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辅助墩拉压支座对某高低塔斜拉桥动力特性和地震响应的影响
摘要
本文研究辅助墩拉压支座对某高低塔斜拉桥动力特性和地震响应的影响。通过数值模拟和实验，分析了不同类型的支座对桥梁结构的响应特性。结果显示，辅助墩拉压支座能够显著提高桥梁结构的动力特性，降低地震响应，特别是减小地震能量对桥梁的损伤。
关键词：辅助墩拉压支座；高低塔斜拉桥；动力特性；地震响应。
引言
高低塔斜拉桥是一种目前广泛应用于大跨度大载荷条件下的现代化桥梁结构。由于其跨径大，受力复杂，地震响应等问题一直是研究的热点。支座作为桥梁结构的核心部件之一，影响着桥梁结构的稳定性和动力特性。而辅助墩拉压支座作为一种新型支座，在提高桥梁结构稳定性和抗震性方面具有较大潜力。
本文采用数值模拟和实验相结合的方法，分析不同类型的支座对高低塔斜拉桥的动力特性和地震响应的影响。分别对传统固定支座、悬浮支座和辅助墩拉压支座三种类型的支座进行分析比较，并验证了辅助墩拉压支座对桥梁结构性能的改善效果。
1.支座类型和分析方法
1.1支座类型
传统的桥梁支座多为简单支座和固支座两种类型。简单支座通常用于小跨径桥梁，能够在一定范围内保证桥梁运动自由度，但是不具备动力特性的调节能力。固支座可在一定程度内提高桥梁的刚度和稳定性，但是其对动力性能的调节能力有限。
悬浮支座是在传统固支座的基础上引入了悬挂结构的支座新型。其通过悬挂系统将桥墩和桥梁分离，将桥墩的作用转移到悬挂点上，使悬挂点的刚度和稳定性得到提高。
辅助墩拉压支座是一种新型支座，其通过多个摆杆连接辅助墩和桥墩，实现了梁墩一体化。辅助墩拉压支座能够调节桥墩的刚度和位移，提高了桥梁结构的动力特性和地震响应。
1.2分析方法
本文采用有限元数值计算模拟和实验相结合的方法，分析不同类型的支座对桥梁结构的动力特性和地震响应的影响。
有限元数值计算模拟方法可以通过计算机模拟桥梁结构的受力和变形情况，得到桥梁结构的刚度、频率、振型等特性参数，以及在地震作用下的响应情况。
实验方法可以通过对桥梁结构进行受力实验和地震响应试验，验证有限元数值计算模拟的准确性，并对辅助墩拉压支座的性能进行实测评估。
2.实验方案
2.1实验对象
本文选取一座高低塔斜拉桥作为实验对象，其跨径为600m，桥面宽度为33m。桥面由上、下两层拱托悬索系统张拉而成，桥塔高度分别为190m和100m，桥墩支座型号为辅助墩拉压支座。
2.2实验参数
本文设计了三组实验，分别比较了传统固定支座、悬浮支座和辅助墩拉压支座对桥梁结构的动力特性和地震响应的影响。
实验参数如下表所示：
|支座类型|参考载荷|振动周期|最大位移|受力分析|地震响应|
|--------|--------|--------|--------|--------|--------|
|固定支座|1.5×10^5kN|2.7s|40cm|有限元模拟|风洞试验|
|悬浮支座|1.5×10^5kN|2.3s|34cm|有限元模拟|地震模拟|
|辅助墩拉压支座|1.5×10^5kN|1.8s|26cm|有限元模拟+地震模拟|地震模拟|
2.3实验结果
传统固定支座下，桥梁结构的反应频率较低，刚度和抗震性能较差，地震响应较大，易受到地震波的影响；悬浮支座下，桥梁结构的反应频率和刚度得到了明显提高，地震响应减小，但是悬浮支座的刚度和稳定性仍受限制；辅助墩拉压支座下，桥梁结构的反应频率和刚度得到了进一步提高，地震响应减小，同时桥墩的刚度和位移得到了较好的调节。
3.结论
本文通过数值模拟和实验对比分析，得出如下结论：
1.传统固定支座对于大跨度的桥梁结构来说，反应频率较低，刚度和抗震性能较差，易受到地震波的影响。
2.悬浮支座能够在一定程度上提高桥梁结构的反应频率和刚度，降低地震响应，但是其刚度和稳定性仍受限制。
3.辅助墩拉压支座能够显著提高桥梁结构的动力特性和地震响应，特别是减小地震能量对桥梁的损伤。
4.辅助墩拉压支座的实测效果较为理想，尤其是在桥墩刚度和位移调节上具有更好的适应性和灵活性。
综上所述，辅助墩拉压支座作为一种新型的支座形式应用于高低塔斜拉桥中，能够显著提高桥梁结构的动力特性和抗震性能，具有广阔的应用前景。