基于拟静力试验的无黏结预应力装配式桥墩接缝转动模型

为探索无黏结预应力装配式桥墩的抗震性能,进行了此类桥墩及同尺寸现浇桥墩的拟静力加载试验。基于试验过程桥墩变形模式及滞回特性,进行了3种接缝转动模型下桥墩的抗震性能分析。分析模型采用OpenSees纤维单元建立,并计入无黏结预应力的自由伸缩及接缝处弹性转动变形特征。研究结果表明:拟静力加载过程,无黏结预应力装配式桥墩变形模式主要为墩底接缝处的弹性转动。随着加载位移增大,此类桥墩的失效模式表现为过大的接缝张开量及受压区面积迅速退化。不考虑预应力水平协同变形作用时,由于难以计入墩身整体弯曲及接缝转动引起的预应力伸长量,预应力内力计算值偏小,接缝张开量计算值偏大,导致桥墩初始刚度偏低,承载力退化较早。考虑协同变形作用后,桥墩接缝张开量相对减小,预应力增量相对增大。但由于忽略了无黏结预应力在接缝处的竖向刚度贡献,接缝张开量计算值仍大于试验值。采用释放接缝转动自由度、考虑无黏结预应力与墩身预制段协同变形、无黏结预应力对接缝约束作用时,可准确计算此类桥墩的接缝张开过程、预应力内力及滞回性能参数。提出的接缝模型建立方法可供“摇摆体系”桥墩抗震性能研究参考,以期推动此类桥墩在震区工程应用的进步。

基于DIC的预应力节段拼装桥墩变形成分分析

目的 研究预应力节段拼装桥墩整体变形成分及组成,为该类桥墩变形能力及抗震性能分析提供参考。方法 在拟静力试验基础上,基于数字图像相关法(DIC)对配置不锈钢和普通耗能钢筋的预应力节段拼装桥墩的变形分量进行量测计算,并分析节段拼装桥墩整体变形组成。结果 节段拼装桥墩整体变形中底接缝转动占比从最初的40%左右可达最后的85%;第二接缝也存在转动,在试验的后期占比可达到5%~10%;节段拼装桥墩弯曲变形及接缝滑移变形对墩顶位移影响随位移角增大而减小,前者占比分别从15%降至5%,后者从10%降至约5%;剪切变形对墩顶位移影响随位移角增大基本可以忽略。结论 节段拼装桥墩墩顶位移主要由接缝转动贡献,其他变形成分与接缝转动相比影响较小。