考虑动水压力的桥墩钢筋锈蚀抗震性能改进模型研究

发布时间：2021-04-03 00:57

　　针对考虑动水压力作用下桥墩内部钢筋锈蚀后抗震力学性能变化规律的问题,通过力学推导和abaqus有限元模拟研究了桥墩的力学性能,首先依托塑性铰区域高度计算公式,构建桥墩动水压力计算简化模型,通过改进有限元计算模型,提出了优化后的考虑钢筋锈蚀的桥墩计算公式。计算结果表明:动水压力作用下桥墩底部钢筋锈蚀与混凝土损伤对桥墩主压应力影响最大,其他区域钢筋锈蚀影响较小,并对桥梁承载力计算公式进行修正,为后期同类工程计算提供了理论依据。 

【文章来源】：地震工程学报. 2020,42(05)北大核心CSCD

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

地震波位移加速度运行时长

根据以上分析,本文对已有桥墩有限元模型进行简化,以提升计算效率。通过式(1)计算出塑性铰区域面积,该区域面积长度为1.6 m,梁单元长5.6 m,将这一桥墩有限元模型命名为改进后的桥墩有限元模型1。根据实际桥墩施工工程参数可知,该桥墩混凝土类型是C35,纵筋类型HRB335,上部结构荷载约为137 kN,根据以上设定,对桥墩受力情况进行分析,结果如下图。对桥墩改进模型进行CHI-CHI地震测试,利用数值模拟方法分析混凝土支反力与基底弯矩。基于式(1)将塑性铰部分表示为改进模型2,其中该部分的梁单元距离是5.06 m,其他数值不发生变化。图3为改进模型示意图。根据图3的改进模型自振分析结果可知,该模型中第一阶段和第二阶段的自振频率分别为21.1 Hz和21.2 Hz,二者差距不明显,同时,获取的阻尼系数为α=1.063,β=0.002 4。

根据图4可知,改进模型2与详细模型在最大反力数据方面具有相似性,当时间为24 s时,改进模型2的支反力比详细模型高,这是由于塑性铰区域与梁单元受到了约束,从而造成改进模型2的支反力得到了提升。根据上述式(1)构建的有限元模型难以满足现有研究需求,一系列支反力数据不能与有限元模型输出数据相匹配,导致在计算桥墩的承载力极值时,计算结果与实际结果之间存在较大差距,不能进行实际应用。图5 反力对比结果图


本文编号：3116296