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桥梁快速建造中承插式装配墩柱力学特性研究
| 论文题名： | 桥梁快速建造中承插式装配墩柱力学特性研究 |
| 关键词： | 装配式桥墩;现浇;承插式连接;拟静力试验;桥梁快速建造 |
| 摘要： | 桥梁快速建造是当下研究的热点，目前可以通过灌浆套筒连接、预应力连接和承插式连接等方式实现墩柱和承台的快速建造，本文在对普通承插式连接进行受力分析的基础上，借鉴钢管混凝土柱和组合梁等的构造形式，设计了一种改进承插式连接，并通过缩尺试验和数值模拟对现浇、普通承插式连接和改进承插式连接的受力性能进行了分析。 拟静力试验结果显示，现浇、普通承插式连接和改进承插式连接试件的破坏都发生在桥墩和承台连接处，其中，普通承插式连接试件的破坏模式为灌浆料和承台的脱离滑移。有限元分析的结果表明，在不考虑新老混凝土之间粘结的情况下，灌浆料和桥墩、承台间的法向行为采用硬接触，切向行为的罚摩擦系数取为1.0，可以较好的反映普通承插式连接的水平受力情况。受灌浆料和桥墩、承台间脱离滑移的影响，普通承插式模型的水平承载力比现浇模型小28%，普通承插式模型的残余位移、耗能能力和水平等效刚度等均小于现浇模型。由于钢板连接件的存在，改进承插式模型的灌浆料和桥墩、承台间可以保持良好的粘结，改进承插式模型的水平承载力、残余位移和耗能能力等参数都和现浇模型相似，并且延性比现浇模型更好。 有限元分析结果还表明，承插深度从1.0D下降到0.7D，普通承插式模型的水平承载力会减小13%。埋深下降到0.5D，改进承插式模型的水平承载力会减小4%。厚径比（钢板厚度/桥墩直径）从3/350增大到6/350，改进承插式模型的累积耗能会增大4%，延性会增大13%，灌浆料强度从C30变为C40，桥墩的延性也会增大7%，而钢板厚度和灌浆料强度继续增加，钢板连接件很难再对桥墩的受力性能起到更多的改善效果。所以，为了在保证桥墩良好受力性能的同时节省建造成本，建议普通承插式连接的埋深大于1.0D，改进承插式连接的埋深不小于0.7D，灌浆料强度在C40及以上，厚径比不小于6/350，钢板可采用Q235钢材。 |
| 作者： | 刘晓凯 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 廖碧海 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华中科技大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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