采用法兰连接装配式桩柱式桥墩抗震性能研究

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目前,我国桥梁行业正在不断的发展,因此对桥梁建设技术提出越来越高的要求。对于一些施工环境复杂以及无法满足现浇施工条件的工程项目,传统的现浇施工技术在某些方面存在一定的局限性,显然已无法满足现阶段的施工要求,装配式技术作为一种新兴的施工方法得到越来越多的关注。由于装配式技术在我国起步较晚,在施工技术和力学性能等方面研究还存在不足,现在仍处于前期探索阶段。迄今为止,装配式技术大多应用于桥梁上部结构,装配技术应用于下部结构主要是位于低烈度地震区域的部分桥梁,而对于强震区的桥梁应用装配式桥墩还处于研究阶段,其安全性和抗震性能是研究的重点问题亦是难点问题。本文以姚马村4号桥为背景,针对采用法兰连接装配式桩柱式桥墩的抗震性能进行拟静力试验,并设计了三组1:2缩尺模型试件(现浇试件、法兰盘一连接装配式试件、法兰盘二连接装配式试件)。通过试验现象和试验结果分析法兰连接方式的可靠性及其抗震性能,为法兰连接应用于实际工程提供参考和依据,并通过有限元软件Midas/Civil分析,在E1、E2地震作用下法兰盘对桥墩内力及墩顶位移的影响。本文研究内容及主要工作如下:(1)通过文献调研,对国内外装配式桥墩的应用及抗震性能相关研究进行总结、归纳,并且依托实际工程提出本文研究内容及研究目的。(2)详细介绍三组试件的设计参数和试验方案等,并对三组试件的损伤情况和破坏现象进行对比。通过现象可知,三组试件最终破坏现象大致相同,最终破坏均为墩底塑性铰部位混凝土被压碎,主筋和箍筋发生屈曲,装配式试件法兰盘最终未发生破坏,验证了法兰连接的可靠性。(3)对试验数据进行处理分析,得出三组桥墩试件的承载力、滞回特性以及位移延性等抗震性能指标并进行对比,评估法兰连接装配式桥墩的抗震性能。(4)基于ABAQUS有限元软件对试验试件进行数值分析,通过对比发现有限元计算结果与试验分析结果较为吻合,进而为法兰连接装配式桥墩进行抗震性能研究提供依据。(5)通过有限元软件Midas/Civil进行反应谱分析,研究了在E1、E2地震作用下法兰盘对桥墩内力的影响,研究结果表明:法兰盘对顺桥向内力影响较小,对横桥向内力影响较大,在实际工程中应对影响较大部位作合理加强设计。
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