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节段预制拼装混凝土桥墩静力行为研究
| 论文题名： | 节段预制拼装混凝土桥墩静力行为研究 |
| 关键词： | 桥梁工程;下部结构;节段预制拼装混凝土桥墩;静载试验;数值模拟 |
| 摘要： | 为了缓解大城市交通量增加而导致的交通拥堵路况，增建城市高架桥梁是一种有效手段。节段预制拼装墩作为桥梁的下部结构，具有施工快速、对既有交通影响小等特点，在近年来备受国内外关注。预制节段之间连接构造与整体式结构相比，存在一些不确定性，影响了这种结构在实际施工中的应用。针对节段预制拼装墩进行试验及理论研究十分必要。本文进行了2个节段预制拼装混凝土桥墩模型的静载试验并进行了数值模拟分析，主要工作和相关结论如下: 1.进行了节段预制拼装混凝土桥墩模型静载试验，得到了墩顶水平荷载-位移曲线及相关应变数据，详细记录了试件破坏过程。利用简化力学模型和基于平截面假定的横截面双向受弯计算程序，对试验数据进行分析。理论分析表明，模型墩的破坏始于墩底素混凝土薄弱面受拉区的受弯裂缝，最终破坏为受压区混凝土压碎，破坏过程中构件发生了以墩底受压边缘为转轴的刚体运动。 2.使用结构有限元分析软件ABAQUS对节段拼装模型墩进行了数值模拟，将计算结果与试验数据进行了对比分析。结果表明，在模型受力全过程中胶黏层材料的应力状态始终处于弹性阶段，接缝处的开裂破坏实际上为与之相近的素混凝土开裂，预制节段中的钢筋对结构整体开裂荷载及极限承载力贡献较少。 3.进行了墩柱受力行为的简化理论分析。讨论了墩底受压区塑性铰的形成，编制了MATLAB程序进行了模型受弯全过程分析。 4.研究了墩顶竖向荷载大小对节段拼装墩受力行为的影响。数值模拟计算结果表明，随着竖向力增大结构整体的开裂荷载和极限承载力均增大，但竖向力增长到一定程度时，结构破坏由弯曲破坏转变为压、弯、剪三者共同作用下的复杂破坏。 5.基于前述试验及数值模拟研究，提出了3种改善节段预制拼装桥墩受力行为的构造措施:(1)钢筋伸入连接键位中;(2)钢筋伸入键位同时增加连接键位高度;(3)连接键位布置于节段周边。有限元分析结果表明，三种改进方案均能使结构整体开裂荷载与极限承载力提升，并且使结构延性增加。 6.论文进行了节段拼装墩截面抗弯承载力计算方法的初步探讨。 |
| 作者： | 高聪 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 卢文良 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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