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大跨度斜拉桥的横向减震体系及装置研究

国家重点基础研究发展计划(“973”计划)项目(2013CB036302)

        由于抗风的需要,大跨度斜拉桥普遍采用横向固定约束体系,即在塔、梁间设置横向抗风支座,在各辅助墩、过渡墩顶设置纵向滑动支座。这种体系会导致主塔及其基础、边墩及其基础的地震力较大,在强震区甚至无法满足抗震要求。因此,综合考虑桥梁的横向抗风和抗震需求,在塔梁间、墩梁间采用合适的横向减震装置来减小主塔及其基础的地震力是一个值得研究的问题。本研究方向的总体目标,是研发适用于大跨度桥梁横向减震的装置,并进一步提出大跨度斜拉桥的合理横向减震体系及设计方法。主要研究内容包括:

  1. 以三角形钢板为基本构件,研发新型的桥梁横向金属阻尼器,并采用拟静力试验和数值模拟分析验证其力学特性,要求性能特点:能适应主梁纵向变形、满足复杂接触条件下的传力要求,具有较大的屈服强度、优异的滞回耗能能力和位移能力。

  2. 采用新型横向钢阻尼器,提出大跨度斜拉桥的合理横向减震体系,研究实用的设计方法来确定各阻尼器的力学参数和构造参数,实现实际斜拉桥的减震体系设计并采用非线性时程分析方法验证减震效果。

  3. 利用多点振动台组,针对一座实际千米级斜拉桥,设计并制作缩尺模型,进行新型减震体系斜拉桥振动台试验,验证新型钢阻尼器的减震效果以及钢阻尼器在序列地震下的性能稳定性。

​新型横向钢阻尼器振动台试验(点击观看)

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