高烈度区波纹管连接预制拼装桥墩抗震性能研究

为探究预制桥墩在高烈度区应用的可行性,提出一种新型的内外波纹管连接墩柱-盖梁节点。设计制作了2个相似比为1∶3的试件,分别为内外波纹管连接桥墩(internal and external corrugated pipe-connected pier,IOCPCP)和现浇桥墩(cast-in-place pier,CIP)。采用拟静力试验方法与有限元数值模拟结合的方法,分析试件的滞回性能、耗能能力、曲率等,并讨论其破坏模式。试验结果表明:试件破坏模式均为墩底塑性铰破坏;IOCPCP试件在承载力、滞回、耗能等方面与现浇桥墩类似,并具有更好的延性能力;IOCPCP试件在大纵漂率6%的作用下仍能保持峰值荷载88%以上的承载力;针对墩柱纵筋强度和内部补偿钢筋长度参数进行有限元模型分析,认为提高墩柱纵筋强度可以使墩底塑性铰区域略有减小,但对外围波纹管内灌浆料强度要求更高;内部补偿钢筋长度较短时,易出现双塑性铰现象。试验结果可为预制拼装桥墩在高烈度地区的工程应用提供参考。

耗能钢筋配筋率对灌浆波纹管连接矮墩抗震性能影响研究

为改善灌浆波纹管连接矮墩的抗震性能,基于荣乌新线高速公路张六庄特大桥工程,利用ABAQUS有限元分析软件对4种不同耗能钢筋配筋率的灌浆波纹管连接矮墩进行了研究,以4种桥墩模型的破坏形态、延性性能、滞回特性以及耗能能力为指标,对比分析了不同耗能钢筋配筋率下灌浆波纹管连接矮墩的抗震性能。通过研究发现,当增大耗能钢筋配筋率时,桥墩的滞回曲线变得越来越饱满,延性性能与耗能能力也得到了显著提升;当耗能钢筋配筋率达到0.35%时,桥墩耗能能力与延性性能提升的趋势有所减缓,因此增设耗能钢筋可以有效改善灌浆波纹管连接矮墩的抗震性能。

大型料场装配式轨道平台间隔布置灌浆波纹管连接抗拔力研究

灌浆波纹管锚固连接直接由金属波纹管形成孔洞,已成熟应用在桥梁工程上,但是在工业建筑上尚未获得使用。某钢铁企业新建大型料场轨道平台工程拟采用装配式结构,其连接方式拟采用灌浆波纹管连接。在纵向钢筋间距较小时,为采用合适内径的波纹管,则波纹管之间的净距难以满足要求,此时可采用间隔布置波纹管的方式满足净距要求。采用Abaqus有限元软件对装配式大型料场轨道平台采用的灌浆波纹管锚固连接的抗拔承载力进行了模拟计算研究。通过有限元模拟分析发现,采用此种布置形式时,锚固长度和孔径比满足要求时,不会产生钢筋拔出破坏,锚固连接强度由柱体混凝土和钢筋强度决定,从而保证该连接方式的抗拔承载能力。

灌浆波纹管连接预制高强RC离心管墩抗震性能

预制高强钢筋混凝土(RC)离心管墩可工业化流水线生产,效率高,质量可靠,是预制装配桥梁下部结构常用的设计建造方式之一,但是灌浆波纹管连接预制高强RC离心管墩的连接可靠性和抗震安全性尚需开展量化研究。为此开展3个1∶2大比例尺灌浆波纹管连接预制高强RC离心管墩拟静力试验,探究了水平往复荷载下管墩节点损伤全过程,并结合现有研究,从位移延性、刚度退化、耗能特性等参数评估其抗震性能。在此基础上,提出配置单层箍筋的空心管墩约束混凝土模型,并通过试验和数值结果验证该改进模型的精确性。同时,分析了轴压比、壁厚比等重要参数对空心管墩延性的影响规律,提出了考虑约束效应的空心管墩极限抗弯强度计算方法。结果表明:采用灌浆波纹管连接的预制高强RC离心管墩-承台连接可靠性良好;当轴压比不大于0.1时,高强离心管墩和实心桥墩抗震性能基本相同,当轴压比大于0.2时,管墩延性等抗震指标显著降低。同时,考虑到单层箍筋对核心混凝土的约束效应,建议预制高强RC离心管墩的壁厚比应不小于0.2。

波纹管连接装配式桥墩抗震性能拟静力试验与数值模拟

为研究采用灌浆波纹管连接的装配式桥墩与整体现浇桥墩在抗震性能方面的差异,探究地震作用下预制拼装双柱桥墩的力学性能,分析节点的破坏机理,通过拟静力试验获得了灌浆波纹管连接预制拼装装配式桥墩与整体现浇桥墩的位移滞回曲线,并通过对试件进行位移延性分析、耗能能力分析及残余位移分析,对比研究灌浆波纹管连接装配式桥墩与现浇桥墩的抗震性能。研究结果表明:①灌浆波纹管试件与整体现浇试件的试验现象基本一致,装配式试件较整体现浇试件最大承载力降低6.7%;②二者屈服荷载与极限荷载误差均不超过10%,二者屈服位移相同但装配式试件较现浇试件的极限位移降低3%,灌浆波纹管试件的延性系数小于整体现浇试件;③两试件最大残余位移均在55 mm左右,但在相同滞回位移下,灌浆波纹管试件残余位移的产生速率大于现浇试件;④通过积分法对二者耗能能力进行比较,当滞回位移达到80 mm时二者耗能差值最大,为10.87 kN·m,达到最大位移时灌浆波纹管试件比现浇试件总的耗能能力小10%左右。可见在同样的设计参数情况下,保证装配式桥墩拼装接头的强度可靠性,基本能够达到现浇桥墩所要求的各项性能。

