预制拼装PC箱型墩地震响应的设计参数影响分析

在收集预制拼装PC箱型墩试验资料的基础上,采用Opensees软件对试验过程进行模拟,验证了有限元模拟方法的可靠性,在此基础上进行参数分析,结果表明:采用并联弹簧可以较为准确地模拟预制拼装箱型墩接缝处的实际力学行为,基于柔度法的纤维梁柱单元模型对于预应力预制拼装桥墩墩顶位移、预应力响应的模拟效果较好;恒载轴压比的提高不利于构件抗震;纵筋配筋率的提高有利于预制拼装箱型墩构件抵抗强度较高地震,对于抗震设防要求较高地区,可以考虑适当提高纵筋配筋率;对于预应力预制拼装混凝土箱型墩,初始预应力的提高超过一定值后不利于结构抗震。相关研究结果可为预制拼装PC箱型墩的抗震研究和工程设计提供参考与借鉴。     

灌浆金属波纹管连接预制拼装立柱抗震性能试验研究北大核心

随着桥梁预制拼装施工技术的推广,预制拼装桥梁立柱的连接构造和抗震性能等相关问题的研究受到广泛关注。以实际工程为背景,针对采用灌浆金属波纹管新型联接构造的预制拼装立柱进行抗震性能拟静力试验研究,制作2个缩尺比为1:3的试验试件模型,进行了整体现浇桥墩和灌浆金属波纹管连接预制拼装桥墩拟静力循环加载试验。对试验试件的损伤状态、位移延性、残余变形和等效黏滞阻尼比等性能指标进行描述,并与整体现浇混凝土桥墩进行比较和讨论。试验研究结果表明,采用灌浆金属波纹管联接的预制拼装立柱损伤主要集中在柱底接缝处及塑性铰区域处,该类预制立柱具有与传统现浇钢筋混凝土桥墩相近的抗震性能。     

灌浆套筒连接预制拼装桥墩抗剪强度设计方法

灌浆套筒是预制拼装桥墩广泛采用的一种连接方式。现有灌浆套筒连接预制拼装桥墩抗震性能研究多针对中高墩,在水平地震作用下以弯曲破坏为主,针对以剪切或弯剪破坏为主的矮墩抗震性能研究较少。笔者给出了既有桥墩抗剪强度设计方法,在已有预制拼装桥墩试验数据的基础上,补充了2个灌浆套筒连接预制拼装桥墩模型,通过试验获得其抗剪强度。最后基于试验结果,对现有桥墩抗剪强度设计公式的适用性进行分析,并提出修正计算公式。结果表明,基于既有的现浇桥墩计算公式、拼接缝直剪公式和整体剪切计算公式均与试验结果存在较大差异,笔者提出的抗剪强度修正计算方法具有更高的精度和更广的适用性。     

灌浆金属波纹管连接预制拼装立柱抗震性能试验研究

随着桥梁预制拼装施工技术的推广,预制拼装桥梁立柱的连接构造和抗震性能等相关问题的研究受到广泛关注。以实际工程为背景,针对采用灌浆金属波纹管新型联接构造的预制拼装立柱进行抗震性能拟静力试验研究,制作2个缩尺比为1:3的试验试件模型,进行了整体现浇桥墩和灌浆金属波纹管连接预制拼装桥墩拟静力循环加载试验。对试验试件的损伤状态、位移延性、残余变形和等效黏滞阻尼比等性能指标进行描述,并与整体现浇混凝土桥墩进行比较和讨论。试验研究结果表明,采用灌浆金属波纹管联接的预制拼装立柱损伤主要集中在柱底接缝处及塑性铰区域处,该类预制立柱具有与传统现浇钢筋混凝土桥墩相近的抗震性能。     

