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大跨径钢管混凝土拱桥减震控制装置参数的研究
摘要
本文研究了大跨径钢管混凝土拱桥减震控制装置的参数选取。首先，介绍了大跨径钢管混凝土拱桥的结构特点和地震灾害带来的危害。然后，通过分析国内外文献，总结了目前常用的减震控制方法和装置。最后，针对大跨径钢管混凝土拱桥，探讨了减震控制装置的参数选取，包括阻尼比、质量比、控制参数等。综合比较了各个参数对拱桥的结构响应、动态特性、减震效果的影响，确定了最佳参数组合。
关键词：大跨径钢管混凝土拱桥；减震控制装置；参数选取；阻尼比；质量比；控制参数
Abstract
Thispaperstudiestheselectionofparametersfortheseismiccontroldeviceofalargespansteeltubeconcretearchbridge.Firstly,thestructuralcharacteristicsofthelargespansteeltubeconcretearchbridgeandthehazardsofseismicdisastersareintroduced.Then,throughtheanalysisofdomesticandforeignliterature,thecommonlyusedseismiccontrolmethodsanddevicesaresummarized.Finally,forthelargespansteeltubeconcretearchbridge,theselectionofparametersfortheseismiccontroldeviceisdiscussed,includingdampingratio,massratio,controlparameters,etc.Theinfluenceofeachparameteronthestructuralresponse,dynamiccharacteristics,andseismicreductioneffectofthearchbridgeiscomprehensivelycompared,andthebestparametercombinationisdetermined.
Keywords:Largespansteeltubeconcretearchbridge;seismiccontroldevice;parameterselection;dampingratio;massratio;controlparameters
一、引言
大跨径钢管混凝土拱桥是一种新型的桥梁结构，具有结构轻巧、成型性能好、施工周期短等优点。但同样也面临着地震带来的极大威胁，因此要对拱桥进行抗震设计。在抗震设计中，减震控制装置是一种常用的手段，能有效降低地震对拱桥结构的破坏。
减震控制装置的参数选取对于减震控制效果具有重要影响。亟需探索出适合大跨径钢管混凝土拱桥的减震控制装置参数选取方法，提高抗震能力，在抑制地震破坏方面取得更好的效果。
二、大跨径钢管混凝土拱桥的结构特点和地震灾害危害
大跨径钢管混凝土拱桥采用了钢管陶瓷芯砼组合截面，是一种新型的桥梁结构。相比于传统的钢筋混凝土桥梁，大跨径钢管混凝土拱桥具有自重轻、抗震性能好、成本低、施工周期短等明显优点，因此在近年来得到广泛应用。
然而，大跨径钢管混凝土拱桥同样面临着地震带来的威胁。地震灾害一旦发生，会对桥梁结构产生不同程度的破坏，甚至威胁到行车和行人的安全。因此，在抗震设计中要充分考虑地震引起的动态响应和破坏机制，采取有效措施提高结构的抗震能力。
三、减震控制方法和装置的分类
减震控制装置是一种常用的抗震控制方法，可以减小结构的地震反应。目前常见的减震控制方法包括以下几种：
1.摆臂式减震控制方法
摆臂式减震控制方法是通过将摆臂装置安装在桥梁主梁上，将主梁与驱动器用摆臂连接，利用摆臂的惯性力来减小结构的地震反应。
2.液压减震器
液压减震器采用油压缸、弹簧、节流开关等元件组成，通过阻尼和弹性作用来实现结构的减震控制。
3.可调阻尼器
可调阻尼器也是一种常用的减震控制装置。可调阻尼器采用可调节的液体、气体、粉末等，通过改变阻尼器的阻尼来控制结构的反应。
4.摆锤式减震器
摆锤式减震器主要通过摆锤的振动来吸收结构的能量，从而控制结构的地震反应。
四、大跨径钢管混凝土拱桥减震控制装置的参数选取
1.阻尼比
阻尼比是指减震控制装置中的阻尼器所产生的阻尼力和动力作用的比值。阻尼比越大，则减震效果越好，但是也容易产生过渡反应，影响拱桥的正常使用。因此，在选取阻尼比时，需要根据拱桥的受力情况、动态特性、地震作用等多个因素进行综合考虑。一般情况下，阻尼比的选取范围为2%-10%。
2.质量比
质量比是指减震控制装置的总质量与拱桥