上承式拱桥阻尼支撑加固抗震性能分析.pdfVIP

维普资讯 2006年 8月 重庆大学学报 (自然科学版) Aug．2006 第29卷第8期 JournalofChongqingUniversity(NaturalScienceEdition) Vo1．29 No．8 文章编号：1000—582X(2006)08—0021—04 上承式拱桥阻尼支撑加固抗震性能分析 孙 毅，李正良，陈朝晖 (重庆大学 土木工程学院，重庆 400030) 摘 要：针对上承式拱桥抗震加 固的工程需要，提出了加设阻尼支撑 的减震控制方案，在结构中增 加集中阻尼来减小地震响应．通过尼木大桥加固工程中采用加设粘弹性阻尼支撑方案的有限元地震响 应分析，表明粘弹性阻尼支撑能够显著减小拱平面内的位移响应，是一种有效的减震控制方案． 关键词：阻尼器；上承式拱桥 ；结构减震；时程分析 中图分类号：U442．5 文献标识码：A 上承式拱桥是一种外形美观壮丽并容易得到人们 分子聚合物，这种材料的力学特性介于粘滞流体和弹 青睐的桥型．特别在中国多山川河流的西南地区，河流 性固体之间，既有粘性又有弹性，能够较好地耗散和储 和峡谷两边的山地是拱桥异常 良好的天然地基，能够 存能量． 很好地抵抗拱脚的水平推力．因此上承式拱桥特别常 钢板 见，如主跨420in的重庆万县长江大桥，主跨330m的 贵州省江河界大桥、主跨288in的重庆奉节梅溪河大 桥等等． 然而，拱桥是一种抗震性能特别不好的桥型．由于 主拱圈截面的轴压比很大，因此延性性能很差．在设计 中一般不利用拱桥那很少的一部分延性，而是保证主 拱在地震作用下基本处于弹性状态．这种采用增强 自 图1 曲型的粘弹性阻尼器构造图 身抗力来硬抗地震作用的设计方法，特别是罕遇地震 大量研究表明¨J，影响粘弹性阻尼器性能的主要 作用，却是极为不科学、不经济的办法． 因素是温度、频率和应变幅值．为了精确描述粘弹性阻 采用粘弹性阻尼支撑控制结构的振动是一种在房 尼器的应力应变关系，许多研究者提出了各种计算模 屋结构中常见的被动控制措施．然而阻尼支撑的使用 型，常用的有 Maxwell模型、Kelvin模型和等效标准固 会带来结构分析的困难．阻尼器和主体结构阻尼耗能 体模型，其各 自特点参见文献[2]．此外，还有复刚度 机制的不同将使Rayleigh阻尼模型不再适用，阻尼器 模型 、微段模型[4和有限元模型 等，此处不再 的恢复力也将体现出速度相关的非线性． 详述． 笔者在一座现有钢筋混凝土上承式拱桥上采用粘 粘弹性阻尼器是一种速度相关型阻尼器，其阻尼 弹性阻尼支撑加固方案，采用分块比例阻尼矩阵的叠 力可以表示为： 加处理方法，并且考虑非线性阻尼恢复力，进行了抗震 F=Cllsgn()， (1) 性能分析，讨论了耗能减震效果． 其中，为阻尼力，c为阻尼系数，为阻尼器两端相对 速度，n为速度指数． 1