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强震下大跨度斜拉桥主塔的横向弹塑性性能研究

 国家重点基础研究发展计划(“973”计划)项目(2013CB036302)

      目前,国内外的桥梁抗震设计规范普遍要求斜拉桥主塔在设防地震下保持弹性,抗震设计中对桥梁进行弹性地震反应分析和主塔强度验算。在横桥向,由于塔、梁间普遍采用固定约束方式,主塔的地震力往往控制其结构设计。于是,桥塔的横向弹塑性性能就成为斜拉桥抗震设计中需要研究的重要问题。本研究方向的总体目标,是针对我国典型的大跨度斜拉桥:倒Y型混凝土桥塔斜拉桥,开展强震下主塔的横向弹塑性性能研究,揭示其地震破坏机理和延性性能,为斜拉桥的有限延性抗震设计提供理论基础。主要研究内容包括:

  1. 基于OpenSees非线性有限元平台,以一座典型千米级倒Y型混凝土主塔斜拉桥为背景,建立考虑主塔弹塑性的精细化非线性全桥有限元模型,采用IDA方法分析倒Y型混凝土桥塔的横向地震破坏机理和延性性能。

  2. 提出一种适用于大跨度斜拉桥主塔横向抗震分析的惯性力推倒分析方法(IPA),并以IDA方法为基准验证IPA方法的正确性。

  3. 基于IPA方法,建立跨度斜拉桥的单塔结构模型和两点位移加载模式,开展倒Y型混凝土桥塔的模型拟静力试验,揭示强震下混凝土桥塔的横向地震破坏机理和延性性能。

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