具有震后功能可快速恢复能力的减隔震桥梁体系开发

为提高桥梁结构震后功能的可恢复性，本研究开发了摩擦摆隔震支座，并开展了系列力学性能试验。开发了FPB用户单元，分析了FPB对结构抗震性能的影响，结合时程分析提出了相应的设计准则。开发了钢连梁纤维模型，能够精准模拟不同长度比和翼缘-腹板面积比钢连梁的滞回行为。通过与大量实验结果的对比，充分验证了该模型的模拟精度，此模型非常适用于含钢连梁的多肢墩柱桥梁体系的地震响应分析。研究了高阻尼橡胶支座及阻尼器的非线性抗震性能，结合时程分析，系统分析了中震和大震作用下，高阻尼橡胶支座、纵向粘滞流体阻尼器和横向软钢阻尼器的滞回性能及其对桥梁体系的结构响应和受力性能的影响。为提高桥梁结构抵抗地震荷载及震后自复位的能力，提出了一种耗能稳定的摩擦摆滑移支座。开发了三维隔震支座，以及可依据激励频谱特性和结构自身响应进行调整的智能三维隔震与隔振系统。研究成果为提高桥梁结构震后可恢复性提供重要的研究基础。 2100433B

我国大部分地区处于地震带，历次地震灾害经验表明，灾区桥梁结构作为疏散难民、运送救援物资的重要组成部分，不仅应确保地震作用下不倒塌，还应实现地震后能迅速投入使用，即：应具备震后功能可快速恢复的能力。传统的桥梁抗震设计以强度设计和延性设计为主：强度设计提高了结构的强度，使结构在弹性范围内抵抗地震力的作用；延性设计提高了结构的变形能力，通过设置塑性铰耗散地震能力。与强度设计相比，延性设计克服了材料浪费，经济性差的弊端，但也存在大变形下钢与混凝土的损伤问题，导致震后不易修复。桥梁减隔震措施作为对传统抗震设计思路的补充与优化，已逐渐在高烈度地区逐步应用，本课题拟开发适用于桥梁结构的新型减隔震产品，提出实现震后功能可快速恢复的桥梁结构体系，采用试验、数值模拟以及理论分析的手段对其在地震激励下的受力性能进行分析，提出其计算模型和设计方法，并开展震后功能可快速恢复桥梁结构的工程应用。

本发明公开了一种具有弯剪分控耗能机制的震后功能可恢复连梁，包括：第一弹性连梁、第二弹性连梁、连接螺栓、锚固件，第一弹性连梁和第二弹性连梁一端通过连接插槽和插接凸块插接，并通过连接螺栓连接，连接插槽和插接凸块的接触面为摩擦面，第一弹性连梁和第二弹性连梁另一端分别通过形状记忆合金加长螺杆、锚固件锚固在剪力墙墙肢上，剪力墙墙肢上设置有几字形抗剪插接键，第一弹性连梁和第二弹性连梁另一端面的形状均为与几字形抗剪插接键相适配的几字形插接面。地震时，第一弹性连梁和第二弹性连梁上下剪切错动驱动摩擦面耗能，连梁端部与墙肢发生转动，驱使形状记忆合金加长螺杆发生塑性变形参与耗能，且震后可快速恢复使用功能。

《桥梁减隔震技术》在有关震害调查及减隔震技术研究和工程应用的基础上，系统、深入地介绍了典型桥梁震害和震害原因、桥梁抗震设计方法、桥梁抗震和减隔震标准、桥梁减隔震机理和分析方法、桥梁减隔震装置的构造和特性、减隔震技术在铁路桥梁工程中的应用案例。