在近几年的几次震害中,部分经过减隔震设计的桥梁已经经受了地震的考验,表现出良好的性能。目前,桥梁减隔震设计已成为一种重要的桥梁地震防护系统,因此对减隔震桥梁的动力特点进行深入研究是很有必要的。本文在参考国内外减隔震桥梁研究的基础上,针对目前国内减隔震桥梁研究需要进一步完善之处,将减隔震研究由二维扩展至三维研究领域,以西户线减震桥为对象,研究了在一般地震、长周期脉冲型地震作用下减隔震桥梁的地震反应,并对其激振机理进行了研究;进而采用序列二次规划法对桥梁减隔震进行优化;对减隔震桥梁采用突加荷载自由衰减法进行了实桥动力试验。主要研究内容与成果如下: 考虑铅销橡胶支座的水平双向相互影响,以随动硬化模型模拟其空间动力特性,编制了减隔震桥梁的空间动力分析程序;并与序列二次规划法结合编制桥梁减隔震设计的优化程序,从而实现了桥梁减隔震设计的程序化,避免了凭经验和试算的方法选取减隔震装置。 对减隔震桥梁在一般地震波激励下的空间地震反应进行研究,在三维地震动激励下,减隔震桥梁的空间动力反应非常复杂,出现了平动和转动的组合,结果表明,当采用减震技术后可以有效地降低桥梁的地震反应。在长周期脉冲型地震作用下,桥梁的地震反应与频谱丰富的一般地震作用有很大区别,减隔震技术的优势已非常不明显,其位移反应相当大。因此在近断层附近考虑采用减隔震技术时,应该充分考虑长周期脉冲型地震对减隔震桥梁的影响,否则将极易引起梁体碰撞或落梁震害的发生,应当积极采取大变位伸缩装置、防落梁装置和限位装置。 在常遇地震作用下减震支座的强非线性未实现,因此结构可以近似看作线弹性,此时各向振动完全正交,不存在空间振动的相互干涉作用;在罕遇地震作用下,水平双向振动出现了相互干涉,桥梁振动非常复杂,梁体振动不再以支座中心为振动中心,而是出现了横桥向和纵桥向的偏离,在进行桥梁结构的抗震验算时应当充分考虑振动的空间性,否则将导致设计结构不安全。 由于墩的竖向刚度较大,墩顶处竖向加速度与激励加速度接近,而梁体的竖向加速度则变化较大,这将引起桥墩中竖向压力的变化,竖向力将影响桥墩的延