， 对 于 曲线 桥 的地 而 震 反应 特 性 ， 别 是 其 抗 震 减 震 方 法 ， 究 则 相 对 较 特 研 少 。 由于 曲线 桥 梁 的 平 面 弯 曲特 性 ， 一 方 向 的地 震 单
ｃ ｎ ｒ ｌａ ｄ ｓ ｍｉａ ｔｖ ｏ ｔｏ ｖ ｏ ｏ ｖ ｏ ｄ ａ ｔ ｇ ｏ ｔｏ ｎ ｅ — ｃｉ ｅ ｃ ｎ ｒ ｌｈａ ｅ ｎ ｂ ｉｕｓ ａ ｖ ｎ ａ ｅ，ａ ｄ ｔ ｓ ｉｅ ｃ ｎ ｒ ｌｗｉ ＩＣ ＵＳ ｄ ｍｐ ｒ ａ ｅ ｗｉ ｅｙ ｎ ｈｅ ｐａ ｓｖ ｏ ｔｏ ｔ ＶＳ Ｏ ａ ｅ ｓ ｃ ｎ ｂ ｄ ｌ ｈ ａ ｐｌ ｄ ｉ ｃ ｕ ｌｓ ｉｍｉ ｅ ｉｎ ｏ ｕ ｖ ｄ ｇｒ ｅ ｒｄ ｅ ｐ ｉ ｎ ａ ｔ ａ ｅ ｓ ｃ ｄ ｓｇ ｆａ ｃ ｒ ｅ ｉｄ ｒ ｂ ｉｇ ． ｅ Ｋｅ ｒ ｙ ｗｏ ｄｓ： ｃ ｒ ｅ ｏ ｔ ｕｏ ｉｄ ｒｂ ｉｇ ｕ ｄ ｃ ｎ ｉ ｕｓｇｒ ｅ ｒｄ ｅ；ｖｓ ｏ ｓ ｄ ｍｐ ｒ ｖ ｎ ｉｃ ｕ ａ ｅ ；３一 ｇ ｏ ｎ ｔｏ Ｄ ｒ ｕ ｄ ｍｏｉ ｎ；ｓ ｉｍｉ ｔｇ ｔｏ ｆ ｃｉ ｅ ｅ ｓ ｅｓ ｃ ｍｉ ａｉｎ ｅｆ ｔｖ ｎ ｓ ｉ ｅ
摘 要 ：为了减少双支承曲线梁桥的地震破坏效应， 提出了利用液体粘滞阻尼器进行曲线梁桥减震控制的方法，
建立 曲线连续 梁桥 的空间有 限元模型和动力仿 真模 型 ， 在桥梁 墩台活动 支座部位设 置切 向和径 向液体粘滞 减震装置 ， 输 入三维地震 动计算 分析 了桥梁主动控制 、 半主动控制和被动控 制三种 减震方法 的减震效果 。结果 表 明， 曲线梁桥 的地 震 反应表现 出显著 的纵桥 向与横桥 向的耦合特性 ， 在减震控制计算 时必须 同时输入 三维地震 动并 设置纵横 向减震装置。粘
立交 枢纽 工 程 是 交 通 网络 中的 “ 通 阀 ” 如 果 在 流 ，
较大 扭矩 和翘 曲双 力矩 的作 用 。对 于 曲线 桥在 恒 载 及 活载作 用 下 的静 力 特 性 ，国 内外 已进 行 了广 泛 深 入 的
地 震 中倒 塌 ， 但 直 接 使 两 条 交 叉 的 高速 公 路 或 城 市 不
维 运动 ， 严格 说来 有 六 个 分 量 ， 三个 平 动 分 量 （ 即 包括 两 个水平 分量 和一 个竖 直分量 ） 和三个 转 动分 量 （ 括 包 两 个摇 摆分 量和 一个扭 转 分量 ） 。 因此 ， 于 曲线 梁 对
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收稿 日期 ：２ １ ０ ０ １— １一ｌ 修 改稿收到 日期 ：０ １—０ ８ ２１ ６—１ ６ 第一作者 亓兴军 男 ， 博士 ， 副教授 ，９４年生 １７ 通讯作者 申永 刚 男 ， 博士 ，９４年生 １７
线 桥梁 等平 面 规 则 结 构 ， 横 桥 向或 纵 桥 向 的地 震 动 在
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输 入 只会在 相 应 方 向上 产 生 结 构 振 动 ， 对 于 曲线 桥 而
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梁 来说 ， 其平 面不 规 则 性 可 能 会 导 致 桥 梁 地 震 反 应 的
１０ ２
振 动 与 冲 击
２１ ０ ２年第 ３ １卷
弯扭耦 合效 应 ， 且 这种 耦合 效 应 是无 法 单 独分 离 的 ， 并 需 要从 地震 动输 入方 面 进行 综 合 地计 算 分 析 。理论 研 究 和震害 经 验都 表 明 ， 震 时 的地 面 运 动 是 复 杂 的多 地
滞阻尼器能够控制 曲线 梁桥 内外墩的 内力趋于接近 ， 三种减震控制方法均能有效地减小 曲线梁桥 的梁端 位移 和固定墩 墩
底 内力 ， 且三 种方法的减震效果和地震反应 时程的差别 均相对较小 ， 主动控制和半主动控制没有表现出 明显 的优越性 ， 建 议 在实际 曲线梁桥 的抗震减震设计 中应用粘滞阻尼器被动控制 。 关键词 ：曲线连续梁桥 ； 粘滞阻尼器 ； 三维地震 动 ； 减震 效果
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Ｖ０ ＿ １ Ｉ３ Ｎｏ ６ ０ ２ ． ２ １
第３ １卷第 ６期
Ｊ ＯＵＲＮＡＬ Ｂ ０Ｆ ＶＩ ＲＡＴ ＯＮ ＡＮＤ ＨＯＣＫ Ｉ Ｓ
三 维 地 震 动 作 用 下 曲线 连 续 梁 桥 减 震 控 制 研 究
亓兴 军 ，申永 刚
（． １ 山东建筑大学 土木 工程学院 ， 济南 ２ ００ ；． ５ １ １２ 浙江大学 土木工程学系 ， 杭州 ３０ ２ ） １０ ７
基金项 目：国家 自然科学基金项 目（ ０ ０ １５） 山东省 交通科技计 划项 ５９８３ ；
目 （０ ９ １ ２ ０ Ｙ ０）
水 平 面 内作 用 于桥梁 的水 平 地 震作 用 可 分解 为 一 个 主
要 的地 震波 和 另 一 个 与 之 垂 直 的 次要 地 震 波 ， 于 直 对
动输入 可 能会 忽 略 曲线 梁 桥 地 震 反 应 的重 要 特 性 ， 在
痪 。城 市 高架 桥 和立交 桥 由于 功能 的要 求 和地 形 条 件 的限 制 ， 多采 用 曲线梁 桥 和异 性 变 宽 桥 ， 这些 桥 梁 线 型 变 化 多端 ， 构 受 力 复 杂 ， 承 受 弯 矩 和 剪 力 外 ， 有 结 除 还
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