预应力钢套箍加固RC桥墩轴压性能试验研究

发布时间：2017-09-07 00:44

  本文关键词：预应力钢套箍加固RC桥墩轴压性能试验研究

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【摘要】：针对既有圆形桥墩存在的抗震性能缺陷，提出一种采用预应力钢套箍(Prestressed Steel Hoop，简称PSH)对其加固的技术方法。该方法的特点是对钢套箍施加预应力，以解决加固材料应力滞后问题，提高加固材料的约束效应，达到有效改善加固效果的目的。本文重点开展预应力钢套箍加固RC桥墩的轴压性能试验研究，主要研究工作和成果如下： 通过采用PSH加固的7个圆形桥墩轴压性能试验，，主要研究钢套箍配箍特征值和预应力度对加固试件轴压性能的影响，验证所提出的预应力钢套箍加固RC桥墩技术方法的可行性和加固效果。试验结果表明：(1)采用PSH加固RC桥墩可较大程度的提高墩柱的轴心受压承载力和变形能力；(2)随着配箍特征值和预应力度的增大，加固试件轴心受压承载力和变形能力呈提高的趋势，当预应力度大于一定值时，加固试件的轴向变形提高不明显。 采用有限元分析软件ABAQUS，对PSH加固的RC桥墩轴压性能进行了非线性有限元分析。结果表明：(1)试件轴心受压承载力和相关曲线数值模拟结果与试验值吻合良好；(2)随着配箍特征值的增大，试件的破坏模式由桥墩中部钢套箍间某一截面的破坏变为一段区域范围内的破坏，与实际试验情况相符。 通过试验研究和理论分析，对采用PSH加固RC桥墩的受压机理进行探讨。在已有约束混凝土本构模型基础上，考虑箍筋、钢套箍对混凝土的约束作用和纵筋对承载力的贡献，提出PSH加固RC圆形桥墩的轴心受压承载力计算公式，计算值与试验值吻合良好。
【关键词】：预应力钢套箍 桥墩 轴压性能 预应力度 有限元分析
【学位授予单位】：华侨大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：U445.72;U443.22
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 绪论8-17
• 1.1 研究背景和意义8-9
• 1.2 国内外研究现状9-15
• 1.2.1 FRP 加固混凝土柱9-12
• 1.2.2 钢套箍加固混凝土柱12-13
• 1.2.3 环向施加预应力技术加固混凝土柱13-14
• 1.2.4 存在问题14-15
• 1.3 项目前期研究内容15-16
• 1.4 拟开展的研究工作16-17
• 第2章 预应力钢套箍加固 RC 桥墩轴压性能试验研究17-47
• 2.1 试件设计和制作17-22
• 2.1.1 试件尺寸和试验参数17-19
• 2.1.2 材料力学性能19
• 2.1.3 试件制作流程19-20
• 2.1.4 钢套箍安装过程20-22
• 2.2 试验装置及量测方案22-26
• 2.2.1 加载装置22-23
• 2.2.2 加载制度23-24
• 2.2.3 量测方案24-26
• 2.3 试验过程及破坏形态分析26-41
• 2.3.1 试件破坏过程26-33
• 2.3.2 应变量测与分析33-41
• 2.4 承载力及变形能力分析41-43
• 2.4.1 荷载-位移曲线分析41-42
• 2.4.2 承载力分析42-43
• 2.4.3 变形能力分析43
• 2.5 约束混凝土应力-应变曲线43-46
• 2.6 本章小结46-47
• 第3章 预应力钢套箍加固 RC 桥墩有限元分析47-67
• 3.1 有限元模型的建立47-54
• 3.1.1 材料本构模型47-50
• 3.1.2 定义约束关系50
• 3.1.3 设置分析步与边界条件50-51
• 3.1.4 钢套箍预应力的施加51-52
• 3.1.5 网格的划分52-54
• 3.2 模拟结果与分析54-66
• 3.2.1 试件承载力模拟结果分析54-55
• 3.2.2 应力－应变曲线对比55-56
• 3.2.3 荷载－位移曲线对比56-58
• 3.2.4 混凝土墩柱应力分析58-63
• 3.2.5 钢套箍应力分析63-66
• 3.3 本章小结66-67
• 第4章 预应力钢套箍加固 RC 桥墩轴压承载力计算67-80
• 4.1 预应力钢套箍约束桥墩混凝土受压机理分析67-74
• 4.1.1 约束混凝土本构模型67-69
• 4.1.2 箍筋约束作用69-71
• 4.1.3 预应力钢套箍约束混凝土受力分析71-74
• 4.2 墩柱轴心受压承载力计算74-77
• 4.2.1 计算假定74-75
• 4.2.2 轴心受压承载力计算公式75-77
• 4.3 承载力结果对比77-79
• 4.4 本章小结79-80
• 第5章 结论与展望80-82
• 5.1 本文主要结论80-81
• 5.2 问题和展望81-82
• 参考文献82-86
• 致谢86-87
• 个人简介87

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本文编号：806423