钢筋混凝土设缝墩抗推性能试验与分析研究

钢筋混凝土设缝墩是一种抗推柔度较大的新型桥墩,适用于连续刚构体系桥。该文制作了3个不同填料的钢筋混凝土设缝墩和1个整体墩模型,通过静载试验和数值分析,研究其在水平与竖向荷载共同作用下的极限承载力、延性及抗推柔度。试验采用单调加载直到模型破坏,检测了模型的应力变形、裂缝开展与破坏形态;采用计算软件,考虑混凝土与缝内填料的接触作用,建立结构有限元三维模型进行分析。研究结果表明:缝内填料与混凝土之间出现滑离;各设缝墩的极限水平承载力基本相同,比整体墩水平承载力降低约16%;4个模型墩的抗推延性系数为5.5～7.1,延性较好,整体墩与橡胶板设缝墩的延性大于空缝墩和竹夹泡沫板设缝墩;3个设缝墩抗推柔度比整体墩大有提高,设缝墩抗推柔度为整体墩的2.4～3.5倍,橡胶板设缝墩和空缝墩抗推柔度较高;设缝墩抗推柔度随缝宽增大逐步减小。

钢管混凝土壶型式柱脚抗推性能研究

为研究壶型钢管混凝土柱脚对钢管混凝土墩柱受力性能的影响,分别建立采用壶型外包柱脚的钢管混凝土试件及普通钢管混凝土试件的ABAQUS有限元模型,并对其进行拟静力往复加载,分析了钢管混凝土柱的抗推性能的变化情况。结果表明:设置壶型外包能显著提高试件的承载能力和刚度,塑性变形能力较强。

灌浆套筒连接的节段预制桥墩抗推滞回性能参数分析

为研究灌浆套筒连接对节段预制桥墩抗推滞回性能的影响,在灌浆套筒连接的预拼桥墩标准组模型基础上,选取连接钢筋直径、节段划分数量、灌浆套筒长度、配筋率作为参数,利用ABAQUS有限元软件建立预制桥墩精细化模型进行低周反复荷载作用下全过程的非线性有限元分析。采用钢筋等效模拟套筒连接,利用钢筋应力-应变关系滞回模型模拟钢筋在荷载作用下产生的滑移,得到墩顶位移与荷载数据,从而进行参数化分析。结果表明:套筒内连接钢筋直径过小容易造成抗推性能降低,在满足钢筋最大配筋率要求的前提下,应尽量增大纵筋直径;节段数量对桥墩的抗推能力影响较小;套筒长度对桥墩的抗推性能没有明显影响,实际工程中满足最小长度要求即可;桥墩的抗推承载力随配筋率的提高而增大;桥墩的残余位移几乎不受各参数的影响。

基于塑性铰模型的双肢薄壁墩抗震性能研究

为研究基于塑性铰模型的双肢薄壁墩的抗震性能,结合 4种塑性铰模型、基底纵筋滑移模型及双肢薄壁墩简化计算模型,计算其在低周反复荷载作用下的墩顶变形及抗推承载力。建立空间非线性模型,计算分析该桥墩在低周反复荷载作用下的力学性能及破坏形态。同时,制作双肢薄壁墩的缩尺模型,通过拟静力试验研究其破坏形态、滞回曲线及骨架曲线。结果表明:理论计算、数值模拟与试验结果吻合良好,理论计算模型能够对该试验墩在低周反复荷载作用下的抗推承载力进行较为准确的计算,而且有限元模型可对破坏形态进行仿真;试验墩主要呈现以弯曲破坏为主的“弯剪破坏模式”,滞回曲线“捏缩”效应明显;参数分析结果表明体积配筋率及混凝土强度对该桥墩抗震性能的影响较小,而纵筋率与轴压比对其力学性能的影响较大,其中轴压比取5%时试验墩延性最差,取 10%时的延性最好。