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与传统现浇钢筋混凝土桥墩相比,整体拼装式自复位桥墩具有施工速度快、受环境因素影响小,震后残余位移小且易修复等优点,因此日渐受到设计人员的重视。选取两个典型的整体拼装式自复位桥墩(编号为PT2和HBD2),通过拟静力和非线性时程分析,并与现浇桥墩对比,分析了不同类型桥墩的抗震性能。在此基础上提出了一种带有缓冲垫层的整体拼装式自复位桥墩的新型构造形式,并通过非线性时程分析验证了该构造形式的优越性。本文的主要研究内容及得出的主要结论如下:(1)根据水平地震力作用下耗能钢筋的应力状态,将桥墩的受力过程分为三个阶段,并分析了桥墩在临界状态和极限状态下的墩顶位移、墩底弯矩和极限抗剪承载力,弥补了当前忽略耗能钢筋且只以受压区高度判定整体拼装式自复位桥墩的受力状态的缺陷。研究表明,整体拼装式自复位桥墩的抗剪能力取决于墩底接缝摩擦力大小,一般情况下墩底接缝不会发生剪切破坏。(2)在以往学者研究的基础上,建立PT2、HBD2桥墩的Abaqus实体模型,并通过拟静力分析验证了模型的有效性。此后,建立相同配置及参数的现浇模型,对比分析了整体拼装式自复位桥墩与现浇桥墩抗震性能的差异。还分析了轴压比、预应力度、预应力钢筋配筋率、耗能钢筋配筋率、耗能钢筋无粘接段长度、耗能钢筋位置及剪跨比对整体自复位桥墩抗震性能的影响。研究表明,提高轴压比和预应力度、减小剪跨比、增大耗能钢筋配筋率均可改善该类桥墩的抗震性能,而预应力钢筋配筋率、耗能钢筋的无粘接段长度及位置对其抗震性能影响较小。(3)建立PT2、HBD2和现浇桥墩的非线性动力时程分析模型,选取LOMA地震波,对比分析了 PT2、HBD2和现浇桥墩动力响应之间的差异。研究表明,整体拼装式自复位桥墩基底弯矩和剪力远小于现浇桥墩,但基底轴力远大于现浇桥墩,HBD2整体拼装式自复位桥墩的轴力小于PT2,因此可以通过合理配置耗能钢筋的方式减小整体拼装式自复位桥墩的基底轴力。(4)为弥补整体拼装式自复位桥墩地震作用下基底内力过大的缺陷,本文提出了钢-橡胶缓冲垫层的新型抗震构造形式。通过对比非线性动力时程下原桥墩与该新型桥墩的地震响应的结果,得出该新型构造形式可以有效减小整体拼装式自复位桥墩的内力响应,并且基底内力随着缓冲垫层厚度的增大而减小。