【摘 要】
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当下钢筋混凝土桥梁出于对延性抗震设计的需要,正在往结构轻型化方向发展,而钢筋混凝土箱型桥墩正是在这样的大环境下被广泛应用,但由于缺乏对此类构件的针对性规范的指导,相关的工程设计更多依赖设计人员的经验进行,因此亟需对箱型墩构件的设计方法进行相关研究。本文根据现有的研究成果以及对各规范的整理分析,同时结合工程实际对钢筋混凝土箱型桥墩在配筋、壁厚选择以及长宽比选择方面的设计方法进行优化。通过对有限元模拟
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当下钢筋混凝土桥梁出于对延性抗震设计的需要,正在往结构轻型化方向发展,而钢筋混凝土箱型桥墩正是在这样的大环境下被广泛应用,但由于缺乏对此类构件的针对性规范的指导,相关的工程设计更多依赖设计人员的经验进行,因此亟需对箱型墩构件的设计方法进行相关研究。本文根据现有的研究成果以及对各规范的整理分析,同时结合工程实际对钢筋混凝土箱型桥墩在配筋、壁厚选择以及长宽比选择方面的设计方法进行优化。通过对有限元模拟结果分析箱型墩在不同设计参数下力学性能的变化规律,进一步给出了相应的设计思路,并对不同设计参数的钢筋混凝土箱型墩试件进行了拟静力试验,通过对试验结果的分析验证箱型墩柱设计研究的正确性。本文的主要研究内容如下:(1)以某高速公路葫芦河特大桥主桥桥墩为背景工程,根据箱型桥墩的受力特性以及力学等效原则,设计了6个钢筋混凝土箱型桥墩的缩尺试件,并对其进行恒定轴压下的单向水平拟静力试验研究。(2)研究箱型墩在低周往复荷载作用下的变形和破坏机理,观察试件破坏形态,并记录钢筋混凝土箱型墩试件在各级荷载下的墩顶水平位移值以及水平荷载的变化情况。通过对箱型墩试件的特征位移及对应的荷载进行分析,了解壁厚、截面长宽比以及纵筋率对箱型墩的延性和承载力的影响,并提出此类构件构件合理的设计建议。(3)在利用6个箱型墩的试验构件设计参数的基础上,建立了钢筋混凝土箱型墩构件的有限元数值模型,通过选用恰当的材料本构模型与合理的边界条件,模拟了在低周往复荷载作用下的箱型墩的的力学行为;结合有限元模拟结果和试验结果的对比分析,研究了箱型墩在不同壁厚、截面长宽比以及纵筋率下的延性性能和承载力,同时验证了有限元模型的适用性,并对此类构件提出了更为细致的设计思路。
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