高铁桥梁装配式双柱空心墩承插深度研究

高铁桥梁桥墩刚度大，结构及构造有别于公路及市政桥梁，大量既有公路、市政承插式桥墩的研究成果是否适用于承插式铁路墩，需进行深入系统的研究。建立现浇和承插式双柱原型空心墩的非线性有限元模型，并结合既有试验结果验证了建模方法的正确性。通过模拟桥墩在拟静力往复作用下的力学行为，得到双柱空心墩的力-位移曲线，对比承插式桥墩与现浇桥墩滞回性能的差异，结合应变渗透效应及纵筋发展长度确定了承插深度的合理取值范围，并提出最小承插深度计算公式。结果表明：承插式桥墩与现浇墩的承载力差别很小，墩高5 m和10 m时，相差最大为2.8%;承插式桥墩和现浇墩的刚度退化规律基本一致，刚度随着侧向位移的增加而降低，位移较小时刚度退化较快，位移较大时刚度退化减慢；纵筋在塑性铰区及承台顶以下应变渗透区内屈服，在此区域以下400 mm范围应变则迅速减小，应变渗透区段为承插式墩身易损部位；根据本文提出的最小承插深度计算公式得到的高铁空心墩的最小承插深度设计值为0.5D(D为墩柱外径)。为保证承插式桥墩的安全性，应采取合理构造措施确保桥墩应变渗透区段抗震性能，推荐高烈度区桥墩的承插深度大于0.5D。