考虑梁端碰撞边界的高速铁路跨海斜拉桥减震控制研究

摘要

【目的】考虑主、引桥碰撞边界，研究高速铁路跨海斜拉桥减震装置的参数优化方法。【方法】以某主跨400 m的三跨式半漂浮高速铁路跨海斜拉桥为例，建立考虑主、引桥边界的碰撞模型，同时基于辐射波浪理论求解地震动水力。在此基础上，采用Midas Civil建立带黏滞阻尼器的纵向减震控制有限元模型，并分析阻尼器参数对减震效率的影响。【结果】考虑梁端碰撞边界和地震动水力后，对于所研究的三跨式半漂浮体系高速铁路跨海斜拉桥，仅在两侧桥塔处设置纵向阻尼器具有显著优势。黏滞阻尼器的减震效果与阻尼指数α呈负相关关系，而与阻尼系数C呈正相关关系。建议将黏滞阻尼器的关键参数设定为：阻尼系数C取3 000～5 000 kN·（m/s）^-α，阻尼指数α取0.2～0.4。在黏滞阻尼器的减震作用下梁端和塔顶的位移均大幅降低，宽0.1 m的伸缩缝能保证主、引桥不发生碰撞且构造尺寸合理。【结论】研究成果可为高速铁路跨海斜拉桥的减震控制提供参考。

关键词

跨海斜拉桥 / 碰撞效应 / 减震控制 / 黏滞阻尼器 / 地震动水力