预制NC墩柱灌浆波纹管+UHPC榫组合连接的弯压性能有限元分析

在预制桥墩连接节点处采用UHPC可以延缓试件的开裂,提高塑性铰的转动能力。提出了一种用于预制混凝土柱的灌浆波纹管+现浇UHPC榫组合连接方式,能解决目前依靠传统的单一灌浆波纹管连接构件所存在的一些问题,并通过有限元分析软件ABAQUS分析不同接缝组合的受力特点,与试验结果进行比较和验证。结果表明:传统的灌浆波纹管连接柱接缝处容易出现开口,钢筋应力集中在接缝附近处,承载能力和延性均很差。灌浆波纹管+UHPC榫连接柱,得益于UHPC超高力学性能,改善了钢筋在接缝处的应力集中,提高了试件的承载能力和延性,且通过在灌浆波纹管+UHPC榫连接柱内部植筋,改善了界面粘接性能,加强了整体抗弯强度,得到承载能力要大于完整现浇柱,但延性会略微降低。

新型波纹管-UHPC槽连接预制拼装桥墩抗震性能数值模拟分析

提出了一种可用于高烈度区的新型波纹管-UHPC槽预制拼装桥墩连接方式,数值模拟分析了新型波纹管-UHPC槽预制拼装桥墩与现浇桥墩的承载力、失效模式与耗能等抗震性能。结果表明,新型波纹管-UHPC槽预制拼装桥墩的承载力、延展性等抗震性能与现浇桥墩接近,从而验证了该新型波纹管-UHPC槽连接方式用于高烈度区预制装配桥墩抗震设计的有效性,研究结果对于预制拼装桥墩在高烈度区的应用有参考价值。

盾构隧道预制内部结构与管片连接研究

上海诸光路隧道内部双车道结构采用全预制装配式框架结构体系,将内部结构的上、下层车道板、纵梁、立柱等主要受力构件均进行预制。对于预制装配式结构体系来说,其与管片的连接节点至关重要,节点不仅要受力可靠、便于施工,还要在地震作用下保持其完整性。针对所采用的预制内部结构与管片连接方式,通过实验研究分析了节点的受力性能,为在盾构隧道内实现全预制化双层车道结构提供技术支撑。

沙特吉达保障房项目结构分析与BIM应用

沙特吉达保障房项目采用装配整体式剪力墙结构,按照美国规范及沙特规范对本项目进行结构计算和结构设计。运用ETABS软件对结构进行建模分析,并对比了美国规范与中国规范要求的差异。按美国规范对装配式建筑的要求进行了结构拆分、构件设计。采用BIM技术进行深化设计和碰撞检查。预制墙体的水平连接采用钢丝绳套灌浆连接,竖向连接采用波纹管浆锚连接。本项目虽然装配率高于75%,但安装方便、施工周期短、成本与现浇基本持平,值得借鉴推广。

城市高架桥节段拼装盖梁技术研究

节段拼装钢筋混凝土盖梁具有施工速度快、高质量、干扰小、低能耗、环保等优点,是城市桥梁建设发展的方向。论文结合实际工程,对节段拼装钢筋混凝土盖梁技术进行研究。结果表明,城市高架桥盖梁节段拼装连接技术具有可行性,且取得了良好的实际应用效果。

隧道内部预制装配式柱基节点有限元分析

近年来,大直径盾构隧道双层车道结构在公路隧道领域得到快速发展,其内部双层车道结构的施工也逐渐向全预制化方向发展。以在建的上海市诸光路隧道为背景,对其内部立柱-基座预制节点进行研究。通过ABAQUS有限元软件,对整体现浇、灌浆套筒连接、灌浆波纹管连接三种试件进行了三维精细化有限元分析,分析结果表明:预制灌浆套筒和灌浆波纹管连接节点试件承载力与整体现浇试件相同;灌浆波纹管连接试件与整体现浇试件在柱底出现塑性铰;灌浆套筒连接试件除在柱底出现塑性铰外,套筒上方钢筋应力和混凝土损伤也较大。

城市高架桥盖梁节段预制拼装施工工艺

传统的城市桥梁下部结构现浇建造技术带来的种种矛盾和不利影响,对城市建设造成了更大的压力。预制拼装下部结构桥梁技术作为一套高效、低碳、环保的桥梁建造技术,逐渐进入人们的视野。文章以杭州市康桥路至上塘路节点提升工程为背景,详细阐述城市高架桥盖梁节段拼装施工工艺,为类似城市桥梁节段预制拼装施工提供参考。