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节段拼装钢管混凝土桥墩的抗震性能研究及改进
| 论文题名： | 节段拼装钢管混凝土桥墩的抗震性能研究及改进 |
| 关键词： | 钢管混凝土桥;节段拼装桥墩;抗震性能;法兰连接 |
| 摘要： | 随着城市化进程的推进以及可持续发展战略的实施，现代桥梁建设有了新的要求，工程施工有了新的发展方向。现代工程应当最大限度的缩短建造时间，减小对生态环境的破坏和城市的污染。预制节段拼装技术顺应工业化的发展，其便捷高效的优点推动了城市化建设的进程。目前越来越多的桥梁施工采用了预制构件。节段拼装桥墩是一种新型桥墩，可以缩短工期、减小损伤和残余变形。但是目前关于节段桥墩的研究较少，这限制了其发展。而且和现浇桥墩相比，节段桥墩在耗能上面有很大的劣势，需要进行改善。 本文以一组典型的节段拼装钢管混凝土桥墩试验为研究对象，对节段拼装混凝土桥墩的抗震性能进行分析，在此基础上提出一种新型法兰连接，以期可以改进节段桥墩的抗震性能。本文的主要研究内容如下: (1)通过明确拼装桥墩各部分的功能和力学特性，分析桥墩的竖向承载力、抗弯性能和抗剪性能，了解其破坏机理;理论分析表明，节段桥墩主要发生弯曲破坏，弯曲破坏导致节段间接缝张开，预应力筋的自复位性能使其闭合。 (2)建立ABAQUS有限元实体模型，进行拟静力加载，并与已有试验结果对比，验证模拟方法的可靠性;在此基础上进一步分析现浇桥墩和节段桥墩的抗震性能，并分析预应力度、轴压比、底部钢管厚度等参数的影响。分析结果显示提高预应力度和轴压比均可以提高节段桥墩的抗震性能，适当提高底部钢管厚度也可以改善桥墩的性能。 (3)基于节段拼装桥墩抗震性能弱的缺陷，本文提出一种新的连接形式——法兰连接。法兰连接既可以作为耗能装置，又可以作为浇筑时的模具，避免了接缝在现场的局部浇筑，工艺简单，操作方便。本文通过对法兰连接节段桥墩进行力学分析和数值模拟，分析其力学性能和破坏机理，并分析其抗震性能各项参数的改善情况。研究结果表明，法兰连接节段桥墩的耗能有大幅度提升。 |
| 作者： | 江梦莹 |
| 专业： | 桥梁工程 |
| 导师： | 赵冠远 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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