桥梁结构在其使用寿命期间的安全性和功能韧性至关重要，尤其是在强地震作用下[1,2]。由于其高可靠性、无需维护以及低外部能量需求等固有优势，被动振动控制技术已成为提高桥梁抗震韧性的关键方法[[3], [4], [5]]。
根据最新研究，传统的被动振动控制阻尼器（TPDs）可以根据其能量耗散机制分为三种主要类型：速度依赖型、位移依赖型和复合型[[6], [7], [8]]。由于这些TPDs具有结构简单、性能稳定和维护要求低等优点，已被广泛应用于桥梁振动控制[[9], [10], [11]]。然而，在具有长周期和多模态振动特性的复杂桥梁系统中，TPDs的应用和阻尼效果仍面临挑战[12,13]。也就是说，TPDs的阻尼性能高度依赖于结构变形的幅度，可能导致它们无法达到有效运行的激活阈值[14,15]。例如，在正常地震激励下，SCRB桥墩顶部的相对位移幅度通常低于TPDs的运行位移要求，导致其能量耗散效率降低超过30%[16,17]。因此，位移依赖性这一固有缺陷严重限制了现有TPDs在超柔性桥梁中的有效应用。
为了解决TPDs的位移阈值限制，位移放大阻尼器（DADs）近年来成为研究热点[18,19]。DADs采用创新的位移放大机制（如杠杆、齿轮齿条系统或剪刀铰链）来几何放大结构相对位移，从而驱动核心阻尼单元进行高效能量耗散[20]。例如，一种支架支撑系统通过三角形几何关系放大位移[21]，而剪刀千斤顶机制则利用铰接四边形实现位移增益[22]。最新研究表明，DADs的等效减幅比可提高20%以上[23]。然而，它们的实际应用仍面临两个根本限制：首先，DADs的附加质量相对较大，可能会激发受控结构的高阶模式响应，从而加剧局部应力集中[24]；其次，DADs复杂的传动机构在强地震的循环载荷下容易发生疲劳开裂和间隙累积，可能严重影响长期服务可靠性[[25], [26], [27]]。因此，上述DADs难以满足大型桥梁结构阻尼装置的鲁棒性和耐久性要求。
为了解决这些问题，滚珠丝杠惯性系统（BIS）作为一种创新解决方案展示了突破潜力[28,29]。BIS通过将线性运动转换为飞轮旋转，实现了远超其物理质量的虚拟质量效应，避免了显著的物理重量增加和传统机械磨损问题[30]。卢[31]证明，惯性粘性阻尼器（IVD，一种BIS）的能量耗散能力比传统粘性阻尼器（VD）高出28%。马[32]还证明了IVD在降低建筑物结构地震响应方面的优越性。在此基础上，赵[33]提出了一种具有更强宽带振动减振和抗污染能力的惯性颗粒阻尼器（IPD）。通过理论建模，毕[34]研究了关键参数对IPD能量耗散性能的影响，包括颗粒质量比、惯性容器质量比和运动放大系数。结果表明，减少颗粒质量需求可以同时抑制结构位移和加速度响应；同时增加颗粒质量比可以进一步提高能量耗散能力。基于这些研究，马[35]提出了一种旋转惯性沙阻尼器，并通过实验验证了其优异的滞后能量耗散特性。最新研究表明，BIS系统在结构振动控制方面具有巨大潜力，尤其是在大型桥梁和高层建筑中。然而，关于BIS的初步研究主要集中在理论和小规模实验案例对其优势和阻尼效果的验证上。迫切需要为实际结构（特别是复杂和大型桥梁及建筑）提出和验证BIS的实际建造和应用方法。
鉴于此，本研究首次提出了一种用于复杂和大型桥梁地震控制的惯性颗粒吸振器（IPA），并介绍了IPA的组成部件和工作原理。随后，基于相似性理论设计并制造了具有最佳设计参数的IPA及其对应的1/20比例尺SCRB模型。然后，对装有IPA和未装有IPA的SCRB进行了振动台试验，系统研究了IPA的阻尼效果。
