冷彎中厚壁矩形鋼管自密實混凝土橋墩抗震性能研究

《冷彎中厚壁矩形鋼管自密實混凝土橋墩抗震性能研究》是依託華中科技大學，由朱愛珠擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：冷彎中厚壁矩形鋼管自密實混凝土橋墩抗震性能研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：朱愛珠
• 依託單位：華中科技大學

中文摘要

內設加勁肋的冷彎中厚壁矩形鋼管自密實混凝土橋墩，是一種新型組合結構，具有承載力高、抗震性能好、加工簡單、施工快捷等優點；合理設計組合柱內部加勁肋能達到最佳化設計塑性鉸區域的目的。本項目採用理論分析、數值模擬和試驗研究相結合的方法：研究冷彎中厚壁矩形鋼管自密實混凝土柱強度計算方法，結合工程實例開展橋墩模型擬靜力試驗；揭示新型組合橋墩的抗震破壞機理，並運用基於位移的適應譜Pushover方法，分析加勁肋設定方式、截面形狀係數、長細比以及混凝土強度等級等因素，對新型組合墩柱振型、頻率、承載能力、變形能力、耗能能力、剛度、破壞形態、塑性鉸區域最佳化設計等的影響；探討實用的基於位移的新型組合橋墩抗震設計與分析方法。項目研究成果有利於推動冷彎中厚壁型鋼結構及其鋼管混凝土結構的理論發展，有利於推廣此類新型組合墩柱在高架橋、互通式立交橋、高速公路橋以及人行橋等工程中的套用，具有重要的理論價值和現實意義。

結題摘要

縱向加勁的冷彎矩形鋼管自密實混凝土柱式橋墩，是一種承載力高、抗震性能好、加工簡單的新型組合結構。本項目運用試驗研究、數值模擬和理論分析相結合的方法，系統研究了內部縱向加勁肋、混凝土等對冷彎中厚壁方鋼管混凝土短柱及柱式橋墩的受力性能的影響：(1)通過對一系列冷彎方鋼管柱(10件)、冷彎方鋼管混凝土短柱(30件)的承載力試驗研究，得出了內部設定的加勁肋、混凝土摻量等對短柱極限承載力、截面強度、延性以及承載力破壞機理等的影響；提出了與試驗相符的短柱承載力數值分析模型；同時，基於國內外現行相關規範，提出了適合中厚壁冷彎方鋼管、方鋼管混凝土組合截面強度計算的方法與建議；開展了冷彎方鋼管混凝土短柱(8件)推出試驗和數值模擬，初步研究了加勁肋布置方式對鋼管和混凝土間粘結性能的影響。(2)結合某互通橋樑工程，首先實現了冷彎鋼管混凝土組合柱式橋墩截面初步設計；然後通過數值模擬對比研究了新型組合橋墩和工程所採用的鋼筋混凝土柱式橋墩受力性能，進行了組合橋墩截面最佳化分析，同時基於最佳化截面分析了內部加勁肋對橋墩靜力性能的影響；最後初步評估了現行規計算方法以及組合橋墩的經濟性。(3)結合理論分析和數值擬結論，主要研究了內部縱向加勁肋布置對凝土組合橋墩的基本抗震性能的影響，提出了此類組合橋墩抗震設計(塑性鉸區域設計)方法的建議。上述研究成果有利於推動冷彎中厚壁型鋼結構及其鋼管混凝土結構的理論發展，有利於推廣此類新型組合墩柱在高架橋、互通式立交橋、高速公路橋以及人行橋等工程中的套用，具有重要的理論價值和現實意義。