基于并筋-灌浆波纹管连接的预制桥墩-盖梁节点抗震性能研究

为有效解决地铁高架车站中高配筋率桥墩与盖梁的装配连接问题,设计一种基于并筋-灌浆波纹管连接的桥墩-盖梁节点装配方案。按照1∶3的缩尺比,设计制作一个现浇试件和一个预制试件,来验证装配方案的可行性。通过拟静力加载试验,研究现浇试件和预制试件的承载能力、破坏模式和滞回特性。试验结果表明,预制试件的水平承载力与现浇试件的水平承载力基本一致;基于并筋-灌浆波纹管连接的桥墩-盖梁节点装配方案是可靠的;预制试件和现浇试件破坏形态均以弯曲破坏为主,预制试件破坏程度弱于现浇试件;预制试件的耗能能力和延性性能稍差,初始刚度较小。采用ABAQUS调用清华大学开发的PQ-Fiber子程序建立试件的有限元模型,模拟分析试件在往复荷载作用下的抗震性能,数值模拟结果与试验结果吻合较好。     

钢管混凝土叠合柱桥墩抗震性能参数化分析

为研究钢管混凝土叠合柱桥墩的抗震性能,文章利用OpenSEES软件进行了非线性动力时程分析,结合增量动力分析的结果,得出该类型桥墩的地震易损性曲线,获得了轴压比、纵筋配筋率、体积配箍率和截面含钢量对该类型桥墩地震易损性的影响规律。     

基于OpenSees钢筋混凝土空心桥墩的抗震性能分析

运用OpenSees软件,利用纤维模型方法建立了钢筋混凝土空心桥墩有限元模型,并进行了拟静力加载过程分析,研究恒载轴压比和纵筋配筋率对混凝土空心桥墩抗震性能的影响,结果表明:基于OpenSees有限元软件建立的纤维单元有限元模型,模拟结果和试验结果吻合度较高,说明建立的模型能正确反映桥墩的抗震性能;提高恒载轴压比和增大纵筋配筋率,钢筋混凝土空心桥墩的抗震性能均得到显著改善,但随着恒载轴压、纵筋配筋率的增大,残余位移也相应增大。     

榫卯式接缝预制混凝土剪力墙受力性能试验研究

为研究榫卯式接缝预制混凝土剪力墙的受力性能,进行了1片现浇钢筋混凝土剪力墙和4片预制混凝土剪力墙在恒定轴力作用下的拟静力试验,分析了榫卯式接缝性能及墙体的抗震性能。结果表明：峰值荷载前,同一位置榫卯式接缝两侧水平钢筋应变基本相同,接缝两侧墙体基本无相对变形。破坏时水平、竖向相对变形仅为0.34、0.79mm,接缝连接可靠,保证了墙体的整体性能。榫卯式接缝预制混凝土剪力墙的受弯承载力、刚度与钢筋混凝土剪力墙基本相当,能够达到“等同现浇”的设计目标;破坏时墙体竖向接缝处混凝土剥落,减小了根部混凝土压溃区域面积,提高了墙体的变形能力;当顶点位移角为1/50时,预制混凝土剪力墙仍保持良好的竖向承载能力;提高边缘构件纵筋配筋率,墙体承载力提高,破坏区域更加集中在墙体的接缝处,延缓了根部混凝土的压溃。     

新型钢筋套筒挤压连接预制RC梁柱节点研究

对一种新型钢筋套筒挤压连接预制梁柱节点进行试验研究,并进行了梁纵筋配筋率、轴压比、柱纵筋配筋率等有限元参数分析,并与试验节点的结果进行了对比。研究表明:这种新型节点形式是安全的,可以实现强节点弱构件的目的,并能实现较好的节点抗震性能,该类型预制梁柱节点是切实可行的。有限元分析结果与试验得到的骨架曲线吻合较好;随着梁纵筋配筋率提高,节点承载力增加;轴压比和柱纵筋配筋率对节点承载力影响较小;随着柱端轴压比的增加,节点剪切角逐渐减小;柱纵筋配筋率对节点剪应力影响较小。     

预制拼装混凝土桥墩抗震性能拟静力循环加载试验

为了研究预制拼装桥墩与整体现浇桥墩抗震性能方面的差异,以常见城市高架桥为工程背景,制作完成了3个缩尺比为1∶3.5的试件模型,进行了整体现浇桥墩和无粘结预应力钢绞线预制拼装桥墩拟静力循环加载试验。通过给墩顶施加强迫往复位移,从5个方面研究了预制拼装桥墩与整体现浇桥墩抗震性能的差别,并对试验结果进行了纤维模型计算分析。结果表明:无粘结预应力预制拼装混凝土桥墩混凝土破坏轻微,耗能能力较弱,残余位移小,适合低烈度地区;无粘结预应力带耗能钢筋预制拼装混凝土桥墩墩底混凝土有明显压碎,耗能能力强,残余位移相对于钢筋混凝土现浇桥墩较小,适合中高烈度地区。     

