地震对桥梁结构的威胁最大，每次发生后，公路桥梁的设计规范都会被重新修订。例如在日本，阪神地震（1995年）和东北大地震（2011年）事件之后，公路桥梁的设计规范被修改了几次，其中包括桥梁的最大允许损失量。但是目前仍存在许多由旧的规范设计的桥梁。这些桥梁的抗震性能需要通过新的抗震设计规范标准进行评估。如果抗震性能不理想，应对现有的桥梁进行加固改造。为此，许多阻尼器，例如流体黏滞阻尼器、固体黏弹性阻尼器、滑动摩擦阻尼器、ADAS阻尼器、屈曲约束支撑（BRB）等都正在抗震设计中使用。这其中，BRB是设计工程师们常用的一种阻尼器。值得注意的是，BRB已被证明在耐用性和可靠性方面具有优势。
BRD阻尼器的力学性能
BRB仅使用于建筑抗震设计，但自1988年首次被使用以来，已逐步开发用于桥梁抗震设计中。对钢拱桁架桥进行分析研究发现，其中的斜向构件和横向支撑构件可以由BRB代替。该方法不仅可以解决抗震的设计问题，而且还可以改造现有的钢桁架桥。从以前的研究中可以看出，BRB通常以这样的方式使用，即它们可以取代桁架桥的部分构件。
屈曲约束支撑（BRBs）通常被认为是属于支撑系统中的一部分，而不是抗震设计中阻尼系统的一部分。因此，可以把BRB看作独立的构件，或者是一种外部的阻尼器，而不再作为支撑系统或结构中的一部分。在本文所研究的案例中，把这种阻尼器称为屈曲约束阻尼器（BRD）。BRD与BRB具有相同的特性和设计过程。它们都属于金属阻尼器，其工作原理都是基于钢的塑性及屈服准则。
图1 带有非屈服部分的屈曲约束阻尼器（BRD）
为了使用BRD增强桥梁的抗震性能，应考虑设计参数，如BRD的长度、横截面积、位置和倾斜度。关于BRD的长度，文献中有一些研究。对BRD的整个模型进行了分析和实验研究，其中包括屈服部分和刚性部分。屈服芯的长度与BRD的总长度之间的比值取为0.20.4，并且轴向应变高于3%。对于普通的BRB，长度比通常在0.6～0.8之间变化，轴向应变为1%～2%。因此，在两种情况下研究了BRD的屈曲载荷：屈服芯放置在BRD的中间，以及屈服芯放置在BRD的一端。除此之外，还比较了BRD消耗的能量与减少的屈服部分长度和传统BRD消耗的能量。研究表明，当较短的屈服芯放置在BRD的一端时，可以获得更高的屈曲能力。因此，短芯的BRD比传统BRD的能量吸收能力高出1.3倍。
随着屈服芯长度的减少，BRD上的塑性应变增加，其能量吸收能力变得更大。因此，BRD可以有效地维持结构的抗震性能。尽管先前已经研究过BRD屈服芯长度的有效性，但是尚未评估其在实际地震条件下，对现有桥梁的抗震性能的影响。此外，还没有评估其他参数的有效性，例如BRD屈服芯的倾斜度和横截面积。因此，本研究将考虑BRD设计参数的有效性，例如BRD的长度、横截面积、位置、倾斜度，对现有钢桁架桥的抗震性能的影响。
建立桁架桥的分析模型
无BRD的抗震模型
以跨度为74.4m的单跨简支钢桁架桥为例，桥面板为钢筋混凝土结构，宽度为10.6m，厚度为0.2m。钢材为SM490Y和SM400。本研究未考虑混凝土桥面板的损坏，因此，采用简化的弹性模型来考虑动态分析中的空间刚度和惯性。
图2 桁架桥模型
在ABAQUS中，采用B33型三维梁单元。10个有限单元用于横向支撑的每个构件，5个用于其他桁架构件。每个桁架构件的节点被定义为完全刚性连接，节点处的约束类型对桥梁的动态响应几乎没有影响。混凝土桥面采用S4R型壳单元建模。桥面板与下面的梁进行刚性连接。该模型总共使用了1180个梁单元和168个壳单元。
图3 新泻地震波
采用隐式动态分析方法，其中动态分析方程中使用的最大时间增量为0.03s。采用瑞利阻尼，参考模型的前两阶主振模态，假设混凝土桥面板的阻尼比为0.03，钢构件的阻尼比为0.02。
图4 受损构件的应力时程分析结果
本研究未考虑人群及车辆荷载，但根据日本规范考虑了荷载分布系数，分别取1.7和1.5来表示桥梁中的非结构构件的质量，及螺栓的质量。使用最大加速度1.164g的新泻地震波作为输入波，评估桥梁的抗震性能。该地震波比2级（II型）设计地震波的强度更大。需要注意
