预制拼装钢管混凝土双柱墩的抗震性能研究

发布时间：2020-05-19 15:56

【摘要】：钢管混凝土凭借其强度高、质量轻、延性好、耐疲劳、抗冲击等优越的力学特性在我国工程建设中得到了广泛应用。同时,以技术集成型的规模化工厂生产取代劳动密集型的手工生产方式,以工业化制品现场装配取代现场湿作业施工,实现桥梁构件生产工厂化、施工现场装配化的绿色建造模式也成为现代桥梁工程的发展趋势。目前桥梁墩柱的装配化研究主要集中在预制拼装钢筋混凝土桥墩,而针对预制拼装钢管混凝土墩柱特别是双柱墩的研究很少。为推广钢管混凝土双柱墩在地震区桥梁结构中的应用,本文分别完成3个“湿式连接”和3个“干式连接”的预制拼装钢管混凝土双柱墩(DCP-CFST)的低周往复荷载试验,并探讨了基于有限元软件ABAQUS和OpenSEES的预制拼装钢管混凝土双柱墩的数值模拟方法。本文完成的主要工作如下:(1)完成了整体现浇式、埋入式和U型锚筋连接式钢管混凝土双柱墩的低周往复荷载试验研究,分析了不同湿式连接方式对双柱墩的滞回性能、承载力、延性、耗能、刚度等方面的影响规律,探讨了不同湿式连接试件的抗震承载力计算方法。研究表明:所有试件均表现为良好的柱端塑性铰破坏模式,埋入式双柱墩能够实现等同整体现浇式的抗震性能,而由于U型锚筋连接式节点的刚性低于整体现浇节点和埋入式连接节点,U型锚筋连接式钢管混凝土双柱墩的承载力和耗能能力有所降低,但延性优于前两者,所建议的计算方法得到的结果与实测数据吻合良好。(2)完成了3个高强预应力螺纹钢筋连接的节段拼装钢管混凝土双柱墩的低周往复荷载试验,研究了钢管混凝土节段数和耗能端板等参数对双柱墩的抗震性能影响,探讨了不同干式连接试件的抗震承载力计算方法。研究表明:钢管混凝土节段数对试件的抗震性能影响较小,而增设柱墩耗能端板可以提高双柱墩的承载力、耗能能力和刚度,但震后残余位移也相应增加;所建议的抗震设计方法能较好地预测试验结果。(3)研究了基于ABAQUS有限元软件的“湿式连接”钢管混凝土双柱墩的数值模拟方法,计算所得Pushover曲线和试验骨架曲线吻合良好;探讨了基于OpenSEES软件的节段拼装双柱墩的滞回性能模拟方法,计算所得滞回曲线与试验结果较为相近;模拟研究结果能为预制拼装钢管混凝土双柱墩的相关研究提供有意义的参考依据。
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港珠澳大桥

1绪论1 Introduction1.1 选题来源及研究意义(Research Background and ResearchSignificance）1.1.1 选题来源随着我国经济的快速发展，各大城市在不断地加快城市桥梁建设以减轻交通压力。桥梁建设也面临诸多问题，所以桥梁结构设计不仅要求桥梁结构安全和耐久、抗震，还要求最大限度降低对现有交通的干扰，增加施工安全性，减少环境污染，保证施工质量，提高施工速度，，降低生命运营期内的成本。这些要求的提出促进了预制拼装施工技术在桥梁建造中的应用[1]。我国著名的跨海大桥工程东海大桥、港珠澳大桥[2]（见图 1-1(a)和(b)) 、杭州湾大桥等也采用了预制拼装施工技术。

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（a）深圳赛格电子市场（b）兰州雁滩黄河大桥桥墩图 1-2 钢管混凝土的应用实例Figure 1-2 Example of concrete pipe applications(a)多段单柱墩（b）多柱墩（c）单段单柱墩图 1-3 预制拼装桥墩类型Figure 1-3 Prefabricated piers type.1.2 研究意义
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U442.55

【参考文献】