纵向相对速度^时，阻尼器轴向速度v的计算公 式为：
[0069] ν = νι · cosP (5)
[0070] 阻尼力F的计算公式为：
[0071] F = C · (νι · cosP)a (6)
[0072] 当前阻尼力F在纵向的分力Fi的计算公式为：
[0073] Fi = F · cosP = C · (cosP)1+a · via = Ci · νια (7)
[0074] 通过公式(7)可知：
[0075] Ci = C · (cosP)1+a (8)
[0076] 从公式（1)~(8)可知，阻尼系数为C、速度指数为a、斜置角度为β的斜置式桥梁抗 震阻尼器可以为塔-梁横向连接处提供的横向等效阻尼系数C t，速度指数仍为α，还可以为 塔-梁纵向连接处提供的纵向等效阻尼系数为&，速度指数为a，且：
[0077]
[0078]公式(4)和公式(8)均可以作为阻尼参数C的计算公式，公式(9)为斜置夹角β的计 算公式。
[0079] 参见图8、图9和图10所示，本发明实施例中的斜置式桥梁抗震阻尼器，其横向等效 阻尼系数Ct、纵向等效阻尼系数Q、速度指数α、阻尼参数C和斜置夹角β、轴向位移变化行程 (A max，Amin)、端部水平角度变化范围（Δ 0max，Δ 0min)均根据上述参数优化方法得出。
[0080] 斜置式桥梁抗震阻尼器在桥梁上设计时，桥梁包括主梁2和桥塔1，主梁2上设置有 基座3，桥塔1上设置有底座4;斜置式桥梁抗震阻尼器5的一端与基座3连接，另一端与底座4 连接。桥塔1处纵、横对称设置有4套斜置式桥梁抗震阻尼器5,每套斜置式桥梁抗震阻尼器5 的端部均水平设置有球铰6,球铰6的面外转动角度变化范围大于斜置式桥梁抗震阻尼器5 平面外角度变化范围；水平放置的球铰6能够适应斜置式桥梁抗震阻尼器5在水平运动过程 中端部平面内角度的变化。
[0081] 本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离 本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护 范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
【主权项】
1. 一种斜置式桥梁抗震阻尼器的参数优化方法，其特征在于，包括以下步骤： S1:建立桥梁动力有限元模型，根据桥梁动力有限元模型计算得到桥梁的横向地震动 力响应结果和纵向地震动力响应结果，转到S2; S2:根据横向地震动力响应结果，优化出1个斜置式桥梁抗震阻尼器的横向等效阻尼系 数Ct;根据纵向地震动力响应结果，优化出1个斜置式桥梁抗震阻尼器的纵向等效阻尼系数 C1;根据横向地震动力响应结果或纵向地震动力响应结果，优化出1个斜置式桥梁抗震阻尼 器的和速度指数α，转到S3; S3:根据横向等效阻尼系数Ct、纵向等效阻尼系数Q和速度指数α，计算得到斜置式桥梁 抗震阻尼器的斜置夹角β;根据Ct和α、或者根据&和〇，计算得到斜置式桥梁抗震阻尼器的阻 尼参数C;转到S4; S4:判断斜置式桥梁抗震阻尼器根据横向等效阻尼系数Ct、纵向等效阻尼系数Q、速度 指数α、阻尼参数C和斜置夹角β设计时，是否满足实际桥梁设计需求，若是，输出横向等效阻 尼系数Ct、纵向等效阻尼系数&、速度指数α、阻尼参数C和斜置夹角β的取值;否则重新执行 S2〇2. 如权利要求1所述的斜置式桥梁抗震阻尼器的参数优化方法，其特征在于:S3中所述 斜置夹角邱勺计算公式为：g = (tan Ζ?)1;所述阻尼参数c根据ct和α计算得出时，计算公 Lt 式为：Ct = C · (Sini3)1+a;阻尼参数C根据&和〇计算得出时，计算公式为：& = C · (C〇Si3)1+a〇3. 