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节段预制拼装桥墩目前多用于低烈度地区的高速路桥和运河桥上,原因是这些工程对施工环境和工期要求高,可充分发挥工厂化预制优势。地震时节段拼装桥墩底部接缝处破坏严重、耗能性差和墩顶位移需求高的缺点限制了其在中高烈度地区的推广。本文针对节段拼装桥墩底部接缝处破坏严重的问题采用钢管混凝土桥墩解决,为改善结构耗能性并降低墩顶位移,提出一种在墩底和桥墩节段间设置限位拉杆的新型耗能减震装置。此外,针对目前此类桥墩研究仅停留在单个桥墩上存在的尺寸局限性,文中进一步研究了实际结构尺寸下的地震响应,提出在高烈度区应采用防落梁装置配合本文限位拉杆装置共同控制固定墩墩顶位移以避免强震中的落梁危害。主要研究内容如下:(1)根据节段拼装钢管混凝土桥墩的结构特点,确定适合本文研究对象的理论依据和计算方法。利用Opensees建立相关文献中对应试件的数值模型,通过对比结果验证建模计算方法的可靠性。(2)引入新型限位拉杆装置进行拟静力分析,通过对安装限位拉杆前后的节段拼装钢管混凝土桥墩和整体钢筋混凝土桥墩三者的拟静力性能对比,分析限位拉杆对节段拼装钢管混凝土桥墩抗震性能的影响以及节段拼装桥墩与现浇桥墩抗震性能的差异。(3)阐述采用节段拼装钢管混凝土桥墩的桥梁体系下部结构整体设计,包括墩身截面尺寸、轴压比、预应力及限位拉杆布置等。用拟静力方法研究采取不同恒载轴压比、预应力度、长细比及限位拉杆时对其抗震性能的影响,根据分析结果进行设计优化。(4)分别建立下部结构为节段拼装钢管混凝土桥墩和现浇钢筋混凝土桥墩的连续梁桥模型,研究设置限位拉杆后对节段拼装钢管混凝土桥墩的减震效果,并与现浇桥墩的地震响应对比。强震下通过在墩梁处设置纵向拉索限位器与本文限位拉杆共同配合,分析其对固定墩墩顶位移的控制效果。通过以上研究可知本文提出的新型限位拉杆装置可以明显提高地震中节段预制拼装钢管混凝土桥墩的耗能能力,显著降低墩顶位移需求,震后可修复性好,在高烈度地区配合防落梁限位器可有效避免落梁危害。