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考虑河床冲刷的桩基桥梁抗震性能研究

国家自然科学基金项目(51278375)

        河床冲刷是跨江河桥梁的一种常见自然灾害,包括一般冲刷和局部冲刷两种效应。冲刷效应对跨河桥梁的地震动输入、动力特性、地震反应和抗震行为都有非常不利且复杂的影响,对桥梁桩基础的抗震性能影响尤为显著。因此,考虑河床冲刷效应,对桩基桥梁的抗震性能进行系统研究,具有非常重要的科学意义和工程价值。本研究方向的总体目标,是建立能有效考虑河床冲刷效应的桩基桥梁地震反应分析方法,揭示河床冲刷对桩基桥梁地震反应的影响规律,以指导跨江河桩基桥梁的抗震设计。主要研究内容包括:

  1. 采用解析法,研究河床冲刷深度变化对桩基桥梁动力特性和地震反应的影响规律,并推导最不利冲刷深度的计算公式;

  2. 开展桩基桥梁的单墩模型振动台试验,研究冲刷深度变化对场地地震动、桩基桥梁地震反应、以及损伤破坏模式的影响;

  3. 基于场地-基础-结构一体化建模方法,研究冲刷效应和河谷场地的模拟方法,建立二维河谷场地-桩基础-桥梁一体化非线性有限元模型;

  4. 基于一体化精细模型,进行非线性时程分析,揭示冲刷效应对桩基桥梁地震反应的影响规律,并建立简化分析方法。

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