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.     

低周荷载下FRP约束RC矩形空心墩的抗震性能试验研究

为了评价FRP约束RC空心墩的抗震性能,设计并制作了5个未约束和FRP约束矩形空心墩,并进行了恒轴压、水平单向低周反复荷载下的拟静力试验。通过对比分析了不同试验墩的滞回曲线、水平力和延性、总耗能和耗散系数。结果表明:FRP约束矩形空心墩的塑性铰区,可提高其抗侧刚度、改善其耗能能力和延性、提高其变形能力,且空心墩的抗震滞回耗能能力较稳定,但是,对水平力的影响较小。此外,耗散系数与总耗能的变化趋势不同,因此,评价RC空心墩耗能能力时,应综合考虑总耗能和耗散系数。     

柔性横系梁钢管混凝土双柱墩抗震性能分析

基于Pushover分析方法与滞回分析,探索柔性横系梁对钢管混凝土双柱式桥墩抗震性能的影响,采用非线性纤维梁柱单元,建立单柱墩、柔性横系梁双柱墩和刚性横系梁双柱墩模型,并进行计算对比分析,研究横系梁刚度的变化对墩顶位移能力、位移延性系数及滞回性能的影响。结果显示,随横系梁刚度增大,墩顶的位移延性能力减小,位移延性系数增大,桥墩水平承载能力提高,同时滞回耗能性能提高。     

高铁桥梁圆端形桥墩延性性能影响因素研究

以某高铁桥梁圆端形桥墩为工程背景,运用ucfyber软件研究了混凝土强度、轴压比、配筋率、保护层厚度等参数对圆端形桥墩延性性能的影响。分析结果表明,混凝土强度过高和过低对结构的延性均有不利影响;轴压比的增加使桥墩的延性耗能能力迅速降低;增加纵向配筋率对桥墩的延性耗能能力同样不利;保护层厚度对桥墩延性性能的影响相对较小;圆端形桥墩横桥向的延性性能优于顺桥向。     

圆柱形RC桥墩的弯矩-曲率曲线的研究

在RC桥墩结构的抗震设计中,必须考虑结构进入弹塑性变形阶段后的动力特性和动力性能,对桥墩的弯矩曲率曲线的研究就非常必要。主要研究轴压比和箍筋的体积配筋率(即配箍率)对曲率和弯矩的影响,为圆柱形RC桥墩的抗震提供参考。     

非正交水平荷载作用下局部锈蚀RC矩形墩抗震性能研究

针对锈蚀钢筋混凝土(RC)桥墩,采用OpenSees软件结合已有实验数据,建立其有限元数值模型并加以检验,据此通过拟静力加载和动力时程分析,探究不同锈蚀位置和非正交加载角度对其抗震性能的影响,结果发现:锈蚀位置靠近墩底塑性铰区域,抗震性能退化显著;锈蚀位置上移后抗震性能退化迅速减弱;拟静力作用下,随着加载角度趋向强轴,RC桥墩的屈服荷载和最大侧向荷载明显提高,延性增大,滞回耗能能力显著增强.反之,加载角度偏近弱轴,最大侧向荷载和位移延性系数则受锈蚀影响明显,退化加剧;地震动作用下,墩底位置发生锈蚀时,墩顶最大位移角最大,墩底最大剪力和弯矩最小,随锈蚀位置上升,最大位移角减小,抗弯和抗剪强度提升;地震动输入角度由弱轴偏向强轴时,墩顶最大位移角减小,墩底最大剪力和弯矩增大,其中抗弯强度的提升幅度比抗剪强度大.研究结果可对在役锈蚀RC桥墩的抗震性能评估提供理论依据.     

双柱式桥墩刚度对桥梁地震响应分析

为研究桥墩刚度对高墩桥梁抗震性能的影响,以带溪高架桥为研究背景,利用midas-civil选波工具选取合适地震波,建立了一致激励地震作用下的连续梁桥,并考虑P-Δ效应和非线性的影响,分析桥墩高度、桥墩截面尺寸及形式对桥梁抗震影响。通过改变墩径（墩径由1.2 m变化至2.4 m）抗震分析表明双柱墩直径对墩顶位移影响效果并不明显,墩径过大会导致桥墩内力较大;对不同墩高（墩高由20 m变化至50 m）地震响应分析表明墩高对墩顶位移起到控制作用,但墩高变化对桥墩所受轴力影响不大;由于P-Δ效应和约束影响,全桥为中间高墩、两边矮墩时具有较小的地震响应;在墩高为30 m情况下,相对于薄壁墩和实体墩,双柱式墩具有较好的抗震性能。     

轴力变化对箱形钢柱抗震性能的影响

为探讨轴力变化对箱形钢柱抗震性能的影响机理,采用有限元法,对5种柱顶偏心变轴力加载模式下箱形钢柱的抗震性能进行了数值分析,探讨了轴力变化对箱形钢柱的荷载-位移滞回曲线、骨架曲线、位移延性系数以及耗能能力的影响规律.研究结果表明:柱顶变轴力加载频率对箱形钢柱抗震性能的影响较大,轴力变化频率越大,构件的抗震性能越差;柱顶轴力的变化幅值越大,箱形钢柱的承载力退化越严重;箱形钢柱的壁板宽厚比越小,轴力变化对构件抗震性能的影响越大.因此制定大跨度空间结构中箱形钢柱的抗震措施时,应充分考虑轴力变化对箱形钢柱抗震性能的影响.      

