近年來,我國大力發(fā)展基礎(chǔ)建設(shè),隨著西部大開發(fā)戰(zhàn)略進一步深入,西部等欠發(fā)達地區(qū)的交通狀況得到了明顯改善,處于抗震設(shè)防烈度區(qū)的橋梁結(jié)構(gòu)越來越多。橋梁結(jié)構(gòu)作為交通運輸?shù)闹匾M成,在發(fā)生地震后,是否仍能發(fā)揮一定的使用功能,為抗震救災(zāi)提供可靠的道路安全保證是十分值得關(guān)注的。西部地區(qū)同時存在大量的鹽漬土,橋墩柱長期服役在含有氯鹽、硫酸鹽的土壤中,混凝土、鋼筋等材料都會受到嚴重侵蝕,材料性能會發(fā)生退化。故在實際環(huán)境中,混凝土橋墩柱在正常使用狀態(tài)下必定存在損傷,因此對不同服役期內(nèi)混凝土橋墩柱的地震損傷狀態(tài)進行研究是很有必要的。本文通過對不同腐蝕程度下橋墩柱的低周循環(huán)加載試驗,對處于鹽漬土環(huán)境中的13根橋墩進行了地震損傷研究。論文的主要研究內(nèi)容包括:⑴以構(gòu)件層次的損傷為重點,較為全面的介紹了材料、構(gòu)件、結(jié)構(gòu)損傷研究的現(xiàn)狀,詳細總結(jié)了單參數(shù)損傷模型與雙參數(shù)模型的特點與研究進展,并指出了各類損傷模型存在的不足之處,發(fā)現(xiàn)目前對于絕大多數(shù)的雙參數(shù)損傷模型是以Park-Ang模型為基礎(chǔ)不斷進行改進和修正獲得的。⑵分析銹蝕率與軸壓比對混凝土橋墩柱骨架曲線、滯回曲線、剛度退化以及耗能能力等與損傷相關(guān)指標的影響,表明銹蝕率與軸壓比對試件的剛度以及耗能能力均是不利的,因而對構(gòu)件的損傷累積與發(fā)展產(chǎn)生了影響。⑶基于試驗結(jié)果,建立了鹽漬土環(huán)境中混凝土橋墩柱的雙參數(shù)損傷模型,并考慮了鋼筋銹蝕對損傷計算的影響。模型將試件相對位移與相對耗能之間的指數(shù)關(guān)系簡化為線性關(guān)系,并引入?yún)?shù)調(diào)整位移與耗能之間的比重,使模型具有較好的收斂性。⑷對試件的損傷影響因素進行了分析,表明在同一加載位移下,銹蝕率與軸壓比越大,試件損傷越嚴重。通過與其它損傷模型的對比,發(fā)現(xiàn)本文模型可以在收斂性、累積耗能對損傷的影響等方面均比較符合理論與實際情況。⑸對單個橋墩柱而言,歸一化殘余位移與墩柱的損傷指數(shù)呈現(xiàn)指數(shù)關(guān)系。并對所有試件進行了非線性擬合,給出了歸一化殘余位移與損傷指數(shù)之間的定量關(guān)系,同時結(jié)合本文的雙參數(shù)模損傷評定關(guān)系,建立了基于歸一化殘余位移的損傷評定方法,并對實際工程中對該損傷準則的利用提供了可參考的指南。
【學(xué)位單位】：內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：U442.55;U443.2
【部分圖文】：

