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88bf娱乐 -粘滞阻尼器厂家斜拉索粘滞阻尼器在桥减震设计中的应用

发布日期:2018-10-08 作者: 点击:

88bf娱乐 -粘滞阻尼器厂家斜拉索粘滞阻尼器在桥减震设计中的应用


1. 核算理论 在考虑几许非线性情况下进行时程剖析。输入地震波根 据桥塔处地轰动实验由人工合成(重现期100年逾越概率5%),其加速度时程见图3。刚性根底一致地轰动输入下的运动方程为: 

2. 粘滞阻尼器厂家斜拉索粘滞阻尼器的力学特性 斜拉索粘滞阻尼器由相对的两组钢板构成,别离是固定板和可动板,其相互间坚持微小间 距,在间隙间填充粘性体,依托相对移动速度发作阻尼力。介于粘性流体的两平行面,当面方向发作相对运动时,在两平行面间将发作粘性剪切应力,对板的运动起到阻尼效果 [5]。阻尼器结构见图1。 等价粘性阻尼系数与等价刚性系数的关系式如下:由上式可见,阻尼器的刚性系数Ke也跟着阻尼系 数Ce的增大而增大,即阻尼器供给的粘滞阻尼力Fc和弹性约束力Fk一起添加,则阻尼器的制振能力也 随之增大 。 3. 算例 3.1工程布景介绍 现以一座双塔斜拉桥为例,研究其在塔梁之间加弹性水平约束和加斜拉索粘滞阻尼器两个不同模型的地震响应。该斜拉桥主跨安置为184m+460m+184m,主桥全长828m。主梁截面方式为分离式双箱梁,主梁中心处高3.3m,梁顶全宽25.0m,梁底全宽25.6m,两分离式箱内缘距8.0m。漂浮系统。斜拉索全桥共152对,按双索面扇形安置。索塔选用H型,南岸塔高159.93m,北岸塔高172.52m,各设两道横系梁。北岸设一个交代墩,两岸均设有辅佐墩。 3.2 核算模型 斜拉桥核算模型选用脊梁形式三维空间模型。核算程序选用ANSYS,其中桥塔和主梁用空间梁单元模仿,拉索用只能接受拉力的杆单元模仿,斜拉索粘滞阻尼器用阻尼单元模仿。原规划计划是在塔柱横梁与主梁间加弹性拉索来约束主梁位移,每个塔下有20根限位索。作为比照计划,斜拉索粘滞阻尼器别离设置在塔柱横梁与主梁之间以及桥台与梁端之间。核算 模型简图


三个模型选用相同的地震鼓励。在考虑几许非线性情况下进行时程剖析。输入地震波依据桥塔处地轰动实验由人工合成(重现期 100年逾越概率5%),其加速度时程见图3。 刚性根底一致地轰动输入下的运动方程为:

经过比较三个模型的前10阶自振频率能够看出:结构系统的改动对前两阶自振频率的影响最 大,而对其他几阶影响很小。飘浮系统的一阶振 型为纵漂,二阶振型为主梁侧向对称曲折;加弹 性约束系统因为添加了结构沿桥纵向的刚度,所 以一阶振型为主梁一阶侧向对称曲折,二阶振型 为纵漂;加斜拉索粘滞阻尼器系统因为添加了结构沿桥 纵向的阻尼,所以延伸了一阶振荡的周期,但其 前两阶振型形状并没有改动,仍和漂浮系统一 样。 4.2 位移的比较 图4和图5别离是三个模型的梁端与塔顶沿桥纵向水平位移时程曲线。因为考虑主梁的弹性变形,使得梁体两头同一时间的位移总是不一致的,且运动方向前端的水平位移总是小于结尾的水平位移。由图4可见,不加任何约束的漂浮系统梁端单向最大水平位移别离到达了80厘米和90厘米;设备拉索限位设备后,梁端单向最大水平位移别离为40厘米和20厘米;而设备阻尼耗能设备后,其梁端单向最大水平位移别离只要35厘米和14厘米,比设备拉索限位设备模型的最大水平位移还小。由图5可见,塔顶的水平位移更大,漂浮系统的塔顶最大水平位移超过了1米;设备拉索限位设备后,塔顶最大水平位移被降低到40厘米;而设备阻尼耗能设备后,塔顶最大水平位移仅为33厘米。明显可见,设备阻尼耗能设备后,不管梁端和塔顶的水平位移都是最小的。


