预制拼装桥墩高宽比及连接方式对其抗震性能影响的数值分析

发布时间：2020-11-01 20:44

　　 预制装配结构在降低能源消耗、节约成本、提高进度、降低污染等方面,具有自身独特的优势。在桥梁工程中,预制拼装桥墩具有更小的残余位移和更好的自复位性能,能够满足中小地震烈度区的抗震需求。但预制拼装桥墩由于耗能能力较弱,抗侧向力不足,一定程度上影响了结构的抗震性能,限制了该技术在高烈度区的应用。为解决这个问题,本文建立预制节段拼装桥墩模型,研究预制节段拼装桥墩的高宽比、节段间添加不同连接装置、节段接缝处设置剪力键以及底节段与承台间的连接方式等对预制节段拼装桥墩抗震性能的影响。本文的具体研究工作包括以下几个方面:(1)对国内外的预制拼装桥墩的工程应用、试验和理论进行整理分析,总结预制拼装桥墩的理论计算方法和数值模拟分析方法,提出本文研究的主要内容。(2)为研究高宽比对预制节段拼装桥墩抗震性能的影响,基于ABAQUS有限元软件对干接缝预制拼装桥墩进行建模,建立了3个不同的高宽比的干接缝预制拼装桥墩模型,桥墩高宽比取值分别为4、7、10,对墩柱进行低周往复加载。研究桥墩高宽比对结构耗能能力、承载力和刚度退化的影响。研究表明改变桥墩高宽比并不能提高桥墩的耗能能力。(3)针对普通干接缝预制拼装桥墩耗能能力不足的问题,设计出可以应用于干接缝预制拼装桥墩节段间的普通钢管连接装置以及螺栓钢管连接装置。采用ABAQUS有限元软件建立了安装连接装置的预制拼装桥墩有限元模型。对比不同的节段连接方式对干接缝预制拼装桥墩抗震性能的影响,研究表明在节段间设置钢管或者螺栓钢管连接装置可以提高干接缝预制拼装桥墩的耗能能力和桥墩的抗侧力。(4)在干接缝预制拼装桥墩的节段间接缝处添加剪力键,探究了剪力键的高度、剪力键的个数、剪力键总面积、剪力键的排列方式以及剪力键的形状对预制拼装桥墩抗震性能的影响。并结合拟静力分析结果得到合理的剪力键布设形式。(5)针对预制拼装桥墩底节段破坏较为严重的问题,对预制拼装桥墩墩底与承台间的连接方式进行研究,研究墩底与承台间采用干接缝、局部现浇、钢管连接、剪力键等方式,对预制拼装桥墩抗震性能的影响。
【学位单位】：青岛理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：U443.22
【部分图文】：

ove Viaduct (h)Victorytta Road (j)I5 Grand Mount to Precast Gird图 1.1 美国预制节段拼装桥墩工程实例他国家的预制拼装应用技术也在不断发展。桥[9]建成，桥梁的上下部结构均采用预制拼

(e)港珠澳大桥 (f)上海嘉闵高架路图 1.3 我国预制节段拼装桥墩工程实例1.3 预制拼装桥墩抗震性能研究现状1.3.1 国外试验研究现状Mander 和 Cheng[18]提出特殊的连接方式可以避免损坏，桥墩的侧向强度可以通过增加预应力筋来提高。由于使用了特别详细的钢钢界面，因此预计桥墩的动力行为呈双线性，既不会损坏，也不会降低强度和刚度。为了验证所提出的设计原理，进行了近乎全尺寸的预制混凝土桥墩的抗震性能试验。在大的侧向（摇摆）位移下，混凝土桥墩的连接或基础均未出现损坏。在多次循环加载后，观察到强度和刚度保持不变。随后提出了一个完整的摇摆墩柱变形模型，模型考虑了结构柔度，刚体运动学和预应力筋的预应力。预测理论与实验结果之间具有良好的一

图 1.4 预制拼装桥墩在关键状态的响应u[60]根据现有的试验，进行了建模，提出了两种类型的数值模界面上使用截面弯矩曲率分析程序的双塑性铰模型（2）在使用桁架和梁单元柱的二维（2D）有限元模型。Ou[61]引入桥出了一套简化的节段预制无粘结桥墩的理论分析方法(图 1.1段间开口的分析方法。维模型法模型方法[62]是通过在软件中建立纤维梁单元和纤维节点等有限元软件进行模拟分析。g Z[63]提出了一种基于 OpenSees 开发的光纤模型。所提出的变证循环加载测试。基于提出的变形能力模型，进行了参数研数对理想化旗帜形滞回模型的影响。提出了新的公式来确定
【参考文献】

相关期刊论文 前3条

1 孙业发;刘长义;王海波;宋书东;叶建州;白虹;徐鸿玉;;港珠澳大桥墩柱干接缝结构匹配预制技术[J];中国港湾建设;2015年08期

2 刘劲松;刘红军;;ABAQUS钢筋混凝土有限元分析[J];装备制造技术;2009年06期

3 张永明,朱乐辉,冯炳生;黄洲大桥水中承台预制安装施工[J];世界桥梁;2004年03期

本文编号：2866073