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装配式桥梁预制空心桥墩与承台连接性能的研究与应用
| 论文题名： | 装配式桥梁预制空心桥墩与承台连接性能的研究与应用 |
| 关键词： | 装配式桥梁;预制空心桥墩;承台构件;连接性能;梯形剪力环 |
| 摘要： | 我国桥梁建设桥墩施工大多采用现浇混凝土施工工艺，这种传统施工方法现场湿作业多，施工周期长，对周围环境的影响大，与建筑工业化和绿色施工的要求不相符合。为了应对现浇混凝土施工的缺陷，使用预制装配式桥梁已成为桥梁建设的发展趋势。装配式桥梁采用工厂化生产现场拼装技术，提高了机械化施工水平，加快了施工进度，有利于环境保护，具有明显的优越性。 装配式桥梁的桥墩作为桥梁结构的主要承重构件，与承台的连接是装配式桥梁结构受力的薄弱部位，在地震中容易遭受破坏。常见的预制墩柱与承台的连接分为现浇式和承插式。这两种连接方式预制桥墩拼装定位难度大，现场钢筋焊接工作量大，混凝土浇筑工艺复杂，墩柱与承台结合部的抗剪性能差。本文结合济祁高速淮河特大桥引桥工程，基于圆形空心钢筋混凝土预制桥墩与承台的两种新型连接方式的现场原位加载试验，利用非线性有限元分析软件ABAQUS对两种连接方式的受力及变形性能进行了数值模拟，提出了合理的工艺流程确保墩底和承台的连接质量。主要研究内容包括: (1)通过现场原位加载试验，了解桥墩与承台结合部的破坏过程及破坏形态，获得了试件的荷载-位移曲线以及荷载-应力曲线等试验数据，对比分析了钢板剪力钉和梯形剪力环两种连接方式的受力性能和变形能力。试验表明，试件的最终破坏形态均为弯曲破坏，两种试件的破坏模式基本相同，均为墩底后浇杯口项面上方连接区段，预制墩受拉侧混凝土开裂，发生弯曲破坏。采用梯形剪力环连接方式的连接性能更稳定。 (2)选取合适的试件材料的应力-应变本构关系，利用有限元软件ABAQUS建立了试件的有限元分析模型，通过设置合理的边界条件及截面接触，进行适当的网格划分，模拟试件在水平和竖向加载作用下的受力过程，绘制结构能力曲线。并将模拟计算结果与试验结果进行对比分析，两者吻合较好，验证了预制装配式空心桥墩与承台结合部有限元模拟的合理性。 (3)在试验研究和理论分析的基础上，对两种连接方式的施工方法进行对比分析及客观评价，提出了合理的施工工艺流程，形成了较为系统的施工工法，并成功的运用于实际工程中。在此基础上形成2项国家实用新型专利已获授权，获得1项省级施工工法。 论文研究为进一步完善预制装配式桥梁的应用提供了理论依据和施工方法，对促进我国装配式混凝土桥梁在工程实践中的应用，推动建筑工业化的发展具有一定的意义。 |
| 作者： | 陈金彪 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 陈丽华;柳炳康 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 合肥工业大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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