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预制钢管混凝土格构墩抗推性能研究
| 论文题名： | 预制钢管混凝土格构墩抗推性能研究 |
| 关键词： | 钢管混凝土格构墩;预制拼装;法兰连接;抗推性能 |
| 摘要： | 钢管混凝土格构墩是一种由竖向钢管混凝土柱肢和横向钢管缀管组合而成的结构，它的特点是由多个柱肢通过缀管相互连接而成的整体结构。这种结构形式不仅可以实现轻型化，还具有承载力高、延性性能好、造型美观和节约材料等优点，可以大大提高桥墩的设计和施工效率。而将预制拼装技术应用于钢管混凝土格构墩中，具有节能环保、施工周期短和交通干扰小等优点。因此本文基于一种内套管法兰连接形式，将其运用在预制拼装钢管混凝土格构墩中，为了研究预制拼装钢管混凝土桥墩在水平往复荷载作用下的抗推性能，采用有限元软件ABAQUS研究构造参数对预制拼装钢管混凝土格构墩试件的抗推性能的影响，主要研究内容和结论如下： （1）基于一种内套管法兰连接，设计预制拼装钢管混凝土格构墩，并详细描述了其构造工艺。格构墩采用预制节段，通过内套管定位连接，并使用高强度螺栓进行连接。每个节段都经过预制设计，无需现场浇筑混凝土，可直接拼装，大大缩短了施工时间。 （2）采用ABAQUS有限元软件研究钢管混凝土格构墩以及法兰连接的建模方式，选取了合适的钢管钢材、高强螺栓材料和核心混凝土本构关系。分别建立钢管混凝土格构墩和法兰连接的有限元模型，用有限元得到结果与试验结果进行对比,验证本文建模方法的正确性。接着研究采用法兰连接的预制拼装钢管混凝土格构墩构造参数对抗推性能影响，选取柱肢节段数量、缀管布置形式以及柱肢纵向间距进行分析。随着柱肢节段数量的增多，试件水平承载力略有下降；对缀管形式不同的预制拼装格构墩进行对比分析发现，采用了斜缀管布置的预制拼装格构墩获得较好的抗推性能，其中W形缀管布置的格构墩材料用量少，且抗推性能好，建议在实际工程中采用，但应注意格构墩的受力不均匀和斜缀管受力较大的现象；随着柱肢纵向间距的增加，试件抗推性能先提高，后随着间距过大而下降，而在柱肢纵向间距过小时，会加深缀管与柱肢钢管连接处局部破坏的风险。因此在实际工程中，柱肢纵向间距不宜选取过大或过小。 （3）对三种缀管布置形式的钢管混凝土格构墩进行动力时程分析，研究在地震动作用下缀管布置形式不同对格构墩的受力性能影响，研究表明，采用K形和W形缀管布置的预制拼装格构墩受力性能较好。 |
| 作者： | 范德任 |
| 专业： | 土木工程;桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 胡俊 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2023 |
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