塔梁间设置BRB跨海斜拉桥减震约束体系及其地震反应

陈宝魁 王东升 李宏男 陈少林 李超

摘要： 提出在塔（墩）梁间设置防屈曲支撑（BRB）的斜拉桥耗能减震新型结构约束形式。以某跨海斜拉桥为工程背景，建立包括全漂浮体系、塔（墩）梁间设置黏滞阻尼器，以及塔梁间设置BRB的三类斜拉桥模型。通过比较不同约束方式斜拉桥结构在地震作用下桥塔的位移与弯矩反应，关键位置的相对位移与内力，以及耗能装置的滞回耗能响应等，确定设置BRB跨海斜拉桥新型减震约束体系的地震反应性态。研究发现斜拉桥结构设置黏滞阻尼器可以有效地减小支座以及塔（墩）梁间的相对位移，对塔顶相对于塔底的位移也有较好的控制，但明显增大了塔底及桥墩的弯矩。而设置BRB的斜拉桥结构可以大幅度降低塔（墩）底的弯矩，并且表现出了良好的耗能能力。

关键词： 斜拉桥; 防屈曲支撑; 减震耗能; 地震反应分析; 海底地震动

中图分类号： U448.27; U441+.3    文献标志码： A    文章编号： 1004-4523（2021）03-0452-10

DOI：10.16385/j.cnki.issn.1004-4523.2021.03.002

引 言

中国拥有总长约为1.8万公里的海岸线，近年来建成包括港珠澳大桥在内的40余座跨海桥梁。考虑到东南沿海地区处于环太平洋地震带，且已发生的震害中，作为生命线工程的跨海桥梁的破坏将极大地阻碍震后救援与恢复工作。例如奥克兰海湾大桥（Oakland Bay Bridge）在1989年美国Loma Prieta地震中发生落梁，造成了极大的经济损失[1]。1995年日本Kobe地震中有几座跨海桥梁也发生了不同程度的破坏[2]。因此，本文尝试提出一种塔梁间设置防屈曲支撑（BRB）的大跨斜拉桥新型减震体系，即在桥塔（桥墩）与主梁间沿纵桥向安装BRB。……