【摘要】：為發(fā)展綠色、高效及可恢復功能的新型預制裝配式橋梁結構體系,提出將鋼管混凝土(CFST)應用于后張預應力節(jié)段預制拼裝橋墩的結構形式。介紹了后張預應力節(jié)段拼裝CFST橋墩關鍵構造、受力狀態(tài)及力學行為特征,建立其關鍵部件設計方法。設計并加工制作了試驗模型試件,開展了軸心后張預應力節(jié)段拼裝CFST橋墩側向往復加載擬靜力試驗,揭示了其水平往復加載過程中的滯回行為、骨架曲線、預應力損失、耗能能力、節(jié)段間接縫張口、節(jié)段間接縫滑移及塑性鉸發(fā)展等非線性力學行為。研究結果表明:該后張預應力節(jié)段拼裝CFST橋墩具有較高的抗側能力和良好的自復位性能,側向承載能力失效時殘余偏移率為0.2%;水平往復位移將會造成較大的預應力損失,失效時即水平最大位移偏移率5.8%時,預應力損失約15%;節(jié)段預制拼裝CFST墩柱出現(xiàn)雙塑性鉸效應,底部接縫開口較大,其上相鄰接縫處開口量顯著減小;試驗后接縫處沒有出現(xiàn)顯著水平移位或錯動現(xiàn)象,預制節(jié)段墩身沒有出現(xiàn)明顯外觀損傷,底部接縫處應力集中區(qū)域鋼管內(nèi)少量混凝土破碎,導致鋼管局部屈服;無附加耗能裝置的后張預應力節(jié)段拼裝橋墩耗能能力較差,建議在接縫開口處附設耗能裝置。研究成果可為自復位預制拼裝CFST橋墩設計和性能優(yōu)化提供重要參考。
[Abstract]:In order to develop a new type of prefabricated bridge structure system with green, high efficiency and recoverable function, a new type of prefabricated pier with concrete filled steel tube (CFST) is proposed. This paper introduces the key structure, stress state and mechanical behavior characteristics of CFST pier assembled with post-tensioned prestressing section, and establishes the design method of its key components. The test model specimen was designed and manufactured, and the pseudostatic test of lateral reciprocating loading of CFST pier was carried out, which revealed the hysteretic behavior, skeleton curve and prestress loss during horizontal reciprocating loading. Nonlinear mechanical behaviors such as energy dissipation capacity, joint opening between segments, slippage of joints between segments and plastic hinge development. The results show that the post-tensioned CFST pier has high lateral resistance and good self-reset performance, and the residual deviation rate is 0.2 when the lateral bearing capacity fails; Horizontal reciprocating displacement will cause a large loss of prestress. When failure occurs, when the maximum displacement deviation rate of horizontal displacement is 5.8, the loss of prestressing force is about 15. There is a double plastic hinge effect on the prefabricated CFST pier column, the opening of the bottom joint is larger, and the amount of the opening at the upper adjacent joint decreases significantly. After testing, there is no obvious horizontal displacement or dislocation at the joint, no obvious damage to the pier body of the precast segment, and a small amount of concrete in the steel tube in the stress concentration area at the bottom joint, which leads to the local yield of the steel tube. The energy dissipation capacity of the post-tensioned prestressed segment piers without additional energy dissipation devices is poor. It is suggested that energy dissipation devices should be installed at the joint opening. The research results can provide important reference for self-reset prefabricated CFST pier design and performance optimization.
【作者單位】： 北京工業(yè)大學城市與工程安全減災教育部重點實驗室;招商局重慶交通科研設計院有限公司橋梁工程結構動力學國家重點實驗室;北京市政路橋管理養(yǎng)護集團有限公司;
【基金】：國家自然科學基金項目(51378033,51578030) 北京市自然科學基金項目(8162007)
【分類號】：U446.1

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本文編號：2395480