钢筋超强韧性混凝土柱抗震性能研究

通过试验分析了钢筋PP ECC柱的抗震性能,钢筋PP ECC柱抗震性能优于普通钢筋混凝土柱,PP ECC柱的抗震耗能随配筋率的增大而提高,纤维掺量和龄期对抗震耗能影响有限.同时通过理论分析和数值计算,计算出钢筋PP ECC柱抗震性能的相关特征参数,得出钢筋PP ECC柱理论骨架曲线模型,通过分析发现与实际值基本接近.     

基于纤维模型的钢筋混凝土桥墩极限承载力及延性分析

为改善圆形截面RC桥墩的抗震、抗撞击设计,以工程中常用的圆柱式桥墩为例,考虑不同轴压比、配筋率和混凝土等级等因素的影响,采用纤维模型对桥墩极限承载力和延性变化规律进行研究。结果表明:轴压比、纵向配筋率、混凝土等级对结构极限承载力的影响单调递增,而当轴压比为0.6、横向配筋率为0.06%时截面延性最佳;截面延性随着混凝土强度增加而降低;纵筋配筋率恒定时,截面的极限弯矩和延性不受纵筋直径变化的影响。     

双柱式桥墩柱间系梁对其抗震性能的影响

双柱式框架墩的柱间系梁除了可以增加桥墩稳定性,同时对结构抗震性能也有很大影响,但目前研究不足,现阶段规范规定也并不明确,04版混凝土和预应力混凝土桥规中仅对系梁的尺寸进行限制:宽0.8~1.0倍墩径,高1.0~1.2倍墩径,配筋按照构造布置;08版抗震细则中对系梁位置进行规定,7 m一道。这些比较宽泛的规定导致现阶段多数设计中对系梁位置、截面尺寸和配筋一般按照经验进行设计。以一座3×20 m预应力混凝土装配式箱梁桥作为研究对象,研究柱间系梁设置个数、位置等对双柱式桥墩地震响应及抗震性能的影响,以期为同类桥梁抗震设计提供借鉴和参考。     

带钢管剪力键的装配式混凝土桥墩抗震性能

为研究不同连接方式装配式混凝土桥墩的抗震性能,进行了2根装配式混凝土桥墩（连接构造分别为钢管剪力键和灌浆套筒）和1根现浇整体式混凝土桥墩的拟静力试验,分析对比试件的滞回曲线、骨架曲线、延性、刚度退化和耗能能力,采用ABAQUS通用程序建立有限元模型,并开展了有限元参数分析. 研究结果表明:3类桥墩试件水平荷载-位移滞回曲线较饱满,具有良好的抗震性能,均为整体压弯破坏,无明显的强度退化,累积耗能能力相近;在不同轴压比、长细比、混凝土强度和钢筋强度条件下,带钢管剪力键的装配式混凝土桥墩的水平峰值荷载和位移延性系数均优于传统灌浆套筒连接的装配式桥墩,提高幅值分别为4%～32%和8%～36%;轴压比、长细比、钢管剪力键嵌入深度和钢管直径是影响钢管剪力键连接的装配式混凝土桥墩抗震性能的重要参数.      

组合梁负弯矩区UHPC接缝有限元分析研究

针对连续组合梁桥负弯矩区桥面板易开裂的问题, 提出了新型钢-混组合梁负弯矩区 UHPC (Ultra-High Performance Concrete) 接缝方案。 使用 Abaqus 有限元软件对试验梁的加载过程进行模拟, 并验证了有限元建模方法的正确性, 分析了 UHPC 层内配筋率、 UHPC 龄期及钢梁下翼缘钢板厚度对结构抗弯性能的影响。 研究结果表明, 新型钢-混组合梁负弯矩区 UHPC 接缝结构具有技术先进性, 配筋率的增大可提高组合梁 UHPC 接缝结构的抗弯能力, UH? PC 龄期的变化主要影响抗裂性能, 而钢梁下翼缘厚度的改变对抗弯承载力的提高作用较为明显; 为充分发挥钢筋的受拉作用, 提高结构的极限承载力, 须采取一定措施防止钢梁提前屈曲。     

