《高性能鋼-混凝土組合結構橋樑體系研究》是依託清華大學，由聶建國擔任項目負責人的重點項目。
基本介紹
- 中文名：高性能鋼-混凝土組合結構橋樑體系研究
- 依託單位：清華大學
- 項目負責人：聶建國
- 項目類別：重點項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
鋼-混凝土組合結構橋樑通過充分發揮不同材料的優勢，在受力、施工、耐久、經濟等方面能夠表現出很高的綜合性能，已成為橋樑工程未來的重要發展方向之一。本項目擬針對組合結構橋樑當前研究的不足和發展趨勢，對組合結構橋樑體系展開全面深入的研究，具體內容包括：提出多種新型組合結構橋樑最佳化形式，並對其開展大比例模型試驗，研究全過程工作機理，建立相關的計算模型和設計方法；針對組合結構橋樑的基本受力特徵，對其靜力行為和受力機理展開研究，建立較為完善的考慮施工全過程、收縮徐變、混凝土開裂、滑移效應及預應力等因素共同影響的計算模型；針對組合結構橋樑的抗震性能，研究關鍵構件在複雜邊界條件下的滯回性能，提煉能充分反映組合結構複雜受力狀態的高效數值模型，建立能準確反映結構在地震作用下受力特徵的組合結構橋樑體系地震反應分析模型，提出適用於組合結構橋樑體系的抗震設計方法及減震控制措施。
結題摘要
鋼-混凝土組合結構橋樑通過充分發揮不同材料的特點，在最佳化結構受力、減輕結構自重、方便結構施工、增強結構耐久性及改善經濟指標方面更具競爭優勢，是高性能橋樑結構體系的突出代表之一。本項目通過試驗研究、數值模擬、理論分析以及最佳化設計等手段，從新型結構體系、關鍵靜力性能以及體系抗震性能三個方面展開研究，主要完成的研究工作和取得的研究成果包括：（1）研發抗拔不抗剪綜合抗裂新技術、雙重組合作用技術、新型波形鋼腹板組合橋、新型組合剛構橋以及超高性能混凝土組合橋面系等多種受力性能優越的組合結構橋樑新形式和新技術，並提出相應的設計方法和構造措施；（2）針對不同形式新型組合結構橋樑體系開展了系列模型試驗研究，深入研究了包括曲線組合梁橋、斜拉橋組合橋面系、懸索橋組合橋面系等複雜組合結構橋樑體系的空間受力行為，全面揭示鋼-混凝土界面、抗拔不抗剪連線件、鋼混結合段等局部受力性能，分析了組合結構橋樑體系的全過程非線性受力行為；（3）在試驗研究以及有限元數值模擬參數分析的基礎上，建立了可考慮滑移、剪力滯後效應、施工全過程、收縮徐變、混凝土開裂、預應力等因素共同影響的組合結構橋樑體系統一理論分析模型；（4）通過消能元件、減震構件及抗震體系的試驗和理論研究，建立可考慮關鍵組合構件複雜受力工況的組合結構橋樑體系抗震反應4D分析模型，研究組合結構橋樑體系的地震反應機理和損傷演變規律；（5）基於大型通用有限元程式提供的子程式接口，開發出多個組合結構橋樑體系中關鍵元件的分析程式，集成組合結構橋樑體系的多尺度數值模型，建立了針對組合結構橋樑體系的準確、高效且便捷的計算分析手段；（6）提出的組合結構橋樑體系新型結構形式、靜力性能分析方法和抗震設計理論等成果在天津海河吉兆橋、重慶永川長江大橋、洞庭湖大橋等重大橋樑工程中得到實踐和套用，可為高性能組合結構橋樑體系的設計和分析提供重要科學依據。
