装配式桥墩UHPC连接节点力学性能研究

发布时间：2020-03-21 01:57

【摘要】：与传统的现浇桥墩相比,装配式桥墩具有施工周期短,所需施工场地小,同时对周边环境和交通影响小等优点,特别适用于城市高架桥的建设。本文以实际工程为依托,对装配式桥墩UHPC连接节点的力学性能开展试验研究。(1)本文制作了三组缩尺的桥墩试件,分别为现浇桥墩、灌浆套筒连接桥墩和UHPC连接桥墩,对这三组试件进行静力破坏试验和低周反复荷载试验,获得了该三组试件的破坏形态、荷载-位移曲线和滞回曲线。(2)通过对现浇桥墩、灌浆套筒连接桥墩和UHPC连接桥墩施加轴压比为0.1竖向荷载进行水平推力破坏试验发现:UHPC节点连接桥墩和现浇桥墩的静力荷载-位移曲线形态基本一致,而UHPC节点连接桥墩的承载能力较高,两者的破坏形态均为大偏心破坏。灌浆套筒连接桥墩的静力荷载-位移曲线在达到最大承载力后出现突降,其破坏过程中裂缝数量开展较少,破坏时墩柱与承台之间的坐浆层界面被拉裂。(3)通过对现浇桥墩、灌浆套筒连接桥墩和UHPC连接桥墩施加轴压比为0.1竖向荷载进行低周反复试验发现:UHPC节点连接桥墩和现浇桥墩基本一致,二者滞回曲线基本重合,形态都较为饱满,呈现出典型的钢筋混凝土结构弓形滞回曲线特征。在耗能能力上,UHPC节点连接桥墩则更胜一筹。灌浆套筒连接桥墩的滞回曲线因受到滑移的影响,形状相对不饱满,耗能能力较UHPC节点连接桥墩和现浇桥墩稍差。(4)采用ABAQUS软件建立现浇桥墩和UHPC连接桥墩的有限元模型进行试验模拟分析,数值模拟得到的滞回曲线基本形态与试验结果较为吻合。数值模拟得到UHPC节点连接桥墩的滞回曲线在加载后期较现浇桥墩更为饱满,体现出其耗能能力更强些,这与试验结果是一致的。但由于钢筋与混凝土之间的粘结滑移效应难以准确模拟,导致数值模拟获得的滞回曲线在卸载段与试验结果存在一些差异。通过上述研究,可以认为本文提出的装配式桥墩UHPC连接节点的力学性能与现浇节点是基本一致的,并优于目前装配式桥墩采用的灌浆套筒连接节点的力学性能,UHPC连接节点是一种值得进一步研究和推广应用的装配式桥墩节点形式。
【图文】：

现浇施工差别不大，对施工精度的要求不高，符合我国传统的施工习惯，所以在我国目前已有的装配式桥墩中，这种连接方式被采用较多，如东海大桥、杭州湾大桥以及上海长江大桥等，图 1-2 为杭州湾大桥装配式桥墩现浇湿接缝连接实际工程图。但是这种连接方式存在明显的缺点，即需要在现场连接湿接缝处的钢筋，同时架立模板和浇筑混凝土需要占用较大的场地空间以及耗费大量时间，施工速度相对于其它连接方式较慢、施工的便捷性也较差。

图 1-1 现浇湿接缝连接示意图 图 1-2 杭州湾大桥现浇湿接缝连接由于这种连接方式与现浇方式差别较小，一般认为受力性能可靠，，所以具体针对其学性能的研究也较少。2015 年 Kim 等[26]设计了一种用于浇筑塑性铰区的湿接缝，随开展的拟静力试验证明了该湿接缝的受力性能是可靠的，其设计方案如图 1-3 所示。预制墩身承台现浇湿接头连接钢筋
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U443.22

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本文编号：2592552