随着我国高速铁路建设的飞速发展,有必要对高速铁路桥梁进行抗震设计。与传统抗震设计方法相比,减隔震技术在高速铁路桥梁抗震设计的应用更加广泛。基于“支座功能分离”的设计思想,提出了将高分子材料聚氨酯和金属铅组合成桥梁减隔震装置—聚氨酯-铅芯阻尼器。本文通过刚度及耗能试验研究聚氨酯-铅芯阻尼器的力学特性和耗能能力,对聚氨酯-铅芯阻尼器简支梁桥的减隔震设计方法和减隔震效果及影响因素进行了系统研究。研究内容如下:1、阐述了聚氨酯-铅芯阻尼器的结构形式、工作机理、安装方式,给出了设计参数的计算模型和计算流程图,推导了初始刚度和临界弹性位移的计算公式。对JA、JB两组聚氨酯进行材性试验得到材料的弹性模量和泊松比,得到JB性能优于JA,确定JB作为铅芯的包裹物。2、对四组足尺的聚氨酯-铅芯阻尼器试件进行刚度及耗能试验研究,了解试件的破坏过程和破坏形态,得到试件的滞回曲线,建立了聚氨酯-铅芯阻尼器的恢复力模型,并评价其强度、刚度、耗能能力等力学性能;对聚氨酯-铅芯阻尼器的滞回过程进行数值模拟对比试验结果,验证数值模拟结果的准确性。3、阐述了计算等效刚度和等效阻尼比的6种等效线性化计算方法,确定了聚氨酯-铅芯阻尼器的等效刚度和等效阻尼比的计算方法。分析了聚氨酯-铅芯阻尼器梁式桥系统阻尼比和阻尼影响系数。给出了单自由度反应谱减隔震设计简化计算方法的步骤和流程图,并应用简化方法计算简支梁桥工程实例,计算结果的减震率在70%以上,表明聚氨酯-铅芯阻尼器减隔震效果良好。4、对采用聚氨酯-铅芯阻尼器的简支梁桥纵桥向进行非线性时程分析计算地震响应,并与简支梁桥减隔震简化计算方法进行对比,得出结论:两种计算方法的对比结果吻合良好,互相验证方法准确性,表明聚氨酯-铅芯阻尼器在地震作用下发挥了良好的耗能性能,降低地震响应,减隔震效果良好。研究分析了屈服强度、屈后刚度比、桥墩高度、活动支座的摩擦等影响因素对减隔震效果的影响。