初始预应力对节段拼装空心桥墩抗震性能影响试验研究

为探究初始预应力对采用无粘结预应力连接方式的节段拼装混凝土桥墩抗震性能的影响,采用拟静力试验对2组预应力引起轴压比分别为0.075和0.150的模型试件,在循环荷载作用下的破坏模式、滞回曲线、骨架曲线、延性性能、残余位移、刚度退化、预应力损失、耗能能力等指标进行了对比分析。结果表明:1)2组试件破坏模式均为弯曲破坏;2)初始预应力水平的提高有助于降低试件的预应力损失,同时也会降低其延性性能和残余位移,但基本不会对试件的刚度退化和耗能能力产生影响,不建议通过提高初始预应力的方式提高侧向承载能力。

钢纤维混凝土节段拼装空心墩拟静力试验

为探究钢纤维对自密实混凝土桥墩抗震性能的影响,在剪力键干接方式下,对钢纤维混凝土预应力节段拼装空心桥墩试件进行拟静力试验,详细描述试验现象及破坏过程,基于滞回曲线、接缝张角及预应力等测试数据,分析桥墩模型的承载能力、延性性能、残余位移、预应力损失、墩底曲率、耗能能力、刚度退化等性能参数,结果表明:与普通混凝土预应力节段拼装空心桥墩相比,钢纤维可明显提高桥墩的极限承载力、极限位移和位移延性,减小残余位移、预应力损失和混凝土损伤程度,使节段拼装空心桥墩的抗震性能得到综合提升,其机理在于钢纤维能同时增强混凝土的强度和延性。

长行程屈曲约束支撑拟静力试验

为研究长行程屈曲约束支撑(buckling restrained brace,BRB)的抗震性能,针对不同有效屈服长度比的屈曲约束支撑进行了拟静力试验研究,对比分析了试件的滞回曲线、骨架曲线、延性系数、耗能能力、刚度退化和强度退化等性能指标。结果表明:高有效屈服长度比能够有效提高试件的极限承载力和极限位移;长行程屈曲约束支撑的延性系数为2.54~3.60,延性较好;有效屈服长度比对长行程屈曲约束支撑的刚度退化性能影响不大;高有效屈服长度比的长行程屈曲约束支撑,强度退化更稳定;抗震性能有所提高。

基于OpenSees的节段拼装桥墩抗震性能数值分析

为对预应力混凝土节段拼装桥墩抗震性能的数值分析提供依据,应用OpenSees有限元计算程序,选取非线性纤维梁柱单元配合适当的材料本构模型,对桥墩的混凝土节段、接缝及预应力筋进行模拟。首先,介绍桥墩材料所选用的本构模型;然后,介绍模型对各部件的模拟方法、纤维网格划分以及边界条件设置;其次,开展模型分析并将计算结果与拟静力试验进行对比,结果表明:试验的滞回曲线、骨架曲线特性得到较好模拟;再次,探究并得到往复荷载作用下,P-Δ效应和墩底核心区混凝土强度退化是引起桥墩承载力降低的主要原因;最后,利用模型讨论了预应力张拉力、纵筋配筋率、混凝土强度、箍筋配筋率对桥墩骨架曲线的影响,发现张拉力相对其他几项参数对试件最大承载力的影响最为明显,混凝土强度对试件延性的影响最为明显。

预应力节段拼装桥墩抗震性能实体有限元模拟

基于实体单元开展预应力节段拼装空心桥墩抗震性能分析。为直观展示桥墩的局部受力变形与位移状态,利用ABAQUS建立三维实体有限元模型,通过与拟静力试验对比检验模型的准确性;在此基础上探究往复荷载下桥墩变形、应力、应变状态分布,为拟静力试验中试件无测点区域的受力状态提供指导。