西曲阜大桥预制与现浇墩柱抗震性能对比试验研究

依托威海西曲阜大桥的预制拼装桥墩设计,开展比例1∶3. 5的预制拼装与现浇墩柱抗震性能对比试验,预制拼装墩柱采用灌浆套筒连接。试验表明:预制拼装墩的滞回曲线呈现一定的捏缩现象,现浇桥墩的滞回曲线相对较为饱满;两种桥墩试件的水平抗力和延性系数基本相同,可以满足设计要求;预制墩对应的等效屈服位移和极限位移较大;预制墩柱在同一位移幅加载下的单圈耗能比现浇墩柱小,但总耗能比现浇墩柱大;预制墩柱的损伤、残余位移等自恢复指标均优于现浇墩柱。采用灌浆套筒连接的预制拼装桥墩的抗震性能与现浇桥墩相当,自恢复性能较好,是一种可靠的桥墩构造形式。     

圆形钢筋混凝土桥墩抗震性能试验评估(Ⅰ):试验设计及初步结果

根据现行《公路桥梁抗震设计细则》的基本要求,设计了三水平、四因素圆形钢筋混凝土桥墩拟静力正交弯曲破坏试验,并以墩顶力-位移滞回曲线、墩顶总位移的弯曲变形、剪切变形和应变渗透变形分量及截面平均曲率为主要测试对象,进行了相应的试验研究.结果表明:各桥墩的弯曲损伤破坏过程相似;纵筋率较低,轴压比较高的桥墩存在一定的剪切机制作...     

节段预制拼装桥梁接缝剪切强度的探讨

结合现有规范及实验数据,探讨了节段预制拼装桥梁接缝剪切强度的计算方法,提出一种包含混凝土抗剪强度、正应力抗剪强度增量以及破坏截面摩擦力三部分的抗剪强度计算方法。新的计算公式物理意义明确、概念清楚,且与实际测量值具有较好的吻合度,对节段预制拼装桥梁接缝处剪切强度的计算具有参考借鉴作用。     

跨海大桥U-RC组合桥墩设计

为解决跨海桥梁桥墩施工与防腐问题, 提出了超高性能混凝土(UHPC) -钢筋混凝土(RC) 组合桥墩新结构, 简称U-RC组合桥墩, 以UHPC外筒作为永久模柱, 现浇内核钢筋混凝土; 以平潭海峡大桥为工程背景, 开展了U-RC组合桥墩的结构设计与计算, 并与原设计方案的工程量和造价进行了比较; 进行了3根内核RC柱、3根UHPC模柱、3根U-RC组合桥墩的极限承载力试验, 测量了试件的混凝土纵向应变与横向应变, 研究了试件的破坏形态与裂缝发展过程, 得到了试件的极限承载力试验值, 分析了U-RC组合桥墩的受力性能。研究结果表明: U-RC组合桥墩的承载力大于设计内力, 满足现行规范要求; 采用UHPC模柱取代钢模板的桥墩设计方案, 可节约钢材约2 410t, 工程造价节省约30%;3根UHPC圆筒的极限荷载均值为1 342kN, 3根RC柱的极限荷载均值为1 370kN, 二者之和小于3根U-RC组合桥墩极限荷载均值3 033kN, 说明UHPC模柱对核心混凝土有一定的套箍作用, 采用简单迭加方法计算U-RC组合桥墩的轴压极限承载力是可行且偏保守的; 在轴压试验中, U-RC组合桥墩的破坏模式为核心混凝土的横向变形导致UHPC模柱出现竖向裂缝, 并与核心混凝土在界面处分离; 达到极限荷载破坏时, 外包UHPC层出现纵向裂缝, 荷载增大, 裂缝增长, 并有混凝土剥落现象, 但U-RC组合桥墩破坏时其外包UHPC层纵向应变未达到极限压应变。     

预制双柱墩设计参数对抗震性能的影响分析

为研究预制装配式双柱墩的抗震性能,利用有限元软件ABAQUS针对两类预制装配式双柱墩(RC/PC墩)进行模拟分析,通过改变设计参数,研究不同恒载轴力比、预加力轴力比及接缝面纵向钢筋配筋率对结构抗震性能的影响.研究表明:PC墩耗能能力显著优于RC墩;接缝面纵向耗能钢筋对耗能能力和抗剪承载力影响较大,钢筋配筋率越大,结构耗...     

