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斜拉桥抗震性能优越，造型美观，广泛应用于跨江、跨海大桥等重大交通枢纽工程。建于我国东南沿海地区的斜拉桥横向同时受到强风与强震威胁，需同时满足抗风与减震需求。目前常规的减震装置不具备抗风功能，工程中多使用抗风支座约束主梁，形成塔-梁、墩-梁均固结的斜拉桥横向约束体系，大幅提高了斜拉桥横向地震反应。本文研制了一种可应用于斜拉桥横向减震的新型油阻尼器，提出了新型油阻尼器与剪切型耗能梁段联合使用的斜拉桥横向混合减震措施，建立了考虑阻尼器刚度的斜拉桥横向简化力学模型，实现了新型油阻尼器的快速设计，主要研究内容和成果如下：
(1)研制了可应用于斜拉桥横向减震的新型油阻尼器。论述了新型油阻尼器的工作原理，分析了新型油阻尼器的刚度与阻尼特性，建立了新型油阻尼器的滞回模型，并通过轴向力学性能试验进行了验证。结果表明：新型油阻尼器初始刚度较高，滑动后刚度变为零；新型油阻尼器起动力由溢流阀工作压强和油缸内径决定，阻尼系数由油管和溢流阀尺寸决定，两者互不相关；新型油阻尼器轴向力学性能试验拟静力加载工况下，滞回曲线为规则的矩形，随着加载速度的增加，滞回曲线逐渐变为椭圆形；基于所建立的滞回模型计算了新型油阻尼器的刚度、阻尼系数和滞回耗能，与试验结果分别相差5.7%、4.9%和5.3%。
(2)提出了新型油阻尼器“低刚度高耗能”设计原则。分析了阻尼器刚度对斜拉桥横向地震反应的影响，提出了根据风荷载确定新型油阻尼器起动力以降低刚度，增大新型油阻尼器阻尼系数以增强耗能能力的“低刚度高耗能”设计原则，比较了新型油阻尼器与金属阻尼器的减震效果，分析了地震频谱特性和桥梁设计参数对新型油阻尼器减震效果的影响。结果表明：随着阻尼器刚度的增大，斜拉桥横向梁端位移增大226~642%；基于“低刚度高耗能”原则设计的新型油阻尼器等效刚度仅为金属阻尼器的0.037~0.063，可使横向梁端位移减小50.3~53.8%，减震效果优于金属阻尼器；不同地震频谱特性和桥梁设计参数条件下，新型油阻尼器均有较好的减震效果。
(3)提出了新型油阻尼器与剪切型耗能梁段联合使用的斜拉桥横向混合减震措施。分析了斜拉桥各阶振型对桥塔地震反应的振型贡献系数，分析了分别应用新型油阻尼器、剪切型耗能梁段对斜拉桥的横向减震效果，基于分析结果提出了新型油阻尼器与剪切型耗能梁段联合使用的斜拉桥横向混合减震措施。结果表明：对于主跨跨度大于700m的H型桥塔斜拉桥，桥塔横向弯曲振型对塔底弯矩的振型贡献系数超过0.83，但新型油阻尼器对桥塔横向弯曲振型自振周期影响小于8%，减震效果较差；剪切型耗能梁段不能阻止塔、梁振型耦合，不能避免桥塔在强震作用下进入塑性；所提出的斜拉桥横向混合减震措施有效避免了桥塔在强震作用下进入塑性。
(4)建立了考虑阻尼器刚度可实现阻尼器快速设计的斜拉桥横向简化力学模型。建立了考虑阻尼器刚度的斜拉桥主梁横向一阶振型简化力学模型，以及考虑桥塔和主梁振动的斜拉桥横向弯曲振型简化力学模型，采用能量法推导了上述两个振型自振周期简化计算公式，进而采用反应谱法推导了斜拉桥横向梁端位移与塔底剪力简化计算公式，实现了阻尼器刚度和阻尼比的快速设计。结果表明：基于斜拉桥横向简化力学模型计算的主梁横向一阶振型、桥塔横向弯曲振型自振周期与有限元结果分别相差2.8%、1.1%；基于简化力学模型计算的梁端位移、塔底剪力与有限元结果分别相差7.5%、6.9%；基于所建立的简化力学模型可快速计算阻尼器刚度与阻尼比对斜拉桥横向地震反应的影响，实现阻尼器刚度与阻尼比的快速设计。
