橋梁結(jié)構(gòu)非線性分析

本項目擬以鋼筋混凝土支座式橋臺為主要研究對象，圍繞復(fù)雜受力條件下橋臺剪力鍵、橋臺-回填土相互作用、碰撞作用等非線性動力性能與斜交橋梁結(jié)構(gòu)非線性動力行為的精細化建模，橋臺的抗震性能、損傷破壞機理及失效模式，以及強震作用下非線性土-橋臺-橋梁結(jié)構(gòu)相互作用等對斜交橋梁抗震性能的影響及其地震易損性等開展理論分析、數(shù)值模擬和模型試驗研究。揭示橋臺的地震響應(yīng)特性和損傷破壞機理，建立基于性能的非線性土-橋臺-橋梁結(jié)構(gòu)相互作用的斜交橋梁地震反應(yīng)分析方法，從而把握斜交橋梁的抗震性能和薄弱環(huán)節(jié)，并為橋臺的抗震設(shè)計提供理論基礎(chǔ)和技術(shù)支撐，具有重要的理論意義和工程價值。

橋臺是橋梁結(jié)構(gòu)與公路工程相接合部位，是地震中橋梁結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)，近幾次大地震的橋梁震害顯示，橋臺在地震中損傷破壞嚴重。但當前橋梁抗震設(shè)計主要基于橋墩滯回性能，耗能減震和隔震等方法，極少考慮橋臺的抗震性能，對于基于性能的橋梁抗震設(shè)計，如何確定剪力鍵的抗震性能、計算模型和抗震設(shè)計方法，以及土-橋臺-橋梁結(jié)構(gòu)相互作用，對橋梁整體結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)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臺為主要研究對象，圍繞復(fù)雜受力條件下橋臺重要構(gòu)件非線性動力性能與橋梁結(jié)構(gòu)非線性動力行為的精細化分析模型，橋臺的抗震性能、損傷破壞機理及失效模式，以及地震作用下非線性土-橋臺-橋梁結(jié)構(gòu)相互作用及其對斜交橋梁抗震性能的影響開展研究。揭示了橋臺的地震響應(yīng)特性和損傷破壞機理，建立基于性能的非線性土-橋臺-橋梁結(jié)構(gòu)相互作用的斜交橋梁地震反應(yīng)分析方法。 （1）針對我國在役橋梁剪力鍵（外剪力鍵及內(nèi)剪力鍵）抗震性能問題展開系統(tǒng)的試驗研究，結(jié)合試驗結(jié)果，劃分了剪力鍵的破壞形態(tài)類別特征和損傷標準，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(guān)系曲線簡化分析模型，并結(jié)合橋梁抗震理論闡明了新型剪力鍵抗震性能目標、設(shè)計思想、設(shè)計方法及設(shè)計流程，給出了基于力和位移的剪力鍵設(shè)計方法和構(gòu)造措施的建議。 （2）針對非線性土-橋臺-橋梁結(jié)構(gòu)相互作用問題，通過土的極限平衡理論和修正的雙曲線應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系，給出可計算橋臺縱橋向非線性力-位移能力的預(yù)測模型，以及適用于橋梁抗震設(shè)計的簡化公式。并將簡化公式應(yīng)用于有限元模型中，分析橋梁上部結(jié)構(gòu)-橋臺背墻-回填土相互作用對橋梁結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)的影響，得出預(yù)測模型和簡化公式可準確評估橋臺縱橋向非線性力-位移能力，且方便應(yīng)用于橋梁抗震設(shè)計。橋臺非線性力-位移滯回性能對橋梁結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)有重要影響，在橋梁抗震設(shè)計中應(yīng)合理考慮。 （3）在上述研究基礎(chǔ)上，開展全面考慮斜交橋梁重要構(gòu)件非線性力學(xué)性能和非線性土-橋臺-橋梁結(jié)構(gòu)相互作用的橋梁結(jié)構(gòu)動力分析，分析了水平雙向近斷層地震動作用下斜交橋梁結(jié)構(gòu)非線性地震反應(yīng)，并探討了斜交角、伸縮縫和橫向初始間隙等參數(shù)對斜交橋梁地震反應(yīng)的影響。 2100433B

本書系統(tǒng)介紹了作者十五年來在橋梁結(jié)構(gòu)抗震減震領(lǐng)域的相關(guān)研究工作。全書共14章，主要內(nèi)容包括：地震動特性及輸入問題，橋梁結(jié)構(gòu)彈性地震反應(yīng)分析方法，橋梁主要構(gòu)件非線性分析模型，RC橋墩非線性分析模型，土-基礎(chǔ)-橋梁結(jié)構(gòu)相互作用，橋梁地震反應(yīng)非線性分析方法，直接基于位移的橋梁抗震設(shè)計方法，空間地震動作用下橋梁隨機反應(yīng)，基于多尺度有限元建模的橋梁地震倒塌分析，橋梁地震保護裝置，減隔震橋梁地震反應(yīng)分析方法，搖擺橋梁結(jié)構(gòu)分析與抗震設(shè)計，橋墩地震動水壓力分析方法，以及橋梁結(jié)構(gòu)模型動力試驗等。