發(fā)布時間：2020-06-16 16:34

【摘要】：國內(nèi)外震害調(diào)查表明,混凝土橋墩的損傷失效是橋梁震害的一種主要形式,橋墩的破壞會造成橋梁上部結構倒塌,嚴重阻礙了震后救援工作及災后恢復工作�；炷翗蚨找话阍诙盏仔纬伤苄糟q,塑性鉸的轉動變形能力對橋墩的抗震性能影響顯著。為了提高橋墩在強震下的非彈性變形量,本文創(chuàng)新性提出了一種在橋墩下部具有雙塑性鉸破壞機制的新型橋墩,通過模型試驗和有限元模擬計算研究了雙塑性鉸的形成過程和橋墩的抗震能力,主要研究工作包括以下幾個方面:(1)分析了混凝土橋墩震害形式、抗震性能評價方法、FRP在工程的應用等研究現(xiàn)狀,據(jù)此提出了一種混合配筋下雙塑性鉸混凝土橋墩,并根據(jù)試驗方案進行了反力架改造設計,測量了鋼筋及混凝土的材性試驗,確定了試驗內(nèi)容及加載方式。(2)設計制作了3個混凝土橋墩模型試件。模型試件總高度3.5m,加載高度為2.7m,方形截面尺寸為250mm×250mm。試件D采用傳統(tǒng)普通鋼筋配筋,C、E試件采用GFRP筋和普通鋼筋混合配筋方式,其中GFRP筋配置高度分別為1m、0.7m,以研究混合配筋中GFRP不同高度對雙塑性鉸形成的影響。(3)對模型橋墩進行了推覆(pushover)試驗,記錄了試驗過程中橋墩的裂縫開展和試件的破壞情況,觀察墩柱塑性鉸形成的區(qū)域、過程以及裂縫寬度,通過雙通道作動器采集了側向力以及加載位移數(shù)據(jù),通過應變片、位移計、NDI分別采集了橋墩的應變、位移等數(shù)據(jù),進而得到截面曲率沿墩高的變化規(guī)律曲線。(4)結合各墩柱剪力—位移曲線、裂縫寬度沿墩高分布曲線、曲率和轉角沿墩高分布曲線,通過理論公式分別計算了單、雙塑性鉸的轉角延性和位移延性,討論了單雙塑性鉸的變形能力和承載能力。(5)利用有限元軟件ABAQUS基于PQ-fiber子程序進行了非線性數(shù)值模擬,得到了橋墩的pushover曲線,模擬結果與實驗基本吻合,最后根據(jù)筋材應變沿墩高的分布,得到形成雙塑性鉸時GFRP筋極限應變利用率。
【學位授予單位】：廣州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：U443.22
【圖文】：

混凝土橋墩雙塑性鉸研究1）彎曲破壞一般包括混凝土剝落、縱筋的屈服、混凝土壓潰三個階段，在此種模下的鋼筋混凝土橋墩，縱向受力筋先達到屈服，極限變形發(fā)生在屈服之后，具有塑性動能力強、位移延性系數(shù)大屬于延性破壞[2]。如圖 1-1，1995 年阪神地震（Hanshi-Awadaishinsai）發(fā)生彎曲破壞，左圖橋墩箍筋約束不足，墩底縱筋焊接接頭破壞。右圖橋約束箍筋配置不足，混凝土保護層嚴重剝落，核心混凝土被壓碎。

3(c) 美國 Mission-Gothic 橋喇叭形柱墩 d）美國 Mission-Gothic 橋柱式墩圖 1-2 鋼筋混凝土橋墩剪切破壞3）彎剪破壞處于彎曲及剪切破壞之間，破壞前呈現(xiàn)一定的延性。5.12 汶川大地震中，回瀾立交橋遭受嚴重的破壞，其中 C 匝道橋 2 號墩發(fā)生嚴重的彎剪破壞（圖 1-3），從圖中看到破壞發(fā)生在柱頂，頂部核心混凝土壓潰，縱向受力筋及預應力波紋管筋屈曲，橫向鋼筋被拉斷，剪切破壞沿橋的切向，圖 1-4 中上部箱梁橫向斷裂[4][5]。

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本文編號：2716288