新型外置组装3U耗能器(EA3UED)增强预制桥墩抗震性能的实验与解析研究

本文创新性地提出外置组装3U耗能器(EA3UED)，通过钢带连接技术显著提升预制桥墩(PBPs)的抗震性能。实验表明，EA3UED使墩柱侧向承载力提升28.03%、耗能能力增强86.88%，同时降低64.54%残余位移。该设计兼具多向抗力、可检可换等优势，为高烈度地震区桥梁工程提供经济高效的抗震解决方案。

　　

Highlight

本研究通过实验验证了外置组装3U耗能器(EA3UED)对预制桥墩(PBPs)抗震性能的显著提升。EA3UED由高强钢U型组件构成，通过独特钢带与墩柱连接，实现多向抗力与震后快速更换。

Failure modes

图10(a)-(b)展示了试件的最终破坏模式。分段式墩柱设计通过预制接缝控制变形，破坏模式表现为：1)墩柱脚部混凝土压碎；2)预应力筋屈服；3)EA3UED断裂。配备EA3UED的试件(P-EA3UED)主要呈现U型组件屈服，而传统试件(P-NED)则在下部墩柱区域出现严重损伤。

Verification of the analytical solutions for capacity deformation

图18对比了带/不带EA3UED的PBPs荷载-位移解析解与实验结果，包括屈服荷载F_L(Y)和极限荷载F_L(U)。解析模型能准确预测关键性能参数，适用于初步设计与优化。

Conclusions

EA3UED创新设计使PBPs侧向承载力提升28.03%，耗能能力提高86.88%，刚度增加30%，同时显著降低残余位移。该技术为地震区桥梁建设提供了兼具高抗震性、经济性和可维护性的解决方案。