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CFRP复合加固下钢筋混凝土桥墩抗震性能研究
| 论文题名： | CFRP复合加固下钢筋混凝土桥墩抗震性能研究 |
| 关键词： | 钢筋混凝土桥墩;复合加固;拟静力试验;抗震性能 |
| 摘要： | 桥梁作为现代交通系统的重要组成部分，对于保证震后生命线的畅通至关重要。然而在地震作用下，桥梁却属于薄弱环节，作为竖向承重和水平抗力构件的桥墩受力情况更是复杂，并且桥梁矮墩刚度较大，极易发生脆性弯剪破坏或剪切破坏。另外还有大量抗震性能不足的老旧桥墩，也存在安全性问题。目前，对于受损桥墩，可以通过拆除重建或修复加固进行处理，但前者存在所需经济成本高、施工周期长、极易造成资源浪费等问题，而后者不存在上述问题。另外，传统单一加固方法存在一定局限性，对桥墩抗震性能提升有限，复合加固方法可以弥补其局限性，但相关研究较少。因此，针对桥墩的复合加固方法进行研究具有重要的理论和现实意义。 基于此工程背景和研究意义，本文以钢筋混凝土桥梁矮墩作为研究对象，通过试验为主、数值模拟为辅的方法，对CFRP复合加固桥墩的抗震性能开展研究： (1)首先，对现有桥墩加固方法进行归纳，总结现有研究存在的问题，在此基础上结合CFRP、钢丝和钢板箍的材料特性，提出了CFRP-钢丝、CFRP-钢板箍组合下的桥墩复合加固技术。 (2)其次，针对两种CFRP复合加固技术，制定了试验方案，设计制作了3个加固试件和2个未加固对比试件，对加固试件进行预损伤后，分别采用CFRP、CFRP-钢丝和CFRP-钢板箍三种方法修复加固，随后对各试件进行低周反复加载至破坏；试验结果表明，三种加固方法均不会增大桥墩的截面面积和初始刚度，对地震作用下的剪力分配不会产生影响；CFRP加固能够有效改善桥墩的破坏模式，提升桥墩延性性能和耗能能力，并延缓桥墩的刚度退化，但是由于桥墩混凝土损伤过于严重，CFRP布易发生开裂破坏；CFRP-钢丝复合加固对桥墩耗能能力的提升程度更大，并且钢丝和钢板箍能够有效的抑制CFRP布的开裂和混凝土的受损剥落，同时可以作为桥墩抗震的安全储备，CFRP复合加固方法优势明显。 (3)最后，基于有限元分析软件OpenSees，采用纤维单元法建立桥墩有限元模型并开展数值模拟，计算结果与拟静力试验结果的水平承载力、延性性能以及强度衰减趋势等滞回特性拟合良好，误差满足工程精度要求。 |
| 作者： | 李天人 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 颜庆智;孙得璋 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中国石油大学(华东) |
| 学位年度： | 2021 |
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