學(xué)科專(zhuān)業(yè)：橋梁與隧道工程
授予學(xué)位：工學(xué)碩士
學(xué)位授予單位：同濟(jì)大學(xué)土木工程學(xué)院
學(xué)位年度： 2009年
橋梁節(jié)段施工技術(shù)是當(dāng)今橋梁工程的主要發(fā)展趨勢(shì)，已有的相關(guān)研究和應(yīng)用主要集中在上部結(jié)構(gòu)，對(duì)于下部結(jié)構(gòu)的實(shí)際應(yīng)用國(guó)外走在前列，我國(guó)相對(duì)落后。由于節(jié)段拼裝施工技術(shù)可以縮短工期、交通干擾小、環(huán)境影響小、預(yù)制構(gòu)件質(zhì)量有保障等方面的優(yōu)點(diǎn)，該技術(shù)逐漸得到推廣和應(yīng)用。但是節(jié)段拼裝橋墩的抗震性能究竟如何，目前缺乏系統(tǒng)的研究，己成為困擾橋梁設(shè)計(jì)工程師和業(yè)主的技術(shù)難題。鑒于上述原因，本文結(jié)合國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究現(xiàn)狀，通過(guò)擬靜力試驗(yàn)研究方法，進(jìn)行了10個(gè)大比例尺試件的擬靜力試驗(yàn)。本文的主要研究工作如下：
(1)10個(gè)大比例尺試件中的6個(gè)為預(yù)制節(jié)段拼裝空心混凝土橋墩，設(shè)計(jì)比較的主要參數(shù)為現(xiàn)澆式、承插式以及節(jié)段式三種不同的連接構(gòu)造，有無(wú)預(yù)應(yīng)力筋，預(yù)應(yīng)力筋有無(wú)粘結(jié)，預(yù)應(yīng)力筋的布置位置，是否采用纖維混凝土。另外，作為前期已經(jīng)完成的實(shí)心試件試驗(yàn)的補(bǔ)充，進(jìn)行了4個(gè)預(yù)制節(jié)段拼裝實(shí)心混凝土橋墩在高軸壓比、混合預(yù)應(yīng)力筋布置、增加簡(jiǎn)易鋼阻尼器、碳纖維布約束等研究參數(shù)狀況下的擬靜力試驗(yàn)。比較分析了各個(gè)試件的破壞形態(tài)、易損部位、
荷載位移滯回曲線、殘余位移、曲率分布、耗能能力、粘滯阻尼比等，比較了普通鋼筋混凝土橋墩、預(yù)應(yīng)力混凝土橋墩和節(jié)段拼裝橋墩之間擬靜力行為的異同。
(2)采用纖維模型分析方法對(duì)各個(gè)試件進(jìn)行了數(shù)值模擬。纖維模型建模時(shí)，可以對(duì)接縫，有粘結(jié)和無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋進(jìn)行較好的模擬，而對(duì)于墩底采用碳纖維布約束或纖維混凝土的試件目前尚沒(méi)有合理的分析模型，本文在參考已有相關(guān)文獻(xiàn)基礎(chǔ)上，嘗試通過(guò)指定混凝土本構(gòu)模型中的相關(guān)參數(shù)來(lái)對(duì)碳纖維布、纖維混凝土的約束效果和力學(xué)特性給予模擬考慮。進(jìn)而比較了纖維模型分析結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果的異同。隨后針對(duì)縱筋配筋率、預(yù)應(yīng)力筋有無(wú)粘結(jié)、預(yù)應(yīng)力筋配筋率、初預(yù)應(yīng)力大小、預(yù)應(yīng)力筋布置位置、混合預(yù)應(yīng)力筋布置、恒載軸壓比和墩柱節(jié)段數(shù)目等若干因素進(jìn)行參數(shù)分析。
