独塔斜拉桥因跨越能力大、景观效果好而被广泛应用于市政桥梁领域。为了缓解日益增大的交通量,不少新建的市政桥梁宽度越来越大,具有宽幅、多索面、混合梁形式的独塔斜拉桥就是其中的典型代表。采用混合梁的形式是为了解决边、中跨比例不协调的矛盾,一般在主跨采用较轻的钢梁,在边跨采用混凝土梁。与传统斜拉桥相比,混合梁独塔宽幅斜拉桥在刚度和质量分布上差异很大,且主跨与边跨不对称,因此,其防震减灾问题也成为工程界关注的重点。横向抗震性能一直是斜拉桥的薄弱环节,原因在于斜拉桥横向刚度一般较大,过渡墩和辅助墩往往因分担大比例的横向惯性力而成为地震易损部位。为了改善斜拉桥的抗震性能,粘滞阻尼器是使用最广泛的耗能元件之一。为了研究独塔宽幅斜拉桥基于阻尼器的横向非对称抗震体系设计问题,本文首先以设置非线性粘滞阻尼器的双自由度动力分析模型为研究对象,通过对双自由度模型动力方程的求解,对非线性粘滞阻尼器的力学性能和减震耗能影响因素进行探讨;然后以某新建的独塔宽幅斜拉桥为工程背景对其合理的横向抗震约束体系进行研究,主要工作包括以下几个方面:(1)构建了设置有非线性粘滞阻尼器的双自由度分析模型,利用达朗贝尔原理建立了该模型在正弦波激励下的运动方程;基于能量守恒原理,将非线性粘滞阻尼器等效为耗能效果相同的线性阻尼器,并将运动方程解耦以便于线性求解;在此基础上,提出了精确的等效线性化迭代法,在等效线性化过程中采用迭代法求解的阻尼器两端最大位移,即可精确求解非线性粘滞阻尼器对应的线性模态阻尼系数。(2)基于上述运动方程的求解结果,对非线性粘滞阻尼器的力学性能和耗能特性进行了研究,并以结构相对动力特性、地震动频谱特性、阻尼器自身参数取值等对粘滞阻尼器耗能减震效果的影响进行了分析,研究表明:(1)相对刚度的增大使非线性粘滞阻尼器的耗能增大,质点位移及支座剪力响应不断减小,但质点间相对附加力受阻尼力的影响,随相对刚度的增加而增大。(2)粘滞阻尼器耗能减震效果受正弦波频率取值影响很大,当荷载/结构频率比小于1.0时,耗能效果随荷载频率取值的增大而增强;当荷载/结构频率比大于1.0时,耗能效果随取值的增大而减弱。(3)当阻尼指数一定时,阻尼器对结构位移和支座剪力的减震效果随阻尼系数的增加而增强,相对附加力随阻尼系数的增大呈先增后减的规律;当阻尼系数一定时,阻尼器对结构位移及支座剪力的减震效果随阻尼指数的增大而减弱,相对附加力随阻尼指数的增大呈先减后增的规律。(3)以某新建的独塔宽幅斜拉桥为研究对象,采用结构分析软件SAP2000,利用非线性时程分析方法,对其非对称地震响应进行了研究,并采用C/D法(能力/需求比)对桥梁两水准抗震性能进行了评估,研究表明:在E1地震下,过渡墩的损伤状态和抗震安全储备表现出明显的非对称性,部分墩顶、墩底截面和固定支座不满足E1地震设防等级要求;在E2地震下,过渡墩的损伤状态和抗震安全储备也同样表现出明显的非对称性,过渡墩及其桩基均不满足E2地震设防等级要求,因此需要设计合理的减震措施保证结构的抗震安全。(4)在上述抗震性能评估的基础上,基于非对称地震响应特征,提出“横向固定”,“横向滑动”,“减震体系A”,“减震体系B”等四种横向约束体系;采用非线性时程分析法对减震体系A、B中非线性粘滞阻尼器的阻尼系数与阻尼指数参数进行交叉分析,得到两减震体系中阻尼器的最优参数;然后通过对比两减震体系中阻尼器最优参数的不同布置方式得到了两体系中阻尼器阻尼最优参数最合理的组合方式,研究表明:“减震体系A”和“减震体系B”最合理的阻尼器参数布置形式分别为(1#墩阻尼器参数布置为C(28)7000 kN(7)m s(8)~?、α=0.5;3#墩阻尼器的布置为C(28)7000kN(7)m s(8)~?、α=0.3)、(1#墩阻尼器参数布置为C(28)7000 kN(7)m s(8)~?、α=0.5;3#墩阻尼器的布置为C(28)5000 kN(7)m s(8)~?、α=0.5),采用这些最优参数组合可使两减震体系中全桥各关键构件的地震响应控制效果同时达到最优。