预应力节段预制拼装桥墩抗震性能研究综述

为进一步推动预应力节段预制拼装桥墩在高烈度区桥梁工程中的应用,从自复位能力、耗能能力、底节段容许损伤能力和基于性能的抗震设计方法4个方面系统梳理和总结了各国学者开展的相关研究,并指出了当前研究存在的问题以及未来的发展方向。结果表明:无粘结预应力筋能提供更好的自复位能力,桥墩震后残余变形很小;相对于现浇桥墩,该形式桥墩耗能能力较差,需要设置专门的耗能装置,其中外置耗能装置震后可更换,更值得推广;预应力节段预制拼装桥墩鲁棒性差,必须注意提高底节段容许损伤能力;针对预应力节段预制拼装桥墩的基于性能抗震设计才刚刚起步,需要进一步发展。     

Seismic performance of precast hollow bridge piers with different construction details

Currently the design scheme of precast hollow concrete bridge piers will be adopted in bridge design in China, but there is no code including specific design details of precast segmental piers in high seismic risk area. For comparative study of seismic performance of the hollow bridge piers which had different design details, six specimens of hollow section bridge pier were designed and tested. The specimens consist of the monolithic cast-in-place concrete bridge pier, precast segmental prestressed pier with cast-in-place joint and precast segmental concrete bridge pier with dry joints. Results show that all specimens have good displacement capacity. The bridge pier with bonded prestressed strands exhibits better energy dissipation capacity and higher strength. The un-bonded prestressed strand bridge pier displays less residual plastic displacement and energy dissipation capacity. The bridge pier with both bonded prestressed strands at the edge of the section and un-bonded in the center of the section not only exhibits more ductility capacity and less residual plastic displacement, but also shows better energy dissipation capacity. Compared with experimental results of prestressed bridge columns, analytical result demonstrates the developed numerical analysis model would provide the reasonable and accurate results.     

自复位承插式多节段预制桥墩#br# 抗震性能数值模拟

为解决现有预制桥墩施工难度大、震后可恢复性能不足的问题,文章基于承插式桥墩与多节段桥墩的技术优点,提出一种新型自复位承插式多节段预制桥墩(RSSPP),使用耐久性好的BFRP筋和2304不锈钢钢筋,能够充分发挥承插式节点连接可靠、现场施工简单、容许误差大的特点,同时具备良好的自复位功能。基于OpenSees计算平台,使用纤维单元开展承插式桥墩和多节段桥墩模型建立与验证工作,在此基础上对RSSPP桥墩进行抗震性能研究和参数分析。研究表明：小位移下采用BFRP筋作为预应力筋相较于普通钢绞线的桥墩受力性能影响不大;提高初始预应力,能够使桥墩屈服荷载和屈服后刚度不断提高;增大不锈钢钢筋配置率对水平承载力和耗能能力提升较为明显,但也造成残余位移的增大,在实际应用中应做好自复位性能和耗能能力之间的平衡。     

基于不同隔震体系的预制拼装桥墩桥梁结构 地震响应分析

为了研究预制拼装桥墩桥梁结构的地震响应,基于OpenSEES有限元分析软件建立墩顶隔震和墩底隔震的预制拼装桥墩连续梁桥分析模型; 通过分析桥梁模型在3组不同强度、不同特性地震动激励下的动力特性、位移、内力、残余位移、预应力筋预应力、接缝压力等参数的变化,对隔震体系的隔震效果进行评估并给出了墩底隔震桥梁的设计建议。结果表明:预制拼装桥墩连续梁桥采用墩顶隔震体系和墩底隔震体系均可以大幅减小桥梁在地震中的位移和内力,延长桥梁自振周期; 采用墩梁固接、墩底隔震的桥梁结构相比于直接采用隔震支座连接墩梁的桥梁结构具有更长的自振周期、更小的震中位移和墩顶残余位移,表现出更好的隔震效果,在大地震中墩底隔震体系隔震优势更加明显; 采用墩底隔震体系的桥梁预制拼装桥墩会有更大的预应力变化、预应力损失和接缝竖向压力,因此隔震支座也应具备更高的性能。     

