大跨、高墩桥梁抗震设计关键技术
报送单位:同济大学 推荐单位:同济大学

产生时间:2009

支撑项目(平台):2009年国家科技进步一等奖

参与单位:同济大学

所属学科:土木工程

主要贡献者:范立础,李建中,叶爱君,彭天波,王志强,袁万城,管仲国,魏红一,徐艳,杨澄宇

成就简介:本研究成果为我国大型桥梁结构的自主设计以及为确立我国的桥梁建设的强国提供了技术支撑,对于最大程度减轻桥梁的地震灾害,保障人民生命财产的安全,保证震后救灾工作的顺利进行,减少次生灾害都具有重要的意义。

桥梁建设必须解决桥梁的抗震安全性。近几十年,全球发生了多起破坏性特别大的地震,历次地震灾害的共同特点:由于道路和桥梁工程遭到严重破坏,切断了震区交通生命线,造成救灾工作的巨大困难,导致巨大生命和经济损失。历次大地震一再显示了桥梁工程破坏的严重后果,也一再表明了桥梁抗震研究的重要性。本项目围绕大跨度桥梁(斜拉桥、悬索桥、拱桥)和高墩桥梁,开展抗震设计关键技术研究,形成了具有创新性的成果,对跨江海和山谷特大桥梁的抗震设计具有重大应用和推广价值。主要成果有:(1)在大跨度桥梁寿命期内,破坏性地震发生概率非常小,要求结构所有构件都能抵御这种极端的地震而不发生损伤,既不经济又不现实。本项目首次提出基于工程寿命期内各构件的重要性、可修性、可换性、可检性和地震破坏后修复难易程度的抗震设计方法与相应设防标准,即基于寿命期与性能的大跨度桥梁抗震设计方法。(2)首次对大跨桥梁高桩承台基础的抗震设计进行了系统研究,建立了实用计算模型,揭示了承台质量、冲刷效应等对大跨桩基桥梁地震反应的影响规律,提出了高桩承台基础的抗震验算指标体系,集成了高桩承台基础的抗震设计技术。(3)结合东海大桥、苏通长江大桥、武汉天兴洲公铁两用大桥等多座国家重大桥梁工程的抗震研究,提出塔梁间采用非线性粘滞阻尼器连接的结构体系和减震技术,研究成果提升了我国大跨度桥梁的减震技术水平。(4)首次研究了高墩在地震下的损伤、破坏过程,提出了高墩抗震设计对策以及合理分配山区典型高、低墩桥梁纵、横向地震力的措施与方法;基于场地土层二维模型,对多联超长连续梁桥进行了多点激振效应分析,揭示了多点激振对超长多跨连续梁桥地震反应的影响规律。(5)开发研制了大吨位全钢双曲面球型减隔震支座,填补了我国大吨位减隔震支座空白。该产品目前已产业化,最大竖向承载能力已达8000吨,为国内最大减隔震支座。  成果已应用于上海卢浦大桥、东海大桥、苏通长江大桥、武汉天兴洲公铁两用大桥等30余座国内重大桥梁工程。我国正在建设的400m以上大跨度桥梁23座,研究成果直接应用16座,占其中70%。成果内容被国家行业推荐性标准《公路桥梁抗震设计细则》采用。成果总体达到国际先进水平,部分达到国际领先水平,为确立我国的桥梁强国地位提供了抗震技术支撑。

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