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UHPC墩周连接装配式桥墩抗震性能研究
| 论文题名： | UHPC墩周连接装配式桥墩抗震性能研究 |
| 关键词： | 装配式桥墩;超高性能混凝土;抗震性能;拟静力试验;有限元分析 |
| 摘要： | 目前，我国桥梁下部结构多采用传统施工方法，施工步骤繁琐且现场作业时间长。与传统的现场浇筑施工相比，预制装配式施工技术以施工快、现场作业时间少等优点，得到了各国研究人员的广泛关注。装配式结构的核心在于保证各预制构件间的可靠连接，而新材料的研发成功给装配式结构连接方式的多样性提供了可能。超高性能混凝土（简称UHPC）是一种具有超高耐久性和超高力学性能的水泥基材料，具有强度提升快、自密实等特点，适合用作装配式结构节点连接材料。本文对UHPC墩周连接装配式桥墩的抗震性能展开研究，主要研究内容和成果总结如下: (1)本次研究过程中设计并制作1个现浇式桥墩试件和1个UHPC墩周连接装配式桥墩试件，分别进行拟静力试验，获得两个试件的破坏形态和滞回曲线; (2)对比两试件破坏形态发现:现浇试件和装配式试件裂缝数量、受拉损伤区域高度基本一致;主要区别在于现浇试件墩底混凝土大量剥落、受压破坏严重，而装配式试件破坏形式为墩底UHPC与承台拼接缝持续开展。对比两试件滞回曲线发现二者滞回环均较为饱满且出现一定捏拢现象，呈弓形特征; (3)进一步分析试件的抗震性能指标，装配式试件在水平承载力、刚度和残余位移方面表现与现浇试件基本一致;在延性性能方面装配式试件表现优于现浇试件，在累积滞回耗能方面装配式试件表现弱于现浇试件。总体来讲，UHPC墩周连接装配式桥墩抗震性能与现浇式桥墩基本一致; (4)利用ABAQUS软件建立UHPC墩周连接装配式桥墩和现浇整体式桥墩的三维实体有限元模型并进行拟静力加载非线性分析，模拟得到的滞回曲线与拟静力试验获得的滞回曲线基本吻合，验证了本文建模方法的可靠性和模拟结果的准确性; (5)利用ABAQUS软件建立相关模型，从轴压比、立柱长细比、UHPC连接段高度和配筋率四个方面对UHPC墩周连接装配式桥墩抗震性能的影响参数进行研究分析，为本连接方式应用于实际工程提供参考。结果表明，轴压比越大装配式桥墩的水平承载能力、水平等效刚度和累积滞回耗能越大，同时残余位移减小;立柱长细比越大装配式桥墩水平承载能力、水平等效刚度和累积滞回耗能越小;配筋率方面，搭接钢筋配筋率对装配式桥墩抗震性能影响明显，搭接钢筋由配筋率1.01％增至1.57％，装配式桥墩水平承载能力、水平等效刚度和残余位移相比原配筋试件性能有较明显提升;UHPC连接段高度对装配式桥墩抗震性能影响较小，保证钢筋搭接长度即可。 |
| 作者： | 赵奇 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 亓兴军 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 山东建筑大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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