外置可更换耗能装置的节段拼装CFST桥墩抗震性能分析

为顺应桥墩震后使用功能快速修复的新要求,提高预制拼装桥墩在中、高烈度地震区的适用性能,提出了一种外置可更换耗能装置的节段拼装钢管混凝土（CFST）桥墩. 基于ABAQUS有限元分析软件建立了三节段后张预应力预制拼装CFST桥墩分析模型,对外置3种不同控制参数（截面贡献率、耗能钢棒长细比及其布置方式）耗能装置的桥墩模型在往复加载作用下的抗震性能进行了分析. 研究结果表明:外置耗能装置的节段拼装CFST桥墩墩身损伤可控,能够通过更换耗能装置等措施实现震后的快速修复;与未设置耗能装置的桥墩相比,该类桥墩的侧向承载力、初始刚度和耗能能力分别提升了11%~88%、2.86%~6.87%和2.3倍~12.9倍;为保证震后修复的可行性,建议耗能装置的截面贡献率宜低于1.9%;中部接缝处设置的耗能钢棒直径过小将阻碍墩底处耗能钢棒充分发挥耗能作用,耗能装置沿墩高方向布置的折减系数大于0.5;耗能钢棒长细比的改变会影响墩柱的抗侧强度和延性,长细比减小,桥墩耗能能力逐渐提升,但残余位移也逐渐增大,建议耗能钢棒长细比的取值宜大于4.5.      

装配式桥预制拼装空心桩柱连接力学破坏行为研究

为深入研究装配式桥梁预制拼装空心桩柱连接弯曲破坏的力学性能,制备Φ800 mm预制拼装空心桩柱,试验测试其极限弯矩及抗裂弯矩,分析其承载力、抗弯强度及开裂发展规律,对预制拼装空心桩柱连接弯曲是否满足设计要求进行分析研究。试验结果表明：装配式桥梁预制拼装空心桩柱连接弯曲实际抗裂强度均超过设计值,当荷载达到165%开裂荷载时,构件首次出现裂缝,位于纯弯段的裂缝数量仅为2条,证明其设计合理、使用安全,可为预制拼装工程应用设计提供参考。     

圆柱式节段空心墩抗震加固方式研究

运用美国太平洋地震工程研究中心开发的OpenSees软件,采用纤维梁柱单元建立圆柱式节段桥墩模型,进行拟静力加载过程分析,研究预应力筋布置形式和使用耗能钢筋及钢套管加固对桥墩抗震性能的影响.结果表明:预应力钢束均匀布置在四周比布置在中心具有更好的抗震性能,在墩底增设钢套管时,对节段桥墩抗震性能的提高帮助不大;钢套管厚度的变化对桥墩拟静力性能影响不大;在墩底设置耗能钢筋能改善桥墩的抗震性能,耗能钢筋长度以穿过塑性铰区为宜;随着耗能钢筋配筋率的增加,空心节段桥墩强度退化加快,延性能力减弱;对耗能钢筋配筋率较高而耗能能力不好的节段桥墩,可通过降低耗能钢筋屈服强度有效延缓其强度退化,提高延性能力.     

实体有限元模拟预制节段桥墩循环荷载分析

采用实体有限单元法模拟无粘结预应力、普通箍筋约束预制拼装桥墩在循环荷载下的力学反应,得到其荷栽位移滞回曲线。为了提高预制拼装桥墩的滞回性能,改进模型,使用贯穿节段接触面的普通纵向钢筋作为能量耗散装置增强耗能能力。改进后的模型残余变形小,滞回性能高。     

灌浆套筒和预应力筋连接的预制拼装桥墩的抗震性能

针对轨道交通预制拼装桥墩的受力特点, 提出了采用灌浆套筒和预应力筋连接的拼装方案; 设计了3种不同类型桥墩, 包括整体现浇试件(RC)、预应力钢绞线和灌浆套筒连接的预制拼装试件(PCSS) 与精轧螺纹钢筋和灌浆套筒连接的预制拼装试件(PCTS), 采用拟静力试验方法分析了各种桥墩的各种拟静力指标, 比较了桥墩的抗震性能。试验结果表明: PCSS和PCTS试件的各指标非常接近, 最大误差为2.2%;灌浆套筒会使传统塑性铰区上移至套筒顶部, 说明灌浆套筒对传统塑性铰区域具有局部增强作用, 建议对塑性铰的箍筋加密区高度应额外增加1个套筒高度; 采用预应力筋使试件的混凝土轴压力增大了1倍, 相应的开裂荷载也增大了约1倍; PCSS试件的屈服荷载和极限荷载正负向均值比RC试件分别提高了31%和34%, 等效屈服位移、极限位移和偏移率均值分别比RC试件提高了17%、13%、13%, 但是PCSS试件的延性系数平均降低了10%;在偏移率为6%时, PCSS试件的残余位移均值是RC试件的61%, 显示了较好的自复位能力; 与RC试件相比, PCSS试件的刚度提高了13%。相比于精轧螺纹钢筋, 钢绞线可以适当弯曲与成束, 面积调整灵活, 因此, 采用无黏结预应力筋和灌浆套筒连接的桥墩试件具有良好的使用性能和抗震性能, 可作为预制拼装轨道桥墩的推荐方案。