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原文传递配置HTRB600E高强钢筋的装配式混凝土桥墩抗震性能研究

论文题名：	配置HTRB600E高强钢筋的装配式混凝土桥墩抗震性能研究
关键词：	预制装配式桥墩;灌浆套筒连接;高强钢筋;拟静力试验;抗震性能
摘要：	近年来，我国政府在土木工程领域积极倡导绿色建筑的发展，并出台了一系列相关制度、法规和规范以促进绿色建筑的推广应用。装配式桥梁作为绿色建筑的关键组成部分之一，能够消除传统桥梁施工的整体高能耗、低施工效率和高现场工作量等弊端，因此预制装配式桥梁已成为许多桥梁建设者的首选。　　在桥梁结构中使用高强钢筋具有增大构件承载力、缩减构件截面尺寸和节约钢材用量等优势。目前关于在桥梁结构中采用高强钢筋的研究主要集中在屈服强度为500MPa及以下的高强钢筋，600MPa级高强钢筋的应用和研究则相对较少，600MPa级高强钢筋在预制装配式桥梁结构中应用与研究更为匮乏。因此，600MPa级高强钢筋应用于有抗震要求的预制装配式桥梁结构有待进一步深入研究。　　本文设计了配置HRB400E普通钢筋的现浇桥墩、配置HRB400E普通钢筋的预制装配式桥墩和配置HTRB600E高强钢筋的预制装配式桥墩共3个桥墩试件，对各试件开展拟静力试验，分析配置HTRB600E高强钢筋对预制装配式桥墩包括破坏形态、抗弯承载力、滞回耗能、变形能力、刚度退化和延性性能在内的抗震性能的影响。研究结果表明：现浇桥墩试件和预制装配式桥墩试件破坏形态均为典型的弯曲破坏，但现浇桥墩试件墩身破坏更加严重，预制装配式桥墩试件由于灌浆套筒的存在增大了套筒区段的墩身刚度，墩底塑性铰区明显上移，塑性铰区最终发展高度与现浇桥墩相比明显增大，配置高强钢筋使装配式桥墩试件的塑性铰区发展高度和裂缝发展高度均有所降低；在纵筋强度相同的条件下，预制装配式桥墩试件的荷载-位移滞回曲线的饱满程度略差于现浇桥墩试件，但抗弯承载力提升了15%左右，变形能力和位移延性也与现浇试件基本持平；在预制装配式桥墩试件中配置高强钢筋可明显提升试件的抗弯承载力，提高试件刚度，但刚度退化速率有一定程度增加，位移延性虽有所降低，但依然满足结构的延性要求；配置高强钢筋对预制装配式桥墩耗能会产生不利影响。　　基于ABAQUS有限元软件对预制装配式桥墩的拟静力试验进行数值模拟，并进行拓展参数分析，研究纵筋等强度代换、箍筋等体积代换、箍筋等强度代换等钢筋代换方式及纵筋和箍筋配筋率对预制装配式桥墩抗震性能的影响。结果表明纵筋和箍筋等强度代换对预制装配式桥墩抗震性能影响较小，可以在保证预制装配式桥墩抗震性能的基础上有效降低钢筋用量；箍筋等体积代换时，试件变形能力稍有增大，耗能能力有一定提高，但整体抗震性能变化不大；随纵筋配筋率的增大，预制装配式桥墩抗弯承载力和初始刚度明显提高，但位移延性降低，因此在进行预制装配式桥墩配筋设计时，需要平衡抗弯承载力与位移延性之间的关系，合理选择配筋率；当箍筋配筋率较小时，增大箍筋配筋率能够较明显地提高试件抗弯承载力，并一定程度提高试件的位移延性，但当箍筋配筋率提高到一定程度后，箍筋配筋率的增大对上述试抗震性能的影响程度逐渐减小。
作者：	刘阳
专业：	桥梁与隧道工程
导师：	付涛
授予学位：	硕士
授予学位单位：	山东建筑大学
学位年度：	2022