原文传递
设置无粘结钢筋的铁路重力式桥墩抗震性能研究
| 论文题名： | 设置无粘结钢筋的铁路重力式桥墩抗震性能研究 |
| 关键词： | 铁路重力式桥墩;抗震性能;无粘结钢筋;拟静力试验;有限元数值分析 |
| 摘要： | 我国铁路桥梁中广泛采用重力式桥墩。铁路重力式桥墩由于截面尺寸大，仅布置护面钢筋，配筋率较低，导致其延性能力不足，抗震性能较差。本文针对低配筋的铁路重力式桥墩延性不足的问题，研究在墩身底部设置无粘结钢筋以提高桥墩延性的设计方法，探讨无粘结钢筋对桥墩延性性能的影响。研究结果可为地震区铁路混凝土重力式桥墩的合理设计提供参考。 采用拟静力试验、理论分析及数值模拟方法开展研究。主要研究工作如下： （1）以墩高10m的铁路简支梁重力式桥墩为原型，设计制作了4个相似比为1/8的不同配筋率模型桥墩。结合理论分析确定了无粘结钢筋的位置及长度，并阐述了无粘结钢筋的工作机理。介绍了模型桥墩的几何尺寸、配筋、材料参数、无粘结区域钢筋的处理方法、模型桥墩的制作过程以及加载装置和加载制度。 （2）通过对不同粘结方式和不同配筋率的模型桥墩进行拟静力试验，研究了不同粘结方式和配筋率对桥墩的破坏特征、滞回曲线、骨架曲线、刚度退化、累积耗能和位移延性的影响。试验结果表明，设置无粘结钢筋能够减少桥墩墩身裂缝的数量和高度，提高桥墩的延性性能，且配筋率越低，桥墩的延性性能提高越明显。 （3）基于OpenSees有限元软件，采用纤维梁柱单元和零长度截面单元建立了设置无粘结钢筋的铁路重力式桥墩模型的数值分析模型，分析了模型桥墩的水平力-位移关系。结果表明，计算结果与拟静力试验结果吻合较好，所建立的数值模型可以模拟钢筋与混凝土之间的滑移现象，可以较好地模拟桥墩的水平承载力及其滞回特性。 （4）基于OpenSees有限元软件，建立了设置无粘结钢筋的铁路重力式桥墩原型的数值模型分析模型。采用pushover方法获得了铁路重力式桥墩的能力曲线，并通过与铁路抗震设计规范中的反应谱曲线转换所得的需求谱曲线进行比较，评估了桥墩的抗震性能。结果表明：设置无粘结钢筋后桥墩的变形能力增强，能够满足8度区的延性要求。 |
| 作者： | 张文东 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 陈兴冲 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2022 |
检索历史
应用推荐
