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设置无粘结钢筋铁路重力式桥墩的拟静力试验研究
| 论文题名： | 设置无粘结钢筋铁路重力式桥墩的拟静力试验研究 |
| 关键词： | 铁路重力式桥墩;无粘结钢筋;拟静力试验;位移延性系数;有限元分析 |
| 摘要： | 我国高速铁路中大多采用配筋率低于0.5%的少筋混凝土重力式桥墩，这种桥墩截面尺寸、刚度和重量都比较大，相应的地震力也较大，且仅配置护面钢筋，延性性能较差，破坏时表现出明显的脆性破坏特征。本文针对低配筋铁路重力式桥墩延性不足的问题，提出一种桥墩纵筋的布置方法：墩底局部布置无粘结纵向钢筋。研究布置无粘结钢筋对桥墩延性性能的影响，并探讨不同参数下布置无粘结钢筋后对桥墩抗震性能的影响。 采用试验研究、数值分析和理论分析方法开展研究。主要研究内容如下： （1）阅读大量国内外桥梁抗震和无粘结筋的相关文献，发现降低钢筋与混凝土的粘结力可明显提高混凝土构件的延性性能。为验证此方法能否适用于低配筋的铁路重力式桥墩，通过拟静力试验和有限元数值模拟验证该方法的有效性。 （2）以某铁路重力式桥墩为原型，按1:8的缩尺比例设计制作了1个完全粘结桥墩模型、2个不同长度的无粘结的桥墩模型，进行拟静力试验，记录试验现象和数据。 （3）通过对3个桥墩模型进行拟静力试验，研究了墩底设置无粘结钢筋对桥墩的破坏特征、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有效抑制墩身出现裂缝，提高桥墩模型最终的累积耗能，有效提高了桥墩模型的延性性能，并且无粘结长度越长，延性性能提高越明显，只是刚度略微降低。 （4）基于ABAQUS有限元软件建立无粘结钢筋混凝土桥墩模型，对比分析了各模型与试验的破坏形态、骨架曲线和刚度退化等抗震性能，模拟值与试验值吻合度较高，验证了模拟无粘结钢筋混凝土桥墩模型的准确性与可靠性。在此基础上，研究了配筋率、轴压比和剪跨比对无粘结桥墩抗震性能的影响规律。模拟结果表明：增加配筋率能明显提高无粘结桥墩模型极限承载力、刚度和延性性能。随着轴压比的增大无粘结桥墩模型水平承载力有一定幅度提高，但是延性性能降低。随着剪跨比的增大无粘结桥墩模型的位移延性系数有所提高，但极限承载力和初始刚度略微下降，同时剪跨比越小，模型脆性破坏特征越明显。 |
| 作者： | 秦训才 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 丁明波;王立健 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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