水平往复荷载作用下自复位圆形钢桥墩力学性能研究

目的 探究自复位独柱式圆形钢桥墩在水平往复荷载作用下的力学性能,提高桥梁的抗震能力。方法 通过对某桥墩试件建立数值分析模型,并与试验结果进行对比,验证桥墩有限元模型的有效性;在此基础上,改变径厚比、长细比以及预应力比等参数,建立20个自复位圆形钢桥墩有限元模型,在恒定轴力和水平往复荷载作用下进行弹塑性分析,探究径厚比、长细比以及预应力比对自复位圆形钢桥墩的最大承载力和残余位移等抗震性能的影响,并通过理论分析给出简易的力学计算方法。结果 增加径厚比,桥墩承载能力、复位能力均降低;增加长细比,桥墩的承载能力和复位能力也降低;增加预应力钢绞线的预应力比,桥墩的复位能力降低,但承载能力提高。结论 合理地控制长细比、径厚比和预应力比可以使该类桥墩具有较好的变形能力和复位能力,笔者推导所得的计算方法对工程实际具有很好的指导意义。

自复位部分填充钢管混凝土桥墩力学性能研究

为分析具有自复位功能的部分填充钢管混凝土桥墩在水平往复荷载下的力学性能,针对该类型桥墩进行了理论研究,并以桥墩钢管壁厚、预应力比和钢绞线张拉度为设计参数建立有限元模型,在恒定轴力与水平往复荷载作用下开展了弹塑性分析。结果表明:桥墩壁厚和预应力比影响桥墩的水平承载力,适当降低张拉度可提高桥墩结构的安全富裕度。因此,在工程实践中可通过合理地选取桥墩壁厚、预应力比和张拉度,以达到承载力和抗震性能的最优组合,该理论分析方法可为工程实践提供参考。

具有复位功能的钢管混凝土桥墩抗震及恢复性能研究

目的探究具有自复位功能的钢管混凝土桥墩在不同基础连接形式、施加预应力大小等参数下的抗震和恢复性能。方法在保持径厚比、长细比等设计参数不变的情况下,通过改变预应力大小及连接方式,建立14个具有不同程度自复位功能的钢管混凝土桥墩有限元模型,并在轴力与水平往复荷载下进行弹塑性分析,探究了桥墩的最大承载力、残余位移、延性等性能。结果在预应力大小相同的情况下,铰连接及半刚性连接的自复位钢管混凝土桥墩具有比刚性连接桥墩更小的残余位移和更好的延性性能,可以恢复60%~80%的残余位移,延性性能是后者的1.5倍以上。在连接方式相同的条件下,随着预应力的增加,铰连接及半刚性连接的自复位钢管混凝土桥墩的最大承载力逐渐增大,耗能系数增加,恢复系数减小。结论半刚性连接可以提高桥墩的最大承载力和延性性能,有效减小桥墩的残余位移,是一种性能优越的连接形式。