《混凝土斜拉橋橋塔有限延性設計理論與方法研究》是依託同濟大學，由徐艷擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：混凝土斜拉橋橋塔有限延性設計理論與方法研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：徐艷
- 依託單位：同濟大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
由於缺乏對斜拉橋在地震作用下的損傷和破壞過程的基礎研究，我國目前的橋樑抗震設計規範要求在偶遇地震作用下，斜拉橋的橋塔也需基本保持彈性。為達到此性能目標，在工程實踐中往往需要在滿足靜力需求的基礎上大幅度提高塔底和橫樑的配筋率，造成經濟上的不合理，同時也增加了下部基礎的抗震需求。因此，本項目提出了橋塔採用有限延性設計的抗震新策略。針對結構受力特點，重點圍繞考慮斜拉橋橋塔滯回耗能的非線性地震反應與延性需求、性能目標與延性指標以及抗震效能三個主題開展研究。結合數值理論分析，進行中等跨度斜拉橋橋塔模型擬靜力試驗和全橋模型振動台試驗，研究橋塔的非線性損傷過程，確立各構件合理的性能目標及其與各層次構件之間的損傷量化關係，進而建立混凝土橋塔有限延性抗震設計理論並提出相應的設計方法，研究其有限延性能力及其影響因素。在此基礎上，結合典型中等跨度混凝土斜拉橋，評估橋塔經有限延性設計後混凝土斜拉橋的整體抗震效能。
結題摘要
由於缺乏對斜拉橋在地震作用下的損傷和破壞過程的基礎研究，我國目前的橋樑抗震設計規範要求在偶遇地震作用下，斜拉橋的橋塔也需基本保持彈性。為達到此性能目標，在工程實踐中往往需要在滿足靜力需求的基礎上大幅度提高塔底和橫樑的配筋率，造成經濟上的不合理，同時也增加了下部基礎的抗震需求。因此，本項目針對斜拉橋的結構受力特點，重點圍繞考慮斜拉橋橋塔滯回耗能的非線性地震反應與延性需求、性能目標與延性指標以及抗震性能三個主題進行了研究。結合數值理論分析，進行了中等跨度斜拉橋橋塔模型擬靜力試驗和全橋模型振動台試驗，研究橋塔的非線性損傷過程，確立各構件合理的性能目標及其與各層次構件之間的損傷量化關係，提出了中等跨度斜拉橋有限延性抗震設計的初步延性性能指標：以可修復性損傷狀態作為H型混凝土橋塔的性能目標，其對應的材料層面的要求為縱向鋼筋應變小於0.55倍極限拉應變，約束混凝土小於0.75倍極限壓應變；結構層面的位移角限值為下橫樑相對於地面的層間位移角不超過0.0163，上橫樑相對於下橫樑的層間位移角不超過0.0183。但值得一提的是，該性能指標的量值目前還不能直接套用到除原橋以外的實際工程，但本項目提出的思路和研究方法完全可以針對特定的斜拉橋進行計算分析，得到定量的性能指標。針對H型混凝土橋塔的斜拉橋，本項目結題後的研究工作將提供考慮不同軸壓比和上、下橫樑與塔柱相對高度位置變化的相對通用性能指標，通過後續的試驗和理論研究不斷的完善已提出的有限延性性能指標，最終建立的有限延性指標將對斜拉橋的抗震設計提供更為經濟的設計方案。