(1)研制了可应用于斜拉桥横向减震的新型油阻尼器。论述了新型油阻尼器的工作原理，分析了新型油阻尼器的刚度与阻尼特性，建立了新型油阻尼器的滞回模型，并通过轴向力学性能试验进行了验证。结果表明：新型油阻尼器初始刚度较高，滑动后刚度变为零；新型油阻尼器起动力由溢流阀工作压强和油缸内径决定，阻尼系数由油管和溢流阀尺寸决定，两者互不相关；新型油阻尼器轴向力学性能试验拟静力加载工况下，滞回曲线为规则的矩形，随着加载速度的增加，滞回曲线逐渐变为椭圆形；基于所建立的滞回模型计算了新型油阻尼器的刚度、阻尼系数和滞回耗能，与试验结果分别相差5.7%、4.9%和5.3%。
(2)提出了新型油阻尼器“低刚度高耗能”设计原则。分析了阻尼器刚度对斜拉桥横向地震反应的影响，提出了根据风荷载确定新型油阻尼器起动力以降低刚度，增大新型油阻尼器阻尼系数以增强耗能能力的“低刚度高耗能”设计原则，比较了新型油阻尼器与金属阻尼器的减震效果，分析了地震频谱特性和桥梁设计参数对新型油阻尼器减震效果的影响。结果表明：随着阻尼器刚度的增大，斜拉桥横向梁端位移增大226~642%；基于“低刚度高耗能”原则设计的新型油阻尼器等效刚度仅为金属阻尼器的0.037~0.063，可使横向梁端位移减小50.3~53.8%，减震效果优于金属阻尼器；不同地震频谱特性和桥梁设计参数条件下，新型油阻尼器均有较好的减震效果。
(3)提出了新型油阻尼器与剪切型耗能梁段联合使用的斜拉桥横向混合减震措施。分析了斜拉桥各阶振型对桥塔地震反应的振型贡献系数，分析了分别应用新型油阻尼器、剪切型耗能梁段对斜拉桥的横向减震效果，基于分析结果提出了新型油阻尼器与剪切型耗能梁段联合使用的斜拉桥横向混合减震措施。结果表明：对于主跨跨度大于700m的H型桥塔斜拉桥，桥塔横向弯曲振型对塔底弯矩的振型贡献系数超过0.83，但新型油阻尼器对桥塔横向弯曲振型自振周期影响小于8%，减震效果较差；剪切型耗能梁段不能阻止塔、梁振型耦合，不能避免桥塔在强震作用下进入塑性；所提出的斜拉桥横向混合减震措施有效避免了桥塔在强震作用下进入塑性。
(4)建立了考虑阻尼器刚度可实现阻尼器快速设计的斜拉桥横向简化力学模型。建立了考虑阻尼器刚度的斜拉桥主梁横向一阶振型简化力学模型，以及考虑桥塔和主梁振动的斜拉桥横向弯曲振型简化力学模型，采用能量法推导了上述两个振型自振周期简化计算公式，进而采用反应谱法推导了斜拉桥横向梁端位移与塔底剪力简化计算公式，实现了阻尼器刚度和阻尼比的快速设计。结果表明：基于斜拉桥横向简化力学模型计算的主梁横向一阶振型、桥塔横向弯曲振型自振周期与有限元结果分别相差2.8%、1.1%；基于简化力学模型计算的梁端位移、塔底剪力与有限元结果分别相差7.5%、6.9%；基于所建立的简化力学模型可快速计算阻尼器刚度与阻尼比对斜拉桥横向地震反应的影响，实现阻尼器刚度与阻尼比的快速设计。