1、近年來(lái)大地震頻發(fā),高架橋作為交通網(wǎng)絡(luò)中的重要組成部分,若在地震過(guò)程中發(fā)生了影響其使用性能的嚴(yán)重?fù)p傷,將導(dǎo)致交通網(wǎng)絡(luò)的癱瘓,從而嚴(yán)重影響災(zāi)后的抗震救災(zāi)工作。諸多地震災(zāi)害調(diào)查報(bào)告表明,橋梁在地震過(guò)程中發(fā)生嚴(yán)重破壞甚至倒塌主要是由于橋墩的破壞所致。與傳統(tǒng)鋼筋混凝土橋墩相比,鋼橋墩具有輕質(zhì)、施工便捷、節(jié)省城市空間、外形多樣、造型美觀、震后補(bǔ)強(qiáng)措施簡(jiǎn)潔、抗震性能高等優(yōu)勢(shì)。在純鋼橋墩中填充混凝土,一方面可以提高其抵抗車輛撞擊的能力,另一方面又可以提

2、高其吸能能力并改善鋼橋墩的延性。
　　本文的研究對(duì)象為以柱頂恒定軸向力以及水平往復(fù)位移為荷載的部分內(nèi)填混凝土箱形截面鋼橋墩。通過(guò)使用有限元分析軟件DIANA對(duì)鋼橋墩進(jìn)行三維和二維彈塑性有限元分析,研究部分內(nèi)填混凝土鋼橋墩的延性性能。開(kāi)展的主要研究如下:
　　(1)鋼橋墩三維有限元模擬方法的試驗(yàn)驗(yàn)證?；谠囼?yàn)數(shù)據(jù),建立三維彈塑性有限元模型,將分析得到的水平荷載-水平位移滯回曲線以及破壞模態(tài)結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較,吻合較好。

3、r>　　(2)鋼橋墩破壞模態(tài)及受力機(jī)理分析。建立以翼緣寬厚比、柱長(zhǎng)細(xì)比、混凝土填充率、柱頂軸壓比為變化參數(shù)的三維彈塑性精確有限元分析模型。歸納總結(jié)鋼橋墩可能出現(xiàn)的各破壞模態(tài):對(duì)于純鋼橋墩,局部屈曲發(fā)生在試件底部;對(duì)于內(nèi)填混凝土鋼橋墩,混凝土填充量較少時(shí),局部屈曲通常發(fā)生在內(nèi)填混凝土上部鋼板;隨著混凝土填充量的增加,局部屈曲將出現(xiàn)在試件底部附近。在此基礎(chǔ)上對(duì)主要加載步的試件應(yīng)變?cè)茍D進(jìn)行分析,揭示純鋼橋墩和內(nèi)填混凝土鋼橋墩破壞模態(tài)的力學(xué)機(jī)理

4、。
　　(3)水平反復(fù)荷載作用下鋼橋墩的延性性能分析。分析翼緣寬厚比、柱長(zhǎng)細(xì)比、混凝土填充率、柱頂軸壓比等四個(gè)參數(shù)變化對(duì)內(nèi)填混凝土鋼橋墩延性性能以及剛度退化特性的影響。
　　(4)鋼橋墩延性性能簡(jiǎn)化計(jì)算方法。從設(shè)計(jì)角度,使用二維梁?jiǎn)卧Ｐ皖A(yù)測(cè)鋼橋墩的延性。保持二維梁?jiǎn)卧Ｐ偷母黜?xiàng)幾何特性、材料特性均與三維模型一致,將計(jì)算結(jié)果與三維有限元分析結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,提出對(duì)底部鋼板的極限應(yīng)變進(jìn)行修正的方法,將底部鋼板的極限應(yīng)變乘以修正系數(shù)