原文传递
圆形中空夹层钢管混凝土桥墩抗震性能试验研究
| 论文题名： | 圆形中空夹层钢管混凝土桥墩抗震性能试验研究 |
| 关键词： | 圆形中空夹层钢管混凝土桥墩;低周循环荷载;拟静力试验;抗震性能 |
| 摘要： | 圆形中空夹层钢管混凝土桥墩是在钢管混凝土桥墩和钢筋混凝土空心桥墩的基础上发展出来的一种新型钢-混凝土组合结构桥墩形式，与钢管混凝土桥墩相比，可显著减少混凝土用量；与钢筋混凝土空心桥墩相比，可有效防止内壁混凝土压碎破坏，提高延性。桥墩与基础采用钢筋锚固连接形式能够防止墩底钢管发生屈曲破坏，可以避免钢管混凝土结构在墩柱连接方面基础尺寸过大、内部纵筋构造复杂的施工劣势。因此，本文以圆形中空夹层钢管混凝土桥墩为研究对象，采用试验研究和数值模拟相结合的方法，研究了水平低周循环荷载下新型组合桥墩的抗震性能，本文主要研究工作和成果如下： (1)基于圆形空心钢筋混凝土桥墩试件RC，按轴向受压承载力和混凝土壁厚比相等原则设计圆形中空夹层钢管混凝土桥墩试件CFDST，以空心率、含钢率、混凝土强度为变量，分别设计试件CFDST-1和试件CFDST-2，所有组合桥墩试件采用钢筋锚固连接方式和基础连接，并开展拟静力试验。结果表明：组合桥墩试件最终破坏模式以锚固钢筋拉断为特征，坐浆层深度损失超过壁厚50%，呈现典型弯曲破坏。双钢管可对核心混凝土提供有效约束，提高桥墩试件延性。试件CFDST相比试件RC损伤区域小，破坏程度轻,变形能力强。 (2)基于4个桥墩的试验结果，对比分析了圆形中空夹层钢管混凝土桥墩和圆形空心钢筋混凝土桥墩的抗震性能差异，研究了空心率和含钢率变化对组合桥墩抗震性能影响。结果表明：与试件RC相比，试件CFDST水平承载力和延性能力更强，滞回曲线更饱满，耗能能力更强，刚度退化更小，残余位移更小，抗震性能更优。增大截面空心率导致组合桥墩变形能力略有降低，总累积耗能下降，但对刚度退化和残余位移影响较小。降低含钢率导致组合桥墩水平承载力和变形能力降低，耗能能力下降，刚度退化速率加快，残余位移略有增大。 (3)基于OpenSees有限元软件建立了圆形中空夹层钢管混凝土桥墩纤维模型，将模型结果和试验结果对比验证。参数化分析表明：外钢管厚度和剪跨比是影响桥墩抗震性能的重要参数，改变内钢管厚度和混凝土强度对桥墩抗震性能影响较小，提高轴压比会降低桥墩延性能力，空心率过大导致桥墩水平承载力和延性能力降低。 |
| 作者： | 刘东 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 李忠献 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 天津大学 |
| 学位年度： | 2022 |
检索历史
应用推荐