如权利要求1所述的斜置式桥梁抗震阻尼器的参数优化方法，其特征在于，S4之后还 包括以下步骤： S5:根据桥梁的主梁纵向远离桥塔的极限位置、主梁横向远离桥塔的极限位置，计算得 出斜置式桥梁抗震阻尼器的最大轴向位移Amax;根据主梁纵向靠近桥塔的极限位置、主梁 横向靠近桥塔的极限位置，计算得出斜置式桥梁抗震阻尼器的最小轴向位移41";根据主 梁纵向靠近桥塔的极限位置、主梁横向远离桥塔的极限位置，计算得出斜置式桥梁抗震阻 尼器的端部水平角度变化最大值A 0max;根据主梁纵向远离桥塔的极限位置、主梁横向靠近 桥塔的极限位置，计算得出斜置式桥梁抗震阻尼器的端部水平角度变化最小值A 0min，转到 S6； S6:确定斜置式桥梁抗震阻尼器的轴向位移变化行程（Amax，Amin)和端部水平角度变 化范围（Δ 0max，Δ 0min)，斜置式桥梁抗震阻尼器的构造设计需要适应（Amax，Amin)和（Δ 9max，A 9min) 〇4. 如权利要求3所述的斜置式桥梁抗震阻尼器的参数优化方法，其特征在于，所述Δ max 的计算公式为：A max= lmax-lQ，其中lmax为斜置式桥梁抗震阻尼器与桥塔连接端至主梁连接 端的最大距离，1〇为斜置式桥梁抗震阻尼器与桥塔连接端至主梁连接端的初始距离； 所述Δ min的计算公式为：Δ min= lmin-lQ，其中lmin为斜置式桥梁抗震阻尼器与桥塔连接 端至主梁连接端的最小距离； 所述△ 0max的计算公式为：△ 0max= 0max-0Q，其中0max为斜置式桥梁抗震阻尼器的轴线与 桥梁纵向的最大夹角，θ〇为斜置式桥梁抗震阻尼器的轴线与桥梁纵向的初始夹角； 所述Δ 0min的计算公式为：Δ 0min= 0min-0Q，其中0max为斜置式桥梁抗震阻尼器的轴线与 桥梁纵向的最小夹角。5. 如权利要求1至4任一项所述的斜置式桥梁抗震阻尼器的参数优化方法，其特征在 于:S1中所述横向地震动力响应结果为桥梁在横向+竖向的地震作用下的动力响应结果，所 述纵向地震动力响应结果为桥梁在纵向+竖向的地震作用下的动力响应结果。6. -种斜置式桥梁抗震阻尼器，其特征在于:所述斜置式桥梁抗震阻尼器的横向等效 阻尼系数Ct、纵向等效阻尼系数&、速度指数α、阻尼参数C和斜置夹角β均根据权利要求1至5 任一项所述的斜置式桥梁抗震阻尼器的参数优化方法得出。7. 如权利要求6所述的斜置式桥梁抗震阻尼器，其特征在于:所述斜置式桥梁抗震阻尼 器在桥梁上设计时，桥梁的桥塔(1)处纵、横对称设置有4套斜置式桥梁抗震阻尼器(5)。8. 如权利要求6所述的斜置式桥梁抗震阻尼器，其特征在于:所述斜置式桥梁抗震阻尼 器(5)的端部水平设置有球铰(6)，球铰(6)的面外转动角度变化范围大于斜置式桥梁抗震 阻尼器(5)平面外角度变化范围；水平放置的球铰(6)能够适应斜置式桥梁抗震阻尼器(5) 在水平运动过程中端部平面内角度的变化。
【专利摘要】本发明公开了一种斜置式桥梁抗震阻尼器及其参数优化方法，涉及桥梁抗震技术领域。该参数优化方法包括以下步骤：建立桥梁动力有限元模型，计算得到桥梁的横向地震动力响应结果和纵向地震动力响应结果；优化出斜置式桥梁抗震阻尼器的横向等效阻尼系数Ct、纵向等效阻尼系数Cl和速度指数α；计算斜置式桥梁抗震阻尼器的斜置夹角β和阻尼参数C；输出满足实际桥梁设计需求的等效阻尼系数Ct、纵向等效阻尼系数Cl、速度指数α、阻尼参数C和斜置夹角β。本发明在桥梁发生横向地震作用和纵向地震作用时，斜置式桥梁抗震阻尼器均能够起到阻尼耗能作用，进而达到仅用一套斜置式桥梁抗震阻尼器同时控制纵、横向地震作用的效果。
【IPC分类】E01D19/00, G06F17/50
【公开号】CN105468827
【申请号】CN201510796428
【发明人】汪正兴, 王波, 叶翔, 黄志贤, 柴小鹏, 荆国强, 马长飞, 高阳, 李东超, 刘鹏飞, 王翔, 蔡欣
【申请人】中铁大桥科学研究院有限公司, 中铁大桥局集团有限公司
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2015年11月18日