具有抑制纵向地震响应的多塔斜拉桥支承体系及工作方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103422422A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103422422103422422A(43)申请公布日2013.12.04(21)申请号201310388569.5(22)申请日2013.08.30(71)申请人东南大学地址211103江苏省南京市江宁区润发路5号(72)发明人丁幼亮耿方方葛文浩宋永生(74)专利代理机构南京瑞弘专利商标事务所(普通合伙)32249代理人杨晓玲(51)Int.Cl.E01D11/04(2006.01)E01D21/00(2006.01)权权利要求书2页利要求书2页说明书6页说明书6页附图1页附图1页(54)发明名称具有抑制纵向地震响应的多塔斜拉桥支承体系及工作方法(57)摘要本发明公开了一种具有抑制纵向地震响应的多塔斜拉桥支承体系，该支承体系包括主梁、桥墩和桥塔，主梁两端连接在桥墩上，桥塔通过斜拉索与主梁连接，所述的桥塔的数量为n个，m个桥塔分别与主梁纵向约束，其余n-m个桥塔与主梁无纵向约束关系，与主梁纵向无约束的桥塔和主梁连接处设置第一流体阻尼器，且每个桥墩与主梁连接处设置第二流体阻尼器，第一流体阻尼器和第二流体阻尼器均沿纵向布置，n和m均为整数，且n≥3，1＜m＜n。该支承体系可以对多塔斜拉桥纵向部分约束体系因地震作用引起的主梁和桥塔纵向地震响应具有良好的制振效果。同时，还提供该支承体系的工作方法，该工作方法简单，且具有良好的制振效果。CN103422422ACN10342ACN103422422A权利要求书1/2页1.一种具有抑制纵向地震响应的多塔斜拉桥支承体系，该支承体系包括主梁、桥墩和桥塔，主梁两端连接在桥墩上，桥塔通过斜拉索与主梁连接，其特征在于：所述的桥塔的数量为n个，m个桥塔分别与主梁纵向约束，其余n-m个桥塔与主梁无纵向约束关系，与主梁纵向无约束的桥塔和主梁连接处设置第一流体阻尼器，且每个桥墩与主梁连接处设置第二流体阻尼器，第一流体阻尼器和第二流体阻尼器均沿纵向布置，n和m均为整数，且n≥3，1＜m＜n。2.如权利要求1所述的具有抑制纵向地震响应的多塔斜拉桥支承体系，其特征在于：所述的第一流体阻尼器的一端与桥塔连接，第一流体阻尼器的另一端与主梁连接，第一流体阻尼器沿纵向布置。3.如权利要求1所述的具有抑制纵向地震响应的多塔斜拉桥支承体系，其特征在于：所述的第二流体阻尼器的一端与桥墩连接，第二流体阻尼器的另一端与主梁连接，第二流体阻尼器沿纵向布置。4.一种如权利要求1所述的具有抑制纵向地震响应的多塔斜拉桥支承体系的工作方法，其特征在于，该工作方法包括以下过程：首先在与主梁纵向无约束的桥塔和主梁连接处纵向设置第一流体阻尼器，然后在每个桥墩与主梁连接处纵向设置第二流体阻尼器，当发生地震时，通过第一流体阻尼器抑制因地震作用引起的桥塔纵向内力响应，增大桥墩与主梁间的纵向相对位移响应，通过第二流体阻尼器抑制桥墩与主梁间的纵向相对位移响应，实现对多塔斜拉桥纵向部分约束体系因地震作用引起的主梁和桥塔纵向地震响应的抑制。5.如权利要求4所述的具有抑制纵向地震响应的多塔斜拉桥支承体系的工作方法，其特征在于，所述的第一流体阻尼器的性能参数包括第一阻尼系数c1和第一阻尼指数α1，由以下步骤确定：步骤501）建立多塔斜拉桥有限元分析模型：在有限元分析模型中，对设有n个桥塔的斜拉桥，其中m个桥塔与主梁纵向约束，其余桥塔与主梁纵向无约束，且所有桥墩与主梁纵向无约束；步骤502）对不设置流体阻尼器的多塔斜拉桥有限元模型在地震作用下，测算所有桥塔的塔底纵向弯矩最大值之和M0，以及所有桥墩与主梁的纵向相对位移最大值之和D0；步骤503）在步骤501）建立的多塔斜拉桥有限元模型中，在与主梁纵向无约束的桥塔和主梁连接处纵向设置第一流体阻尼器，第一流体阻尼器选取不同的阻尼系数和阻尼指数的值，在此基础上测算多塔斜拉桥有限元模型在地震作用下的所有桥塔的塔底纵向弯矩最大值之和M1，以及所有桥墩与主梁的纵向相对位移最大值之和D1；步骤504）测算塔底纵向弯矩的减振率β1，β1=（M0-M1）/M0×100%；步骤505）绘制第一流体阻尼器选取不同阻尼系数和阻尼指数时的减振率β1图，根据减振率β1图，确定最大减振率对应的阻尼系数为第一阻尼系数c1，最大减振率对应的阻尼指数为第一阻尼指数α1。6.如权利要求5所述的具有抑制纵向地震响应的多塔斜拉桥支承体系的工作方法，其特征在于，所述的第二流体阻尼器的性能参数包括第二阻尼系数c2和第二阻尼指数α2，第二阻尼系数c2和第二阻尼指数α2由以下步骤确定：步骤601）建立多塔斜拉桥有限元分析模型：在该模型中，与主梁纵向无约束的桥塔和主梁连接处纵向设置第一流体阻尼器，所有桥墩与主梁联结处纵向设置第二流体阻尼器；