新型铁路高墩抗震性能与设计方法研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51668035
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    40.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0805.工程材料
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

High piers railway bridge have been widely applied in high-intensity earthquake areas in western China. The earthquake damage of high pier bridge has great influence on the political, economic and national defense, because high pier bridge cannot be replaced in the route. Based on the concept that main components have no earthquake damage, secondary components damage can be repaired or replaced, this project presents a new type of railway high pier structure, and studies its seismic behaviors and design methods. The new high pier is mainly composed of four columns (major component) and secondary members, the secondary members are the horizontal linkages between columns. The horizontal load bearing capacity, hysteretic characteristics, skeleton curves, energy dissipation capacity and failure mode are obtained based on the pseudo static model test. The numerical analysis model is established, and the analysis model is verified or corrected based on the shaking table model test results. Failure mechanism of the new high pier is revealed by numerical analysis and mechanism of high modes is clarified. The laws between the location, numbers and the key parameters of secondary components and the seismic responses are investigated. Measures for dealing with the higher mode effects are proposed. The quantitative indicators of seismic performance for secondary components are presented, based on the finite element analysis and component testing. Seismic design methods for railway high pier are established.
高墩在我国西部高烈度地震区的铁路中被大量采用。高墩桥梁在线路中具有不可替代性,其地震破坏对政治、经济及国防有重大影响。基于主要构件在地震中基本无损伤,次要构件损伤可修复或可更换理念,本课题提出一种新型铁路高墩结构,并研究其抗震性能及设计方法。新型高墩主要由四个墩柱(主要构件)及墩柱之间的纵、横向联系(次要构件)组成。通过拟静力模型试验,获得水平荷载作用下的极限承载能力、滞回特性、骨架曲线、耗能能力及破坏形态。建立数值分析模型,基于振动台模型试验结果进行模型的验证或修正。数值分析揭示新型高墩的地震破坏机理,阐明新型高墩中高阶振型作用机制,考查次要构件的数量、布置位置及关键技术参数变化对地震反应的影响规律,提出应对高阶振型效应的措施。采用构件试验与有限元分析相结合的方法提出次要构件的抗震性能量化指标,建立新型铁路高墩的抗震设计方法。

结项摘要

高墩桥梁在我国西部地区被广泛应用,高墩桥梁在线路中具有不可替代性,一旦地震中遭到破坏,短期内又很难修复,对社会的政治、经济、国防会产生重大影响,也会给抢险、救灾、疏散、供应等带来极大困难。随着抗震技术的不断进步、对抗震性能要求的不断提高,确保震后桥梁结构的完整性已是世界潮流所趋。基于主要构件在地震中基本无损伤,次要构件损伤可修复或可更换理念,本课题提出一种新型铁路高墩结构,并研究了其抗震性能及设计方法。新型高墩主要由四个墩柱(主要构件)及墩柱之间的纵、横向联系(次要构件)组成。正常使用及小地震作用下时使墩柱与联结构件形成一个整体,桥梁结构保持弹性,可按构格式桥墩进行设计。强震时墩柱保持基本弹性,次要构件按耗能构件设计。课题通过拟静力模型试验,获得了水平荷载作用下的极限承载能力、滞回特性、骨架曲线、耗能能力及破坏形态。开展了新型高墩振动台模型试验,记录了模型的墩顶及墩身的水平加速度、水平位移,横向联结系杆件的应变,墩柱中钢筋的应变等重要数据,可用于验证或修正新型高墩的力学分析模型。振动台试验结果表明:新型铁路高墩的抗震性能较好,可实现强震作用下墩柱处于基本弹性状态、桁架式横向联结系杆件屈服耗能,震后墩柱基本无损伤,损伤的次要构件可更换的抗震设防目标。建立了数值分析模型,数值分析揭示新型高墩的地震破坏机理,阐明新型高墩中高阶振型作用机制,提出应对高阶振型效应的措施,建立了新型铁路高墩的抗震设计方法。新型铁路高墩具有较好的抗震性能,有较好的应用前景。

项目成果

期刊论文数量(21)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(1)
Seismic performance and design of bridge piers with rocking isolation
隔震桥墩抗震性能及设计
  • DOI:
    10.12989/sem.2020.73.4.447
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Structural Engineering and Mechanics
  • 影响因子:
    2.2
  • 作者:
    Xingchong Chen;Xiushen Xia;Xiyin Zhang;Jianqiang Gao
  • 通讯作者:
    Jianqiang Gao
大跨度钢管混凝土拱桥抗震性能指标研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    世界地震工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    夏修身;杜骞;戴胜勇
  • 通讯作者:
    戴胜勇
川藏铁路大跨度桥梁抗震设防标准研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    铁道学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    夏修身;戴胜勇;陈兴冲;李建中
  • 通讯作者:
    李建中
基于横撑非线性钢管混凝土拱桥抗震分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    兰州交通大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杜骞;夏修身;陈兴冲;孙学先
  • 通讯作者:
    孙学先
预应力效应对自复位高墩地震反应的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    铁道学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    夏修身
  • 通讯作者:
    夏修身

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其他文献

基于拟不可积哈密顿理论的桥梁动力可靠度计算
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    西南交通大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    赫中营;王根会;叶爱君;夏修身
  • 通讯作者:
    夏修身
超长联大跨连续梁桥摩擦摆支座隔震研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    工程力学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    夏修身;崔靓波;陈兴冲
  • 通讯作者:
    陈兴冲
长联大跨连续梁桥隔震技术应用研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    桥梁建设
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    夏修身;崔靓波;陈兴冲;李建中
  • 通讯作者:
    李建中
横梁屈服对斜拉桥横向地震反应的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    华南理工大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    夏修身;李建中;徐艳;嵇冬冰
  • 通讯作者:
    嵇冬冰
斜拉桥桥塔非线性抗震性能研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    中国公路学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    夏修身;李建中;管仲国;王瑞龙
  • 通讯作者:
    王瑞龙

其他文献

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夏修身的其他基金

带牺牲部件铁路自复位桥墩隔震机理与设计方法研究
  • 批准号:
    52278186
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    54.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
带牺牲部件铁路自复位桥墩隔震机理与设计方法研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    54 万元
  • 项目类别:
    面上项目
新型支座桥梁抗震性能研究
  • 批准号:
    52068041
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    35 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
高墩自复位隔震机理与设计方法研究
  • 批准号:
    51368033
  • 批准年份:
    2013
  • 资助金额:
    50.0 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目

相似国自然基金

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AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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