本文選題：鋼骨混凝土橋墩　切入點：撞擊力　出處：《南京工業(yè)大學》2015年碩士論文

【摘要】：鋼骨混凝土結構是在鋼筋混凝土里面插入型鋼或者型鋼骨架而形成的組合結構體系。與普通鋼筋混凝土結構相比,鋼骨結構具有整體性好,強度高,承載力強、抗動力性能好、施工快捷等優(yōu)點。基于這些優(yōu)點,不管在建筑結構還是橋梁工程中都會流行起來。隨著鋼骨結構的大面積應用,其性能也得到了學者和研究設計人員的廣泛關注和研究。隨著我國高速公路工程的迅猛發(fā)展,橋梁建設規(guī)模也不斷增長。不管是跨江河橋梁還是跨線橋梁,都是公路交通運輸系統中的瓶頸。近年來全國乃至全世界,經常發(fā)生橋梁被撞事故,造成橋梁損壞、垮塌等嚴重后果。目前有關橋墩的動強度設計這一方面的研究較少。本文共設計2根鋼筋混凝土橋墩和5根鋼骨混凝土橋墩(包括3根角鋼混凝土橋墩和2根槽鋼混凝土橋墩),分別進行靜力集中力加載試驗和側向撞擊試驗,以研究鋼骨混凝土橋墩在靜力集中荷載和撞擊荷載作用下的性能,主要研究內容和成果如下：1、通過對一組鋼筋混凝土梁和緩沖裝置分別進行靜力和撞擊試驗,并在部分梁上加緩沖裝置,分析梁和緩沖裝置的性能,對靜動響應關系進行試驗基礎研究。得到了梁的鋼筋應變曲線、箍筋應變曲線、混凝土應變曲線、位移曲線和緩沖裝置壓縮曲線。2、分析試驗梁所得曲線,對靜動荷載下的響應進行對比,可見動態(tài)荷載作用下梁各部分響應要高于靜態(tài)荷載下的,對構件進行動強度設計時應考慮動響應；將緩沖裝置的靜動壓縮曲線進行對比,可見緩沖裝置在動荷載作用下吸收的能量比靜荷載作用下的多；將緩沖裝置吸收的能量扣除后構件的應變與同等撞擊能量作用下的構件對比,可見緩沖裝置對撞擊荷載的特性和構件的動力響應均有較顯著的影響。由于靜動關系具有相似性,為后續(xù)研究橋墩的靜動響應關系及緩沖裝置對動力響應的影響提供參考,作為橋墩分析的基礎。3、通過對鋼骨混凝土橋墩進行靜動對比試驗。對靜態(tài)荷載作用下的荷載位移曲線進行分析,可見鋼骨改善了橋墩的性能,提高了橋墩的極限承載能力,很大程度上抑制裂縫的出現和發(fā)展。對撞擊荷載作用下的鋼筋應變進行分析,緩沖裝置顯著降低了鋼筋應變峰值；將動應變的峰值與靜力作用下的應變進行比較,研究應變放大系數的一般規(guī)律。4、分別研究靜力作用下的位移和動力作用下的位移響應,運用微分方程,將撞擊力分別等效為階躍力和三角波荷載,得到位移響應表達式；再將靜動響應進行對比,得到動力位移放大系數的計算公式,分析了影響位移響應和位移放大系數的影響因素,將理論所得位移放大系數與試驗所得結果相比,符合較好,為研究橋墩動力強度設計提供一定的研究基礎
[Abstract]:Steel reinforced concrete (SRC) structure is a composite structure formed by inserting steel or steel skeleton into reinforced concrete.Compared with the common reinforced concrete structure, the steel structure has the advantages of good integrity, high strength, strong bearing capacity, good dynamic resistance and quick construction.Based on these advantages, both in the building structure and bridge engineering will become popular.With the wide application of steel structure, its performance has been paid more and more attention by scholars and designers.With the rapid development of highway engineering in China, the scale of bridge construction is also increasing.Both river bridge and bridge beam are the bottleneck of highway transportation system.In recent years, bridges are often hit by accidents all over the world, resulting in bridge damage, collapse and other serious consequences.At present, there are few researches on the dynamic strength design of bridge piers.In this paper, two reinforced concrete piers and five steel reinforced concrete piers (including 3 angle steel concrete piers and 2 channel steel concrete piers) are designed, and the static concentrated load test and lateral impact test are carried out respectively.In order to study the behavior of steel reinforced concrete pier under static concentrated load and impact load, the main contents and results are as follows: 1. The static and impact tests of a group of reinforced concrete beams and buffers are carried out respectively.A buffer device is added to some of the beams to analyze the performance of the beam and the buffer device, and the static and dynamic response relationship is studied.The reinforced strain curve, stirrups strain curve, concrete strain curve, displacement curve and compression curve of buffer are obtained. The curves obtained from the test beam are analyzed and the responses under static and dynamic loads are compared.It can be seen that the response of each part of the beam under dynamic load is higher than that under static load, the dynamic response should be considered when designing the dynamic strength of the member, and the static and dynamic compression curve of the buffer device should be compared.It can be seen that the buffer device absorbs more energy under the dynamic load than under the static load, and the strain of the member after deducting the energy absorbed by the buffer device is compared with that of the member under the same impact energy.It can be seen that the buffer device has a significant effect on the characteristics of the impact load and the dynamic response of the member.Due to the similarity of static and dynamic relationships, this paper provides a reference for further study on the static and dynamic response of pier and the influence of buffer device on dynamic response. As the basis of pier analysis, the static and dynamic tests of steel reinforced concrete pier are carried out.By analyzing the load-displacement curve under static load, it can be seen that steel can improve the performance of piers, improve the ultimate bearing capacity of piers, and restrain the appearance and development of cracks to a great extent.The strain of steel bar under impact load is analyzed, and the peak value of steel bar strain is significantly reduced by the buffer device, and the peak value of dynamic strain is compared with the strain under static force.The general law of strain magnification factor is studied. The displacement response under static force and dynamic action is studied respectively. By using differential equation, the impact force is equivalent to step force and triangular wave load, and the displacement response expression is obtained.By comparing the static and dynamic responses, the formula of dynamic displacement magnification factor is obtained, and the influencing factors of displacement response and displacement magnification factor are analyzed. Compared with the experimental results, the theoretical displacement magnification coefficient is in good agreement with the experimental results.It provides a certain research foundation for studying the dynamic strength design of bridge pier.
【學位授予單位】：南京工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：U441;U443.22

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本文編號：1727836