预制拼装桥墩环形UHPC接缝受力性能试验研究

为评估预制拼装桥墩环形UHPC接缝的力学性能,寻求合理的接缝构造,以宁波市西洪大桥接线工程为背景,进行环形UHPC接缝试件的模型试验与数值模拟研究。设计、制作4个墩柱试件(1个整体现浇试件;3个接缝试件,环缝深度分别为200,250,300 mm),采用四点弯曲加载方案进行局部足尺模型试验。试验结果表明:接缝试件的开裂荷载与整体现浇试件接近,屈服荷载比整体现浇试件小3%~10%,接缝试件出现脆性贯通撕裂,钢筋存在显著滑移。为分析试验现象原因,采用Abaqus软件建模,对试件受力全过程进行数值模拟,分析屈服前、后钢筋拉应力与粘结应力,并分析钢筋搭接长度、环缝深度和保护层厚度对接缝受力性能的影响。有限元分析结果表明:钢筋屈服后发生局部粘结力退化,从而导致大范围粘结失效与UHPC撕裂;环缝深度的影响主要体现在最终破坏模式。建议钢筋保护层厚度尽量不小于2 d(d为钢筋直径),钢筋搭接长度不小于11 d,环缝深度不小于250 mm;钢筋保护层厚度小于2 d时搭接长度不小于14 d,环缝深度宜不小于320 mm。