灌浆套筒及其连接的装配式桥墩静力行为研究

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装配式桥墩具有墩柱预制质量高、施工时间短、对交通干扰少、可降低桥梁全寿命成本等优点,在桥梁建设中得到广泛应用。装配式桥墩节段之间连接部位是结构承载力的薄弱点,直接关系到结构的安全性,因此对装配式桥墩静动力性能的研究具有重要的理论价值和实际意义。本文重点研究了灌浆套筒及其连接的装配式桥墩静力行为,主要内容及结论如下:(1)设计制作了9个无缺陷全灌浆套筒试件进行单向拉伸及反复拉压试验,研究了试件的承载力、残余变形和总伸长率。试验结果表明,试件均为套筒外钢筋断裂破坏,承载力高;残余变形小于0.3mm,总伸长率略小于6%,具有一定的延性及反复拉压性能。(2)制作了9个预设缺陷全灌浆套筒试件进行单向拉伸试验,并与无缺陷试件进行对比分析。分析结果表明,缺陷试件出现了钢筋断裂和粘结滑移两种破坏形式;钢筋偏置试件极限承载力比无缺陷试件低1.9%;随着中部缺陷长度增加,试件极限承载力呈下降趋势。(3)测量了套筒筒壁应变、钢筋应变及钢筋相对套筒滑移量,得到了套筒筒壁轴向及环向应变的分布和变化规律、钢筋应变变化规律和各个阶段的钢筋滑移量及其变化规律。(4)计算了发生粘结滑移破坏的中部缺陷试件极限承载力。结果表明,理论计算高估了中部缺陷试件极限承载力。中部缺陷造成了应力传递的中断,在两个钢筋锚固段上粘结应力并不同时达到峰值,这大大增加了应力分布的不均匀性,并极大降低了试件承载力。(5)以实际工程为背景,建立了套筒连接预制装配式双柱墩足尺有限元模型,对桥墩纵桥向推覆全过程进行模拟,分析了桥墩的荷载-墩顶位移曲线、延性性能、损伤演化。(6)提取并分析了墩柱与承台套筒连接段的应力分布情况。
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