1、橋墩施工中采用預制拼裝構件可以加快橋梁建設,減小施工過程對交通的不利影響,具有廣闊的工程前景。同時,無粘結預應力混凝土節(jié)段拼裝橋墩在發(fā)生大幅度水平變形后殘余變形小。預制節(jié)段拼裝技術在過去數(shù)十年得到越來越廣泛的應用,但由于其耗能能力不足,缺乏系統(tǒng)的抗震性能研究,限制了該技術在高烈度區(qū)的應用。本文將對設置外部可更換粘彈性阻尼器的無粘結預應力節(jié)段橋墩進行理論和數(shù)值研究,探索具有優(yōu)越抗震性能橋墩的工程應用,主要研究內容包括:
　　(1)粘

2、彈性阻尼器是常用的振(震)動控制裝置。本文根據阻尼器與拼裝橋墩連接方式以及體系耗能能力的要求,采用NBR3305粘彈性材料設計并加工了一批粘彈性阻尼器。通過阻尼器的力學性能試驗,分析其阻尼性能隨激勵頻率和應變幅值變化的特征。由于開爾文模型形式簡單,原理清晰,對于線性和非線性體系均較好適用,本文采用該模型模擬粘彈性阻尼的性能。通過數(shù)值分析和試驗結果的比較可以得出,開爾文模型能準確模擬粘彈性阻尼器的性能,加工的阻尼器能有效減小結構的地震響應

3、。此外,本文建立了考慮粘彈性阻尼器平動和轉動耦合變形時的數(shù)學模型,分析設置于墩底的該類阻尼器的動力性能。
　　(2)建立設置有粘彈性阻尼器的無粘結預應力節(jié)段拼裝橋墩的水平強度和變形特征的理論分析模型。采用纖維模型和梁柱單元分析方法分別對各個試件進行彈塑性靜力分析,研究預應力橋墩的抗震性能。纖維模型中采用線彈性純受壓多彈簧模擬接縫,用粘滯材料模擬粘彈性阻尼器性能,分析結果能較好地體現(xiàn)墩柱的整體變形特征。
　　(3)根據上述的研

4、究成果,分別對不同橋墩構造的多跨連續(xù)混凝土梁橋進行三維非線性有限元分析,比較它們在強震作用下的損傷狀況。數(shù)值分析結果表明,由于設置外部可更換粘彈性阻尼器的混合橋墩的能量耗散和自復位能力的提高,支座、橋臺、梁等主要橋梁構件動力反應減小。
　　(4)根據直接基于位移設計(DDBD)方法,對整體現(xiàn)澆橋墩和混合橋墩進行設計,使其在地震作用下既不過分保守,也不產生過度的損害。為了驗證該種設計方法,針對所設計的懸臂墩柱,即現(xiàn)澆整體橋墩,無粘結