螺纹钢法兰连接预制装配桥墩抗震性能研究

为研究在水平荷载作用下螺纹钢法兰连接预制装配桥墩的抗震性能,设计制作一个整体现浇桥墩、两个分别采用承插式和非承插式方案的螺纹钢法兰连接预制桥墩。通过开展拟静力加载试验,对比研究螺纹钢法兰连接预制装配桥墩与整体现浇桥墩的破坏模式、荷载 位移曲线特征。基于试验,建立三个桥墩的有限元数值模型与试验进行对比,两者结果吻合较好。研究结果表明：螺纹钢法兰连接预制装配桥墩的水平承载力均能达到整体现浇桥墩的水平;预制装配桥墩最终在法兰与墩柱交界面上部形成塑性铰,相较于整体现浇桥墩上移一个法兰高度;螺纹钢法兰连接预制装配桥墩的残余位移要比整体现浇桥墩小,具有一定的自复位能力;采用承插式方案的预制装配桥墩耗能能力和位移延性最好,且具有较高的初始刚度,而非承插式连接预制装配桥墩的耗能能力和延性最差,刚度最小;相比较而言,承插式螺纹钢法兰连接预制装配桥墩整体性和抗震性能均优于非承插式螺纹钢法兰连接预制装配桥墩。基于上述结果,可对螺纹钢法兰连接预制装配桥墩的设计和应用提供参考。     

结合施工图审查对桥梁墩柱与桩连接构造的讨论

本文首先综合陈述了桥梁墩柱与钻孔桩连接构造的几种型式,包括:现浇混凝土墩柱和桩主筋焊接;现浇混凝土墩柱与桩主筋搭接、钢管混凝土墩柱与桩连接,以及预制墩柱与桩杯口连接等。其中指出了每一种连接构造中的要点及设计中应该注意的问题。然后,由于桥梁规范对墩柱和桩杯口连接型式的设计构造论述很少,故着重介绍了这种连接型式并较详细地叙述了其受力原理。在此基础上,提出了杯口配筋计算公式及柱子插入杯口深度计算公式等等。为了方便理解"定量"的概念,对每一种连接方式都列举了一个计算例题。     

带窗间墙扶壁柱砖混结构教学楼抗震性能的试验研究

为了解砖混结构教学楼在窗间墙扶壁柱增强配筋条件下的抗震性能和地震破坏机理,按照1/2的缩尺比例设计制作了1个2层砖混结构试验模型,在窗间墙中设置扶壁柱并增强柱截面的配筋,采用拟静力试验对模型的破坏特点、延性和耗能能力以及窗间墙的破坏模式和纵墙的宏观破坏机制等进行了研究。结果表明,窗间墙扶壁柱配筋率较高时,扶壁柱与两侧砖砌体的协调变形能力差,导致模型的破坏位置集中,模型表现为层间破坏模式,窗间墙发生剪切破坏并出现垮塌,纵墙的宏观破坏具有"强梁弱柱"特征,模型的延性和耗能能力均较差。因此,砖混结构教学楼的抗震设计应合理控制窗间墙中扶壁柱的配筋率。     

高强钢筋实现低配筋铁路桥墩延性抗震研究

我国铁路桥梁目前仍在大量使用只配有护面钢筋的低配筋桥墩,这类桥墩的变形能力差,在地震作用下易发生脆性破坏。为了提高这类桥墩的抗震性能,提出了采用高强钢筋实现低配筋桥墩延性抗震的思路。对1个配置HRBF500钢筋的低配筋桥墩试件进行低周反复荷载试验,研究试件的破坏形态、滞回特性、刚度退化、耗能性能和延性等。结果表明,试件的破坏模式为延性破坏。在试验研究的基础上,进一步分析高强钢筋实现低配筋桥墩延性抗震的机理。