[發明專利]具有抑制縱向地震響應的多塔斜拉橋支承體系及工作方法

有效

• 申請號: 201310388569.5
• 申請日: 2013-08-30
• 公開（公告）號: CN103422422A
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發明（設計）人: 丁幼亮;耿方方;葛文浩;宋永生
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: E01D11/04
• 分類號: E01D11/04;E01D21/00
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

1.一種具有抑制縱向地震響應的多塔斜拉橋支承體系，該支承體系包括主梁、橋墩和橋塔，主梁兩端連接在橋墩上，橋塔通過斜拉索與主梁連接，其特征在于：所述的橋塔的數量為n個，m個橋塔分別與主梁縱向約束，其余n-m個橋塔與主梁無縱向約束關系，與主梁縱向無約束的橋塔和主梁連接處設置第一流體阻尼器，且每個橋墩與主梁連接處設置第二流體阻尼器，第一流體阻尼器和第二流體阻尼器均沿縱向布置，n和m均為整數，且n≥3，1＜m＜n。

2.如權利要求1所述的具有抑制縱向地震響應的多塔斜拉橋支承體系，其特征在于：所述的第一流體阻尼器的一端與橋塔連接，第一流體阻尼器的另一端與主梁連接，第一流體阻尼器沿縱向布置。

3.如權利要求1所述的具有抑制縱向地震響應的多塔斜拉橋支承體系，其特征在于：所述的第二流體阻尼器的一端與橋墩連接，第二流體阻尼器的另一端與主梁連接，第二流體阻尼器沿縱向布置。

4.一種如權利要求1所述的具有抑制縱向地震響應的多塔斜拉橋支承體系的工作方法，其特征在于，該工作方法包括以下過程：首先在與主梁縱向無約束的橋塔和主梁連接處縱向設置第一流體阻尼器，然后在每個橋墩與主梁連接處縱向設置第二流體阻尼器，當發生地震時，通過第一流體阻尼器抑制因地震作用引起的橋塔縱向內力響應，增大橋墩與主梁間的縱向相對位移響應，通過第二流體阻尼器抑制橋墩與主梁間的縱向相對位移響應，實現對多塔斜拉橋縱向部分約束體系因地震作用引起的主梁和橋塔縱向地震響應的抑制。

5.如權利要求4所述的具有抑制縱向地震響應的多塔斜拉橋支承體系的工作方法，其特征在于，所述的第一流體阻尼器的性能參數包括第一阻尼系數c₁和第一阻尼指數α₁，由以下步驟確定：

步驟501）建立多塔斜拉橋有限元分析模型：在有限元分析模型中，對設有n個橋塔的斜拉橋，其中m個橋塔與主梁縱向約束，其余橋塔與主梁縱向無約束，且所有橋墩與主梁縱向無約束；

步驟502）對不設置流體阻尼器的多塔斜拉橋有限元模型在地震作用下，測算所有橋塔的塔底縱向彎矩最大值之和M₀，以及所有橋墩與主梁的縱向相對位移最大值之和D₀；

步驟503）在步驟501）建立的多塔斜拉橋有限元模型中，在與主梁縱向無約束的橋塔和主梁連接處縱向設置第一流體阻尼器，第一流體阻尼器選取不同的阻尼系數和阻尼指數的值，在此基礎上測算多塔斜拉橋有限元模型在地震作用下的所有橋塔的塔底縱向彎矩最大值之和M₁，以及所有橋墩與主梁的縱向相對位移最大值之和D₁；

步驟504）測算塔底縱向彎矩的減振率β₁，β₁=（M₀-M₁）/M₀×100%；

步驟505）繪制第一流體阻尼器選取不同阻尼系數和阻尼指數時的減振率β₁圖，根據減振率β₁圖，確定最大減振率對應的阻尼系數為第一阻尼系數c₁，最大減振率對應的阻尼指數為第一阻尼指數α₁。

6.如權利要求5所述的具有抑制縱向地震響應的多塔斜拉橋支承體系的工作方法，其特征在于，所述的第二流體阻尼器的性能參數包括第二阻尼系數c₂和第二阻尼指數α₂，第二阻尼系數c₂和第二阻尼指數α₂由以下步驟確定：

步驟601）建立多塔斜拉橋有限元分析模型：在該模型中，與主梁縱向無約束的橋塔和主梁連接處縱向設置第一流體阻尼器，所有橋墩與主梁聯結處縱向設置第二流體阻尼器；

步驟602）建立多塔斜拉橋有限元分析基礎模型，該模型中，與主梁縱向無約束的橋塔和主梁連接處縱向設置第一流體阻尼器，第一流體阻尼器的性能參數根據步驟501）至步驟505）測定，橋墩與主梁連接處不設置第二流體阻尼器，對多塔斜拉橋有限元分析基礎模型在地震作用下，測算所有橋塔的塔底縱向彎矩最大值之和M₃，以及所有橋墩與主梁的縱向相對位移最大值之和D₃；

步驟603）在步驟601）建立的多塔斜拉橋有限元模型中，第二流體阻尼器選取不同的阻尼系數和阻尼指數的值，并測算多塔斜拉橋有限元模型在地震作用下的所有橋塔的塔底縱向彎矩最大值之和M₄，以及所有橋墩與主梁的縱向相對位移最大值之和D₄；

步驟604）測算塔底縱向彎矩的減振率β₂，β₂=（M₃-M₄）/M₀×100%，橋墩與主梁的縱向相對位移的減振率γ₂，γ₂=（D₃-D₄）/D₀×100%；

步驟605）繪制第二流體阻尼器選取不同阻尼系數和阻尼指數時的減振率β₂圖和減振率γ₂圖，首先根據減振率γ₂圖剔除減振率γ₂為負值時對應的第二流體阻尼器的阻尼系數和阻尼指數組合，然后在剩余第二流體阻尼器參數的候選組合范圍中，選擇減振率β₂為最大值時對應的阻尼系數為第二阻尼系數c₂，減振率β₂為最大值時對應的阻尼指數為第二阻尼指數α₂。