橡胶混凝土力学性能及其应用于桥墩防撞的试验研究

发布时间：2017-11-02 02:15

  本文关键词：橡胶混凝土力学性能及其应用于桥墩防撞的试验研究

  更多相关文章： 橡胶混凝土 材料耗能 桥墩防撞 摆锤试验

【摘要】：随着我国交通基础设施的快速发展,跨线桥和立交桥数量剧增,车-桥墩撞击事故频发。橡胶混凝土材料具有韧性好、抗冲击能力和耗能能力强的特点,将其应用于桥墩防撞减振装置,既可以削弱桥墩受到的撞击力,又可以加速桥墩振动能量的耗散,还能为我国废旧轮胎的处理提供一条绿色环保的途径。本文对橡胶混凝土材料的基本力学性能及其在相同受压应力水平下的滞回耗能性能进行了试验研究,通过分析不同体积掺量和粒径组对橡胶混凝土材料性能的影响规律及相关试验现象,选取了一种合适的橡胶混凝土材料用于桥墩防撞保护层；制作了设置不同防撞保护层的模型墩,通过分析摆锤撞击试验过程中撞击力及模型墩动力响应的峰值和衰减规律,得出了不同防撞保护层的防撞效果。主要研究成果如下：(1)随橡胶粒体积掺量的增大,橡胶混凝土拌合物工作性能与基准普通混凝土的差异变大；橡胶混凝土受压破坏时的塑性特征表现地越明显；立方体抗压强度、轴心抗压强度和静力抗压弹性模量减小；在相同应力水平下的损耗因子增大,阻尼耗能能力增强。而橡胶粒体积掺量相同时,损耗因子随加载力幅值水平的增大而增大。(2)随掺入橡胶粒粒径组的增大,橡胶混凝土拌合物的流动性明显增强；立方体抗压强度和轴心抗压强度减小；静力抗压弹性模量先增大后减小。橡胶粒粒径组的变化对橡胶混凝土材料力学性能的影响远小于橡胶粒体积掺量变化的影响。(3)桥墩受水平撞击后撞击力峰值、动力响应峰值、振动衰减周期与撞击速度正相关,动力响应峰值、振动衰减周期与自身刚度负相关。(4)橡胶混凝土覆层墩受水平撞击后的撞击力和动力响应峰值均小于未覆层和基准普通混凝土覆层墩,且橡胶混凝土覆层越厚,撞击力和响应峰值越小。撞击力小是由于橡胶混凝土材料刚度小、吸能能力强,墩响应峰值小主要是撞击力小造成的。橡胶混凝土材料耗能能力强的特点使得橡胶混凝土覆层墩振动衰减速度快于基准普通混凝土覆层墩,且橡胶混凝土覆层越厚,墩振动衰减速度越快。
【关键词】：橡胶混凝土 材料耗能 桥墩防撞 摆锤试验
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U446;U443.26
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-12
• 1 绪论12-26
• 1.1 研究的背景与意义12-14
• 1.2 国内外研究现状14-21
• 1.2.1 橡胶混凝土材料性能相关研究14-16
• 1.2.2 车-桥墩碰撞相关研究16-20
• 1.2.3 桥墩防撞方法研究20-21
• 1.3 研究内容21-23
• 1.4 技术路线23-26
• 2 橡胶混凝土材料性能试验研究26-56
• 2.1 橡胶混凝土试块的制作和养护26-31
• 2.2 橡胶混凝土材料静力抗压强度试验31-39
• 2.2.1 试验过程31-32
• 2.2.2 试验现象32-34
• 2.2.3 试验结果分析34-39
• 2.3 橡胶混凝土材料弹性模量试验39-43
• 2.3.1 试验过程39-40
• 2.3.2 试验结果分析40-43
• 2.4 橡胶混凝土材料轴向压-压滞回试验43-53
• 2.4.1 试验过程43-45
• 2.4.2 试验结果分析45-53
• 2.5 本章小结53-56
• 3 摆锤撞击桥墩模型试验设计56-68
• 3.1 试验目的56
• 3.2 构件设计与制作56-62
• 3.2.1 构件设计56-59
• 3.2.2 构件制作59-62
• 3.3 试验装置与测点布置62-65
• 3.3.1 试验装置62
• 3.3.2 测试仪器与测点布置62-65
• 3.4 试验工况与试验步骤65-66
• 3.4.1 试验工况65-66
• 3.4.2 试验步骤66
• 3.5 本章小结66-68
• 4 摆锤撞击桥墩模型试验结果与分析68-94
• 4.1 不同刚度模型墩响应对比68-72
• 4.1.1 墩顶位移68-70
• 4.1.2 混凝土应变70-72
• 4.2 橡胶混凝土覆层前、后模型墩响应对比72-75
• 4.2.1 墩顶位移72-73
• 4.2.2 混凝土应变73-75
• 4.3 不同混凝土材料覆层后模型墩响应对比75-81
• 4.3.1 撞击力75-77
• 4.3.2 墩顶位移77-78
• 4.3.3 墩身加速度78-79
• 4.3.4 混凝土应变79-81
• 4.4 不同厚度橡胶混凝土覆层后模型墩响应对比81-87
• 4.4.1 撞击力81-83
• 4.4.2 墩顶位移83-84
• 4.4.3 墩身加速度84-85
• 4.4.4 混凝土应变85-87
• 4.5 橡胶混凝土覆层模型墩在不同摆锤高度撞击下响应对比87-93
• 4.5.1 撞击力87-88
• 4.5.2 墩顶位移88-90
• 4.5.3 墩身加速度90-91
• 4.5.4 混凝土应变91-93
• 4.6 本章小结93-94
• 5 结论与展望94-96
• 5.1 结论94-95
• 5.2 展望95-96
• 参考文献96-100
• 作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果100-104
• 学位论文数据集104

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本文编号：1129544