震都發(fā)生在這里。因此中國不僅是世界上地震多發(fā)國家，同時也是地震災(zāi)害重的國家之一。例如 1976 唐山地震共造成 24.2 萬人死亡,16.4 萬人嚴重受產(chǎn)房屋 1479 萬平方米;直接經(jīng)濟損失 54 億元。2008 年汶川地震共造成 692，374643 人受傷，直接經(jīng)濟損失高達到 8452.15 億元。據(jù)統(tǒng)計[1][2]從 19906 年以來，我國共發(fā)生成災(zāi)害性地震 330 次，經(jīng)濟損失達 10852.68 億元。我國正處于基礎(chǔ)建設(shè)大發(fā)展時期，有數(shù)據(jù)表明：截止 2017 年底，我國公路已超過 80 萬座，高鐵橋梁累積長度超過 1 萬公里。許多橋梁結(jié)構(gòu)處于抗震，需經(jīng)歷不同地震的考驗。在歷次地震中，各類橋梁結(jié)構(gòu)的破壞程度十分結(jié)構(gòu)是抗震救災(zāi)生命線中不可或缺的組成部分，一旦在地震中損壞，現(xiàn)代化絡(luò)必然會中斷，這種情況勢必會造成巨大的經(jīng)濟損失和人員傷亡。在完整橋梁結(jié)構(gòu)體系中，地震作用主要集中在其上部結(jié)構(gòu)的質(zhì)心附近，使得側(cè)力構(gòu)件橋墩比較易遭受地震作用的破壞，通過歷次的地震調(diào)查表明，橋梁壞屬橋墩破壞最嚴重，因此在地震損傷研究中，對橋墩柱的研究很有必要。圖墩在地震中的破壞情況。

護鋼筋不受腐蝕。如圖 1-2 為橋墩在鹽漬土環(huán)境中受侵蝕后的照片。1989 年，英國有關(guān)部門相關(guān)報告稱，氯離子的侵蝕造成鋼筋的銹蝕，已經(jīng)對英國威爾士近 75%的鋼筋混凝土橋梁造成了損壞，對其維護所產(chǎn)生的費用已經(jīng)超過其價的 1 倍[3]，在美國俄勒岡州，由于大量的氯離子在短時間內(nèi)侵入 Alsae 海灣大橋，橋梁結(jié)構(gòu)中的鋼筋也受到嚴重腐蝕[4]。我國基礎(chǔ)設(shè)施的腐蝕破壞也比較明顯，有些頭橋梁使用 3-10 年就要加固。北方也正遭受著除冰鹽帶來的危害，如北京西直門交橋，使用 19 年就因嚴重腐蝕而進行加固，修復(fù)。由此可知，橋梁結(jié)構(gòu)由于環(huán)境蝕而造成的經(jīng)濟損失十分巨大。由于橋梁結(jié)構(gòu)長期處于鹽漬土中，很容易受到各類離子的侵蝕。這使橋墩在未經(jīng)地震作用時就已經(jīng)發(fā)生不間斷的損傷，西部地區(qū)早晚溫差大，而且還受凍融循環(huán)作影響明顯，在地震作用下會產(chǎn)生更嚴重的損傷；目前對未銹蝕混凝土結(jié)構(gòu)與構(gòu)件的傷評價準則研究已經(jīng)比較成熟，但對鹽漬土環(huán)境中橋墩柱地震損傷的相關(guān)研究十分乏，在離子侵蝕和地震雙重作用下結(jié)構(gòu)的損傷評價方法也很少。因此，研究橋墩在蝕環(huán)境中的地震損傷狀況具有十分重要的意義。

5C1622C25截面尺寸及配筋圖2-2截面203602024003-3截面1001001501800150100240050807205090022C251-1截面20 204009020400360圖 2-1 試件尺寸及配筋Fig.2-1 Size and reinforcement of the specimen2.1.2 腐蝕設(shè)計在試件養(yǎng)護完成后，開始進行腐蝕試驗。根據(jù)大量的研究，鹽漬土橋墩柱實際震害主要集中在柱與橋墩連接的塑性鉸區(qū)，所以本文中只將墩柱的根部侵泡在腐蝕溶液中，侵蝕容器的制作如下：如圖 2-2 所示，將環(huán)繞柱周圍 30cm 范圍內(nèi)的橋墩打磨平整，均勻涂一層 1cm 厚環(huán)氧樹脂膠，幾分鐘過后，在環(huán)氧樹脂膠上鋪上碳纖維布，然后再涂抹 5cm 厚環(huán)氧樹脂膠，涂抹均勻后把無底塑料容器粘在環(huán)氧樹脂膠上，壓實，然后用環(huán)氧樹脂膠勾縫
【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

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本文編號：2852410