图5 三种模型塔顶水平位移时程曲线 由图4还能够看出:漂浮系统在15秒内运动了2个多周期;设备拉索限位设备的模型在15秒内运动了4个周期;而设备阻尼耗能设备的模型在15秒内运动了挨近2个周期,这比漂浮系统的周期也要略小。使用了阻尼耗能设备的半飘浮系统运动周期最长,位移最小,这对斜拉桥的抗震是十分有利的。 4.3 桥塔应力的比较 图6至 图11别离是三个模型在梁端水平位移最大时间的桥塔主应力云图。漂浮系统的最大主应力发作鄙人横梁与塔柱交界处的塔柱变截面部位,到达13.4MPa;最小主应力发作在中塔柱变截面部位,到达-32.0MPa。漂浮系统的桥塔最薄弱环节坐落下横梁与中塔柱交点邻近,原因是桥面系的地震惯性力悉数由斜拉索传递给桥塔,而此处截面遽然减小,发作应力会集,所以此处应力最大。选用拉索限位器系统的最大主应力发作在桥塔塔根邻近,为10.4MPa;最小主应力也发作在桥塔塔根邻近,

选用拉索限位器系统的桥塔最薄弱环节坐落塔根处,原因是桥面系的地震惯性力由斜拉索和拉索限位器共同传递给桥塔,而拉索限位器是经过下横梁将水平力传递给塔柱,避开了桥塔变截面,所以塔根处应力最大;而选用斜拉索粘滞阻尼器系统的最大主应力发作在中横梁设备阻尼器处,只要3.97MPa;最小主应力发作在中塔柱变截面部位,只要-17.0MPa。因为斜拉桥在地震荷载的效果下,桥塔做周期往复运动,前两个模型桥塔的最大主应力与最小主应力在同一处或许较挨近区域替换改变,简单发作疲惫损坏(见表2)。选用斜拉索粘滞阻尼器系统的最小主应力发作鄙人横梁与中塔柱交点邻近,而最大主应力发作在中横梁设备阻尼器处,这样能够有用减轻桥塔的疲惫损坏,进步桥梁的耐久性和安全度。


4.4 水平惯性力的比较 当梁端水平位移到达最大时,拉索限位器的拉力使得一个桥塔下横梁的水平拉力到达了34500KN;而斜拉索粘滞阻尼器别离设备在梁端以及塔梁结合处,一个桥塔下横梁的水平拉力只要3800KN,一个桥台处的水平力只要2770KN,两者加起来也只要6570KN,仅为前者的1/5,阐明斜拉索粘滞阻尼器既能耗费地震发作的能量,又能改进斜拉桥的动力特性,到达既耗能又减震的目的。 选用斜拉索粘滞阻尼器与拉索限位器比较,还有很重要的一个优势:就是拉索只能单方向限位,而斜拉索粘滞阻尼器可规划成恣意方向运动,它不仅仅关于纵向地震,关于平面内任

意方向的振荡都能起到耗能减震的效果。所以斜拉索粘滞阻尼器关于斜拉桥来说是一种非常有用的减震办法。 5.定论

1. 斜拉索粘滞阻尼器能够在大大减小斜拉桥主梁水平位移的一起,又可减小桥塔的主应力,到达一起减小位移与受力的目的。

2. 相对拉索限位器而言,设备斜拉索粘滞阻尼器能够改进斜拉桥的动力特性,延伸斜拉桥纵向振荡的周期; 

3. 斜拉索粘滞阻尼器与拉索限位器比较,结构的水平惯性力远小于后者,仅为它的1/5;

4. 选用斜拉索粘滞阻尼器时,在水平地震效果下,能够防止桥塔的最大主应力和最小主应力在同一区域内替换改变,这样就减轻了桥塔的疲惫损坏。

5. 因为考虑主梁的弹性变形,使得梁体两头同一时间的位移总是不一致的,导致梁端向外的位移总是小于向内的位移。在设备伸缩缝和阻尼器时应充沛留意这种梁端运动的不对称性。




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