基于碳纳米管加强的磁流变橡胶支座在连续梁桥减隔震中的应用分析#孙航1，LizhiSun2，陈大鹏1*510152025303540（1.哈尔滨工业大学交通科学与工程学院；2.加州大学尔湾分校土木与环境工程学院）摘要：近二十年来的一些大地震中发现，位于发震断层附近的城市高架连续梁桥损毁严重，从而对城市震后抗震救灾工作带来了极大困难，加重了次生灾害，因此需对高架桥进行减隔震设计以降低其地震反应。本文提出一种用于连续梁桥上的新型MREs智能支座装置，只需在传统橡胶支座基础上使用碳纳米管加强的新型MREs替换橡胶，并经由施加外部磁场对支座的剪切刚度和阻尼值进行控制，该智能支座兼具传统支座和lock-up装置的功能，又具有较高的耗能能力。通过一联四跨连续梁的纵向地震反应分析表明，该装置能有效的降低连续桥的地震反应，改善连续梁桥的内力分配，减隔震效果明显。本研究对降低断层附近的连续梁地震反应和促进磁流变智能支座在桥梁减隔震控制中的应用均具有重要意义。关键词：磁流变弹性体；碳纳米管加强；智能支座；连续梁桥；近断层地震；减隔震控制中图分类号：TU997Analysisontheseismiccontrolonthecontinuousbeambasedonthesmartmagnetorheologicalelastomerbearingstrengthenedbythecarbonnano-tubeSUNHang1,LizhiSun2,CHENDapeng1(1.SchoolofTransportationScienceandEngineering,HarbinInstituteofTechnology;2.TheHenrySamueliSchoolofEngineering,UniversityofCalifornia,Irvine)Abstract:Inrecenttwodecadesithasbeenfoundthatmanycontinuousbeamsnearthefaultsweredamagedseriously,andthisresultedinthedifficultiesofthereliefworkandsecondarydisasters.Therefore,it’simportantandnecessarytolowertheearthquakedamagesthroughseismicdesigning.Inthispaperanovelsmartbearingreinforcedwithcarbonnano-tubewasputforward,inthiswaythestiffnessandthedampingofthebearingcanbeadjustedbyapplyingexternalmagneticfield.Thiskindofintelligentbearingcombinesthefunctionsoftraditionalrubberbearingandlock-updevice,meanwhileitcanalsoconsumemoreearthquakeenergy.Accordingtolongitudeseismicresponseanalysisofafour-spancontinuousgirderbridge,thissmartdevicecanreducetheseismicresponseeffectively,changetheinternalforcesdistributiontoabetterstate.Theeffectofseismicmitigationandisolationisveryobvious.Theresearchhasimportantsignificancetoreducingtheearthquakeresponseofcontinuousgirderbridgesnearfaultandpromotingtheuseofsmartmagnetorheologicalbearinginseismiccontrolandisolationinbridges.Keywords:magnetorheologicalelastomer;strengthenedbycarbonnano-tube;smartbearing;continuousbeam;near-faultearthquake;seismiccontrol0引言因具有变形小和行车平稳舒适等优点，连续梁桥是一种在公路及城市桥梁中常采用的结构形式。近二十余年来，全球发生了多次破坏极大的地震，几次著名的强烈地震尤其是1994年美国Northridge地震、1995年日本阪神地震、1999年台湾Chi-chi地震、2008年的中国汶川地震和2010年海地大地震和智利大地震，均导致了区高架连续梁桥大面积倾倒、跨塌，基金项目：博士点基金（20102302120060）；国家自然基金青年基金（51008102）作者简介：孙航（1977.03.05)，男，副教授，主要研究方向：桥梁抗震.bridge_hit@163.com-1-455055606570交通运输中断，使得经济损失十分巨大，如汶川地震中的百花大桥，其距离发震断裂层很近（最近达到1.5km）[1]，高架连续梁桥在地震中的破坏给震后的救灾工作带来了极大的困难，从而加重了次生灾害。可见，随着交通事业的发展，连续梁桥不可避免的会位于发震断层附近，而一旦地震使交通线遭到破坏，可能导致的生命财产以及间接经济损失也将会越来越巨大，所以深入了解和提高连续梁桥在近断层地震下的抗震性能，防患于未然，是十分必要的。为减轻连续梁桥的震害人们提出了各种措施，如安装阻尼器或铅芯橡胶支座等。值得关注的是，一些新兴智能材料如磁流变弹性体（MREs）已被引入到了...