基于摇摆机械铰连接的自复位桥墩抗震性能研究

摘要

为减少自复位桥墩的摇摆界面可能由压力造成的混凝土压碎和预应力损失,同时加快预制桥墩与承台的连接速度,基于某采用钢筋提供耗能能力及恢复力的可恢复铰(简称RH铰),提出一种新型摇摆机械铰。该新型摇摆机械铰(简称摇摆铰)首先将RH铰的普通钢筋改为无粘结预应力筋和U形耗能器,分别为桥墩系统提供自复位能力和耗能能力,形成球形机械铰(简称球形铰),再增大支点与墩中心线的距离使重力提供稳定力矩。对该摇摆铰与球形铰结构构造进行对比分析,推导摇摆铰桥墩和球形铰桥墩的荷载~位移关系,对比2种桥墩的滞回曲线,并以某四跨连续梁桥为背景,采用非线性时程分析方法对比分析采用摇摆铰和球形铰桥梁的地震响应。结果表明:摇摆铰桥墩的滞回曲线呈典型的旗帜形,而球形铰桥墩的滞回曲线可用弹塑性曲线表示;在相同条件下,摇摆铰桥墩比球形铰桥墩具有更强的水平承载能力和自复位能力;与采用球形铰的桥梁相比,采用摇摆铰的桥梁中墩处主梁峰值位移更大,中墩墩底剪力相近,残余位移更小,自复位性能更优。