基于双向拟静力试验的钢筋混凝土箱型薄壁墩抗震性能

对14个钢筋混凝土箱型薄壁墩进行了双向拟静力试验,考察了长细比、轴压比、配箍率等对箱型薄壁墩双向荷载-位移滞回曲线、骨架曲线、位移延性、滞回耗能和极限曲率等特性的影响,讨论了箱型薄壁墩的双向滞回性能.结果表明:在水平双向反复荷载作用下,箱型薄壁墩以弯曲破坏为主,低墩破坏区域集中于墩底,高墩的破坏区域明显上移;长细比越大,轴压比越小的箱型薄壁墩滞回曲线越饱满,变形能力越大;在长细比为6.9～13.1的范围内,位移延性系数随长细比的增大而减小,长细比为16.3的试件位移延性系数明显增大;长细比大于13.1的试件塑性破坏范围明显增大,但极限曲率显著降低.

不同截面形式的低配筋桥墩的抗震性能分析

针对矩形截面、圆形截面和圆端形截面三种不同截面形式的铁路桥墩,采用ANSYS软件对其建立了滞回分析模型,并对这三种截面桥墩的抗震性能进行了研究,分析了不同截面形式下桥墩的位移延性系数、刚度退化和耗能能力.结果表明:三种截面形式的桥墩,圆端形截面桥墩的位移延性系数和极限位移最大,表现出较好的延性性能;桥墩最终破坏时,圆端形截面桥墩的刚度退化速率最慢,累积耗能最大.在轴压比、剪跨比、配筋率和配箍率均相同情况下,圆端形截面桥墩有较好的延性性能、刚度退化速率最慢、累积耗能最多,建议在地震区采用圆端形截面桥墩.

铁路圆端形空心墩位移能力与等效塑性铰长度分析

为采用简化公式计算桥墩的位移能力,大多数国家的桥梁抗震规范均已引入等效塑性铰长度这一概念。由于铁路桥墩粗大等特点,目前我国铁路规范尚未给出桥墩等效塑性铰长度的计算公式。针对影响等效塑性铰长度的3个主要因素:墩高、配筋率和截面宽度,采用基于OpenSees平台的纤维单元,对72个桥墩进行横桥向推覆数值模拟,计算得到等效塑性铰长度,通过回归分析给出适合此类桥墩的等效塑性铰长度计算公式,并基于所得到的等效塑性铰长度,利用简化公式计算桥墩的位移能力。研究结果表明:基于本文所提出的等效塑性铰长度计算公式能较好地与有限元计算结果相吻合。

FRP约束RC矩形空心桥墩的损伤性能评估

为了正确评估不同受力状态下未约束和纤维增强复合材料(FRP)约束钢筋混凝土(RC)矩形空心桥墩的损伤性能,基于力-位移响应,提出了考虑残余位移和累积耗能的综合损伤模型。根据既有RC柱的损伤等级划分标准,应用该模型和已有损伤模型对未约束和FRP约束RC矩形空心桥墩的损伤性能进行判别,并与水平单向拟静力荷载作用下模型墩柱受力性能的试验结果进行对比。结果表明:提出的综合损伤模型可准确判别试验桥墩的微损伤和中等损伤程度,仅考虑塑性位移的损伤指标可准确判别其严重损伤程度;进一步应用FRP约束模型墩柱的损伤判别结果,结合模型墩柱的试验现象,提出了FRP约束RC空心桥墩的损伤等级划分标准。

FRP约束钢筋混凝土矩形空心桥墩的滞回模型

为了评价纤维增强复合材料(FRP)约束钢筋混凝土(RC)空心桥墩的抗震性能,对4根FRP约束矩形空心桥墩进行了水平单向低周反复荷载作用下的拟静力试验研究,及相应的FRP约束矩形空心截面弯矩-曲率数值分析。根据FRP约束矩形空心桥墩实测滞回曲线的特点和FRP约束矩形空心截面弯矩-曲率的模拟结果,基于现有RC柱的弹塑性滞回模型,提出了四折线水平位移-力骨架曲线模型及相应受力阶段滞回规则下的滞回模型。结果表明:新的滞回模型可正确反映FRP约束矩形空心桥墩的有效刚度衰减、反向加载规则和捏缩效应,其FRP约束矩形空心桥墩的水平位移-力计算滞回曲线与试验结果吻合良好。