大跨PC连续刚构桥抗震研究进展综述

我国已建设大量的大跨PC (prestressed concrete)连续刚构桥，其墩高可达百米及以上，存在遭受强震的可能，尤其是在西部高地震风险区，连续刚构桥主墩与主梁是刚性连接，主梁与桥墩共同承担地震力.为促进刚构桥的抗震研究，首先，梳理了国内外近期经受地震考验的几座刚构桥的震害表现；然后，从抗震理论及模型试验、减隔震（耗能）设计和震后修复等方面，对连续刚构桥桥墩、上部结构、基础等主要构件以及全桥整体抗震性能等热点问题进行了评述，刚构桥具有良好的抗震性能，高阶效应及墩梁固结处纵桥向弯矩对桥墩地震反映影响较大，模型试验及理论分析中主梁开裂及损伤问题易被忽视，低墩或双柱墩刚构桥已展开墩底及基础隔震研究；最后，对未来可开展研究方向进行了探讨，强震下箱梁的开裂机理及损伤控制，基于新型材料及耗能构件组成的高墩，基础隔震及高墩底部隔震的实用技术，箱梁及空心墩的地震损伤识别及震后修复，（近）跨断层地震作用下刚构桥的渐进倒塌机理与防止.     

车辆撞击下UHPC连接预制拼装桥墩动力响应及耐撞性能优化

以UHPC连接预制拼装高架桥墩为研究对象,基于LS DYNA软件对车辆撞击桥墩进行非线性有限元分析.通过UHPC试块轴压试验与落锤试验得到CSCM本构模型;并分析了不同撞击速度下预制拼装桥墩与整体现浇桥墩撞击力、变形发展规律及内力响应的异同;最后通过改变接缝钢筋直径,接缝处摩擦系数及下接缝处UHPC高度等关键参数进一步对预制拼装桥墩耐撞性能进行优化.结果 表明:撞击后预制拼装桥墩的振动周期明显比整体现浇桥墩要短;拼装柱裂缝发展由墩底杯口上端向撞击背面延伸,整体柱则是从墩底延伸;两个桥墩的墩底易出现剪切破坏,被撞击处易发生弯曲破坏,其中拼装柱墩顶可能还会发生弯曲破坏,整浇柱墩顶易出现剪切破坏,拼装柱和整体柱抗撞性能差异不大;此外提高UHPC高度,相较于接缝钢筋直径和接缝处摩擦系数,对拼装柱耐撞性能提升最为明显,桥墩损伤破坏和动力响应也明显下降,可有效提升该桥墩的耐撞性能.     

常规双柱式桥墩横系梁对桥梁抗震性能的影响

结合一联3×35 m预应力砼小箱梁工程实例,采用midas有限元进行仿真抗震计算,分别讨论横系梁设置数量、横系梁刚度对双柱式桥墩抗震性能影响。结果表明：横系梁设置对双柱式桥墩抗震性能影响较大,合理设置横系梁个数、刚度能有效提高墩柱内力,发挥横系梁耗能作用,提高桥梁结构抗震性能。     

粘钢加固重力式桥墩的抗震性能试验研究

制作配筋率0.2%和0.4%、配箍率0.2%的两个模型墩,先完成两模型墩的拟静力破坏试验再对其粘钢加固,并进行加固后模型墩的拟静力破坏试验.详细比较分析加固前后模型墩的破坏形态、承载力、延性与耗能能力、刚度退化等特性,验证粘钢加固能明显提高重力式桥墩抗震性能.     

预制节段拼装连续刚构桥墩梁固结处受力性能分析

对于预制梁与墩固结的连续刚构桥来说,其墩顶固结的节点是关键的传力部件。基于广州市轨道交通14号线4×40m单薄壁双线预制节段梁连续刚构桥,通过建立边墩与预制梁固结节点的ANSYS三维有限元模型,计算分析了其在荷载工况作用下预制梁后浇段的应力分布和应力集中等情况。计算表明:墩梁固结处的后浇段混凝土受剪面能够安全传递剪力;底板纵向钢筋配筋满足要求。     

双柱式墩预制桥梁延性抗震分析

首先,对延性抗震理论进行研究。然后,结合工程实例从桥梁动力特性进行分析。最后,提出了相关常规双柱式墩预制T梁桥的延性抗震设计方法及计算过程,为类似桥梁的抗震设计计算提供参考。     

不同截面形式的低配筋桥墩的抗震性能分析

针对矩形截面、圆形截面和圆端形截面三种不同截面形式的铁路桥墩,采用ANSYS软件对其建立了滞回分析模型,并对这三种截面桥墩的抗震性能进行了研究,分析了不同截面形式下桥墩的位移延性系数、刚度退化和耗能能力.结果表明:三种截面形式的桥墩,圆端形截面桥墩的位移延性系数和极限位移最大,表现出较好的延性性能;桥墩最终破坏时,圆端形截面桥墩的刚度退化速率最慢,累积耗能最大.在轴压比、剪跨比、配筋率和配箍率均相同情况下,圆端形截面桥墩有较好的延性性能、刚度退化速率最慢、累积耗能最多,建议在地震区采用圆端形截面桥墩.