弯扭复合作用下钢筋混凝土圆形桥墩的抗震性能研究

来源 :北京工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liqiusheng2009
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随着我国道路交通和城市建设事业的发展,现代化的高等级公路和大型立交桥越来越多。曲线桥梁在山区公路及城市立交中应用广泛,但是,曲线桥梁由于结构的非对称性,更易受到地震作用的破坏。由于斜交桥和曲线桥梁地震反应的特殊性和复杂性,目前各国现行桥梁抗震设计规范均未能给出斜交桥梁和曲线桥梁的的实用抗震设计方法。我国RC斜交桥梁和曲线桥梁的抗震设计基本上是依据直线桥梁来设计的,桥墩设计是按纵、横向独立设计的,而且桥墩抗震性能是通过非线性精确化分析确定的,并不完全适应斜交桥梁和曲线桥梁情况。桥墩是地震中桥梁结构的易损性构件,在历次地震中震害严重。特别是斜交桥、曲线桥梁的RC桥墩,处于复杂受力状态中,在地震作用下,弯扭复合作用显著,桥墩更容易受到破坏。桥墩作为桥梁的重要承重构件,对其弯扭复合作用的研究就显得非常重要了。为了研究弯扭复合作用对桥墩抗震性能的影响,本文依据相似原理和桥墩的受力特性,并综合考虑试验条件,设计了12个圆形钢筋混凝土桥墩,进行了拟静力试验。本文考虑了不同配筋率、配箍率、螺旋箍筋的互锁等因素对RC桥墩在弯扭复合作用下的抗震性能的影响,主要成果如下:  (1)对12个圆形钢筋混凝土桥墩进行了弯扭复合作用下的拟静力试验,研究了不同弯扭复合作用水平对桥墩抗震性能的影响,并探讨了配筋率、箍筋间距和箍筋形式对桥墩弯扭抗震性能的影响。  (2)基于试验结果,通过研究试验试件的破坏形式、荷载-位移的滞回曲线、骨架曲线、钢筋应变等方面,较为系统地评价了钢筋混凝土圆形桥墩在弯扭复合作用下的抗震性能。  (3)通过理论分析,建立了圆形RC桥墩在弯扭复合作用下的弯曲恢复力模型和扭转恢复力模型,并与试验结果进行对比,提出的模型比较准确的模拟了试验结果。  (4)对模型桥墩进行数值模拟,将计算模拟结果与试验结果进行对比。总体来看,ABAQUS模型能较好的模拟桥墩在弯扭复合作用下的抗弯性能,但是却不能较好的反映RC桥墩的抗扭性能。
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