钢筋混凝土桥墩地震弯剪破坏机理与震后快速修复技术研究

为研究钢筋混凝土桥墩的地震弯剪破坏机理与震后快速修复技术,首先进行了6个圆形截面桥墩试件的拟静力试验,试件均发生严重弯剪破坏,然后利用高流动性早强混凝土和CFRP布对其进行快速修复并在1周内重新进行加载试验,将原桥墩与修复后试件的破坏形态、承载力、延性与耗能能力、刚度退化等进行了对比分析。研究表明:塑性铰区配箍满足我国《公路桥梁抗震设计细则》(JTG/T B02-01—2008)及美国Caltrans规范要求的钢筋混凝土桥墩试件,最终仍有可能因塑性铰区抗剪强度不足发生弯剪破坏。由于初始损伤的存在,震后修复桥墩试件的初始刚度偏低、屈服位移偏大,但极限承载力较原试件均有不同程度的提高,延性与耗能能力达到或超过原试件,刚度可有效恢复至原桥墩试件水平,震后修复试件呈弯曲破坏形态,显示出修复方法的有效性。

随机地震下耗能构件关键参数对自复位桥墩地震响应的影响

自复位桥墩具有能够在震后快速恢复桥梁的使用功能。为了得到不同参数下耗能构件对于自复位桥墩地震响应指标的影响,取8度区的高速铁路双线简支箱梁桥作为研究对象,从Peer数据库中筛选出具有随机特征的40条地震波对有限元模型进行非线性时程分析,通过假设检验的统计学方法得到地震响应指标的分布规律和具有95%保证率的桥墩地震响应指标上界值。研究结果表明:在随机地震作用下,自复位桥墩各地震响应指标均服从正态分布;自复位桥墩在地震过程中具有较小的残余位移,随着耗能构件初始刚度和屈服力增加,墩顶最大位移逐渐减小,混凝土压应变和钢筋拉应变逐渐增大;在考虑地震随机性基础上,提出基于概率保证率的自复位桥梁耗能构件初始刚度和屈服力的合理取值范围,可为合理设置自复位桥墩耗能构件关键参数提供参考。