基于塑性铰模型的RC空心矩形桥墩抗震性能研究

发布时间：2019-08-07 11:23

【摘要】：我国因地处环太平洋地震带与欧亚地震带之间而地震频发。随着我国综合实力的提升,作为生命线工程的道路桥梁建设突飞猛进,然而其一旦遭受震害,将会严重影响震后救援和恢复,造成不可估量的损失。钢筋混凝土空心桥墩的受力性能、抗震性能良好,可以大大节约材料,在桥梁建设中被广泛使用。虽然我国在空心桥墩施工方面技术不断完善,可是其抗震性能理论性研究却远远不够。不论是国内还是国外对空心桥墩多为拟静力试验及相关数值模拟研究,对空心桥墩的振动台试验与数值模拟研究非常少。所以本文主要对钢筋混凝土空心桥墩进行数值试验,研究其抗震性能,同时为空心桥墩振动台试验提供一定的参考。首先参照已有的拟静力试验,设计了12个钢筋混凝土空心矩形桥墩缩尺模型,建立对应的基于塑性铰的桥墩数值模型。通过和已有钢筋混凝土桥墩振动台试验结果进行对比研究,验证了基于塑性铰的桥墩数值模型的可行性。利用数值模型对12个空心桥墩做数值试验,比较分析桥墩的特性参数(包括轴压比、纵筋配筋率、高宽比、体积配箍率)对钢筋混凝土空心矩形桥墩在抗震性能上的影响。研究表明:基于塑性铰的桥墩数值模型,可有效地模拟钢筋混凝土空心矩形桥墩的地震动作用;轴压比、纵筋配筋率、高宽比、体积配箍率均能对钢筋混凝土空心矩形桥墩的抗震性能产生不同影响。
【图文】：

21 世纪以来，我国桥梁建设突飞猛进，尤其在西北和西南交通不便、地势险峻地区建成了高墩大跨桥梁。因为钢筋混凝土空心桥墩的受力性能、抗震性能良好，而且可以大大节约材料，所以在桥梁建设中被广泛使用。这些高墩大跨桥梁的桥墩多使用空心矩形截面。空心桥墩的应用大大节省了道路建设成本[3]。建国前开始兴建到 1954 年完工的湘潭湘江铁路大桥中使用了许多空心桥墩，如图 1-1 所示。近些年，随着滑动钢模板、预应力拼装等空心桥墩施工技术逐渐成熟，空心桥墩逐渐向大跨度、高耸桥墩方向发展[3]。比如，2008 年建成的苏通大桥，其南岸主桥墩 8#墩的截面形式为空心矩形，如图 1-2。目前，虽然空心桥墩理论体系已有所建立，但是还很不成熟，而且全世界范围内地震灾害时有发生，于是海内外科研工作者陆续开展对空心桥墩抗震方面的深入研究。虽然海内外空心高墩拟静力试验和实心高墩振动台试验研究较多，但是关于空心矩形桥墩缩尺和足尺模型的振动台试验与相关数值试验研究尚少，基本处于空白状态[4]。

21 世纪以来，我国桥梁建设突飞猛进，尤其在西北和西南交通不便、地势险峻地区建成了高墩大跨桥梁。因为钢筋混凝土空心桥墩的受力性能、抗震性能良好，而且可以大大节约材料，所以在桥梁建设中被广泛使用。这些高墩大跨桥梁的桥墩多使用空心矩形截面。空心桥墩的应用大大节省了道路建设成本[3]。建国前开始兴建到 1954 年完工的湘潭湘江铁路大桥中使用了许多空心桥墩，如图 1-1 所示。近些年，随着滑动钢模板、预应力拼装等空心桥墩施工技术逐渐成熟，空心桥墩逐渐向大跨度、高耸桥墩方向发展[3]。比如，，2008 年建成的苏通大桥，其南岸主桥墩 8#墩的截面形式为空心矩形，如图 1-2。目前，虽然空心桥墩理论体系已有所建立，但是还很不成熟，而且全世界范围内地震灾害时有发生，于是海内外科研工作者陆续开展对空心桥墩抗震方面的深入研究。虽然海内外空心高墩拟静力试验和实心高墩振动台试验研究较多，但是关于空心矩形桥墩缩尺和足尺模型的振动台试验与相关数值试验研究尚少，基本处于空白状态[4]。
【学位授予单位】：河北工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：U442.55;U443.22

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本文编号：2523926