《基於性能抗震的非線性土-橋台-橋樑結構相互作用分析》是依託北京工業大學，由韓強擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於性能抗震的非線性土-橋台-橋樑結構相互作用分析
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：韓強
- 依託單位：北京工業大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目擬以鋼筋混凝土支座式橋台為主要研究對象，圍繞複雜受力條件下橋台剪力鍵、橋台-回填土相互作用、碰撞作用等非線性動力性能與斜交橋樑結構非線性動力行為的精細化建模，橋台的抗震性能、損傷破壞機理及失效模式，以及強震作用下非線性土-橋台-橋樑結構相互作用等對斜交橋樑抗震性能的影響及其地震易損性等開展理論分析、數值模擬和模型試驗研究。揭示橋台的地震回響特性和損傷破壞機理，建立基於性能的非線性土-橋台-橋樑結構相互作用的斜交橋樑地震反應分析方法，從而把握斜交橋樑的抗震性能和薄弱環節，並為橋台的抗震設計提供理論基礎和技術支撐，具有重要的理論意義和工程價值。
結題摘要
橋台是橋樑結構與公路工程相接合部位，是地震中橋樑結構的薄弱環節，近幾次大地震的橋樑震害顯示，橋台在地震中損傷破壞嚴重。但當前橋樑抗震設計主要基於橋墩滯回性能，耗能減震和隔震等方法，極少考慮橋台的抗震性能，對於基於性能的橋樑抗震設計，如何確定剪力鍵的抗震性能、計算模型和抗震設計方法，以及土-橋台-橋樑結構相互作用，對橋樑整體結構的地震反應和抗震性能都具有重要意義。 本項目擬以鋼筋混凝土支座式橋台為主要研究對象，圍繞複雜受力條件下橋台重要構件非線性動力性能與橋樑結構非線性動力行為的精細化分析模型，橋台的抗震性能、損傷破壞機理及失效模式，以及地震作用下非線性土-橋台-橋樑結構相互作用及其對斜交橋樑抗震性能的影響開展研究。揭示了橋台的地震回響特性和損傷破壞機理，建立基於性能的非線性土-橋台-橋樑結構相互作用的斜交橋樑地震反應分析方法。 （1）針對我國在役橋樑剪力鍵（外剪力鍵及內剪力鍵）抗震性能問題展開系統的試驗研究，結合試驗結果，劃分了剪力鍵的破壞形態類別特徵和損傷標準，建立了不同破壞模式下剪力鍵承載能力計算公式，給出了不同受力機制下剪力鍵力-位移關係曲線簡化分析模型，並結合橋樑抗震理論闡明了新型剪力鍵抗震性能目標、設計思想、設計方法及設計流程，給出了基於力和位移的剪力鍵設計方法和構造措施的建議。 （2）針對非線性土-橋台-橋樑結構相互作用問題，通過土的極限平衡理論和修正的雙曲線應力-應變關係，給出可計算橋台縱橋向非線性力-位移能力的預測模型，以及適用於橋樑抗震設計的簡化公式。並將簡化公式套用於有限元模型中，分析橋樑上部結構-橋台背牆-回填土相互作用對橋樑結構地震反應的影響，得出預測模型和簡化公式可準確評估橋台縱橋向非線性力-位移能力，且方便套用於橋樑抗震設計。橋台非線性力-位移滯回性能對橋樑結構地震反應有重要影響，在橋樑抗震設計中應合理考慮。 （3）在上述研究基礎上，開展全面考慮斜交橋樑重要構件非線性力學性能和非線性土-橋台-橋樑結構相互作用的橋樑結構動力分析，分析了水平雙向近斷層地震動作用下斜交橋樑結構非線性地震反應，並探討了斜交角、伸縮縫和橫向初始間隙等參數對斜交橋樑地震反應的影響。
