邵长江：地震模拟振动台是如何实现结构抗震试验？

地震模拟振动台是用于模拟各类工程结构在地震下的动力行为的实验设备，类似于人类的运动，振动台系统要动起来，需要提供动力的心脏（油泵），输送血液的血管（动力油管），实现运动的肌肉（作动器），以及控制运动和记录运动结果的大脑（控制系统和数据采集系统），感知运动的神经元和神经网络（传感器和传输线），用来表现运动的是手和脚（类似于振动台系统的台面），所有这些构成了一个完整的振动台试验系统。

就像人们运动之前需要热身一样，振动台进行抗震试验之前，需要提前做些简单运动来热机，是什么样的运动呢，就在在作动器的推动下台面画椭圆，并不停的重复这一动作。当系统得到充分预热，同时系统状态调试合理，等到液压油温和系统状态达到要求后，即可通过给振动台控制系统发送地震运动的指令实现地震模拟。

当控制指令发送给油源系统和作动器之后，油泵开始工作并输送液压油流经油管，带压力的油流入动态作动器，作动器就开始在按照控制系统指定的模式运动，从而带动振动台台面（放置模型的钢平台），实现地震运动。

为了确保指令动力系统（油泵及油管内的液压油就会循环起来）输出动力，液压系统会驱动作动器实现运动的指令，实现运动指令的情况会被数据采集系统记录下来，以方便后续研究使用。液压系统实现运动指令的精准度，可以通过提前设置好的神经系统进行反馈，通过反馈数据和输入数据之间的不断调整（迭代），不断提高实现可靠性和准确性。

通过上述描述可知，振动台系统可以在控制系统指挥下和动力系统的支持下，再现各种想要的地震运动模式。那么，能实现这些运动形式，有哪些作用呢？这正是我们建设振动台试验系统的目的。

如果在振动台实现地震运动时，台面上放置结构模型，即可了解各种结构物在地震作用下的运动行为和破坏现象。当然，振动台大小是有限的，并不是所有想测试地震动力行为的结构都能放到台面上。对于超过振动台台面大小的结构物，则需要将实际结构物的尺寸缩小，根据动力学原理做成缩尺模型，再施加地震运动，从而了解缩尺模型在地震下的给中行为和破坏现象，为人们揭示各类结构物为什么在发生地震损伤和破坏，从而方便总结经验和教训，发展合理的设计理论和设计方法，帮助工程师设计出抗震性能更加优越的工程结构物。

作者介绍：

    邵长江，博士，副教授，博士导师，长期致力于桥梁抗震理论和试验方法研究，长期从事《混凝土桥》、《混凝土桥结构理论》、《大跨桥梁与城市桥梁》、《混凝土结构设计原理》、《钢结构设计原理》等的教学工作。在混凝土空心墩抗震设计理论、桥梁延性及减隔震抗震、工程结构振动台试验方法等方面展开系统深入的研究。主持和主研完成各类科研项目30余项，发表学术论文60余篇。

主要研究方向：1）桥梁抗震分析理论和试验方法；2）工程结构振动台试验技术；3）混凝土材料损伤本构理论。
电子邮箱：shao_chj@swjtu.edu.cn

部分代表性成果：

Qiming Qi, Changjiang Shao, Wang Wei Seismic performance of railway rounded rectangular hollow tall piers using the shaking table test, Engineering Structures, 2020, June, online

Changjiang Shao, Qi Qiming et al, Experimental study on the seismic performance of round-ended hollow piers, Engineering Structures, 2019, 195:309-323

Changjiang Shao, Jiann-wen Woody Ju et al, Seismic applicability of a long-span railway concrete upper-deck arch bridge with CFST rigid skeleton rib, Structural Engineering and Mechanics, 2017, 61(5): 645-655

漆启明，邵长江，韦旺等，铁路圆端空心墩抗震延性的拟静力试验研究，土木工程学报，2020（已录用）

邵长江，漆启明，韦旺，等，铁路圆端空心高墩振动台模型试验研究，土木工程学报，2020，53（2），72-80

邵长江，韦旺，漆启明，等，混凝土墩柱塑性铰区箍筋设计用量试验研究，土木工程学报，2019，52（12），114-123

韦旺，邵长江，肖正豪，等，钢筋混凝土空心墩有效刚度试验研究，土木工程学报，2019年，52（10）：101-110

邵长江，漆启明，韦旺，铁路圆端空心墩抗震延性的拟静力试验研究，土木工程学报，2019, 52（7）：118-128

邵长江，孙南昌，佐雪，等，矩形截面混凝土空心墩塑性铰长度分析，土木工程学报，2018, 51 (11)：120-128

邵长江，漆启明，韦旺等，混凝土空心墩延性抗震性能试验研究，西南交通大学学报，2020，（已录用）

邵长江，韦旺，漆启明等，薄壁空心墩有效刚度研究，铁道学报，2019（已录用）

邵长江，漆启明，韦旺等，铁路圆端空心墩等效塑性铰长度试验研究，铁道学报，2019（已录用）

邵长江，漆启明，韦旺，胡晨旭，混凝土空心墩塑性铰区抗剪计算模型比较分析，西南交通大学学报（工学版），2019年12月网络首发

邵长江，漆启明，韦旺，独柱墩梁桥抗震性能的振动台试验研究，振动与冲击，2019，38（16）:49-55