考虑地震动水力的跨海斜拉桥减震控制研究

摘要：

处于深水环境的跨海斜拉桥,地震灾害会诱发显著的地震动水力作用于高桩承台群桩基础,导致结构地震响应发生改变.为探究考虑地震动水力对桥梁纵向减震控制效果的影响,以某主跨400 m的跨海斜拉桥为例,基于辐射波浪理论推导不同截面尺寸构件的地震动水力解析解,并将其通过节点质量附加于高桩承台群桩基础,建立考虑地震动水力的水-结构相互作用模型.在此基础上,在塔、梁连接处设置黏滞阻尼器建立桥梁纵向减震体系,采用OpenSees分别建立考虑和不考虑地震动水力的减震控制有限元模型,沿桥梁纵向输入地震波对比计算地震动水力对黏滞阻尼器减震效果的影响.结果表明:地震动水力对结构基频影响甚微,但会显著降低后续高阶的自振频率,其对斜拉桥桥梁结构自振特性的影响不容忽略;地震动水力会显著增大结构动力响应,忽略地震动水力将高估黏滞阻尼器对斜拉桥主梁纵向位移的控制能力;考虑地震动水力后,更加凸显阻尼常数C对桥梁减震控制效果的影响起主导地位,据此提出"先定阻尼常数C,后选阻尼指数α"的阻尼器参数选取原则.依据该原则,推荐阻尼常数C宜控制在4000～6000 kN?(m/s)-α,阻尼指数α宜控制在0.5～0.7范围内.其研究成果可为深水大跨斜拉桥的减震设计提供参考.

关键词：跨海斜拉桥、高桩承台群桩基础、地震动水力、减震控制、黏滞阻尼器、OpenSees

所属期刊栏目：19

分类号：U448.27(桥涵工程)

资助基金：国家自然科学基金;福建省自然科学基金资助项目

在线出版日期：2022-08-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：1936-1944