设置多级屈服耗能BRB的桥梁排架墩等能量设计方法

摘要

传统防屈曲支撑（BRB）被广泛用于桥梁排架墩的减震控制，但其屈服后刚度较低和变形能力较小，难以有效控制强震下的峰值位移和残余位移。为此，将传统单一材料组成的BRB核心变形段替换为两种具有不同屈服点的材料，使其整体力学特性呈分级屈服的多线性，形成多级屈服耗能的防屈曲支撑（MSBRB）。将MSBRB作为保险丝构件应用于排架墩以提升其抗震性能，采用等能量的设计方法，以设置MSBRB排架墩体系的能力曲线为设计目标，考虑体系在逐渐增强的地震动荷载作用下的塑性发展机制和能力曲线特征，在中国公路抗震设计规范基础上发展了三阶段的抗震设计流程。最后，结合一排架墩设计案例并通过非线性时程分析证明了所提出设计方法的可行性和准确性。结果表明：设计方法可以较好地预测不同地震水平下MSBRB排架墩体系的性能状态，设计值与模拟值最大误差不超过6%，能达到不同地震水平的设计目标；设置MSBRB能显著降低排架墩的墩顶位移，E2地震作用水平下可使排架墩保持弹性状态，在更强的地震水平下也可有效降低排架墩的损伤，说明MSBRB可更为高效地提升排架墩抗震性能，实现排架墩的损伤控制。

关键词

排架墩 / 基于等能量的设计方法 / 结构保险丝 / 多级防屈曲支撑 / 能量修正系数

基金资助

国家自然科学基金项目（52268075）; 甘肃省重点研发计划项目（22YF7GA161）; 陇原青年创新创业人才（团队）资助项目（20230201）