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。     

装配预制梁抗弯承载力试验研究

为研究装配预制梁抗弯承载能力和变形性能,制作3根装配预制梁及1根对比梁进行混凝土梁的抗弯承载力试验研究,分析不同现浇企口连接的装配预制梁力学性能。研究表明,装配预制梁的破坏形态及变形能力满足设计要求,开裂荷载和极限荷载与整浇对比梁基本相同,同时根据试验数据找出了装配预制梁的预制段长度的适宜范围。     

预应力筋类型对节段拼装桥墩抗震性能的影响

为研究不同预应力筋类型对节段拼装桥墩抗震性能的影响,分别以采用预应力钢绞线连接和预应力高强螺纹钢连接的预制拼装桥墩为对象进行拟静力试验。对比分析各试验试件的损伤状态和漂移比、位移延性、残余变形、等效黏滞阻尼比和等效刚度等抗震性能指标。试验结果表明:与预应力钢绞线连接桥墩的比较表明,高强螺纹钢连接的预制桥墩具有较大的耗能能力,但残余变形也较大;两者的位移延性变形能力相近,均可用于地震危险区预制拼装桥墩的施工。从便于施工和较好耐久性的角度看,高强螺纹钢连接构造更宜用于预制拼装桥墩的建造。     

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。     

肯尼亚内罗毕快速路预制装配桥墩构造设计

肯尼亚内罗毕快速路项目是“一带一路”重要工程之一,是东非地区首次采用预制装配桥墩设计与施工的示范项目。结合项目的建设条件和特点,总结适用于当地城市高架桥预制装配桥墩的设计思路与要点,对构件连接方式进行研究和比选,同时对预制装配桥墩和传统现浇桥墩工程经济效益进行对比。对后续东非地区城市高架桥的建设具有参考意义。     

浆锚连接预制装配式异形柱框架梁柱节点抗震性能试验研究

以异形柱框架结构的关键构件——梁柱节点为研究对象,通过同条件的浆锚连接预制装配式构件和整体现浇构件拟静力试验获取了浆锚连接构件和整体现浇构件的抗震性能指标,结果表明:浆锚连接构件抗震性能与同条件的整体现浇构件基本相同;与整体现浇构件相比,浆锚连接构件开裂荷载、开裂位移、极限荷载和极限位移的差值百分比分别是1.1%,2.5%,8.4%和0.6%。浆锚连接预制装配技术具有安全可靠、施工方便、质量可控和工期短等优点,具有广阔的应用前景。     

震损可更换的预制拼装桥墩体系抗震性能初探

为改进当前预制拼装桥墩体系的连接构造和抗震性能，根据能力设计原理和结构抗震韧性设计理念，提出一种由预制钢管混凝土墩身、可更换的锚固-连接组件及预留杯口基础的承台等组成的新型预制拼装桥墩体系。对新型预制拼装桥墩体系进行试设计，并建立其和对应的整体现浇钢管混凝土桥墩体系的精细有限元模型，进行水平低周反复荷载作用模拟分析。初步分析结果表明，本文提出的新型预制拼装桥墩体系与整体现浇钢管混凝土桥墩相比，不仅具有更佳的抗震性能，而且还具有震后可恢复性。     

全预制装配剪力墙结构节点性能试验研究

通过5个足尺全预制装配剪力墙结构的T形外墙、梁、板节点试件的低周反复荷载试验研究,对比分析了预制装配式节点与现浇节点的承载力、耗能、延性及滞回特性。试验结果表明,全预制装配剪力墙结构(NPC体系)可以达到与现浇结构相同或相近的承载能力以及抗震耗能能力。     

带接缝连接梁的预制混凝土剪力墙抗震性能试验研究

采用钢筋混凝土接缝连接梁来实现预制墙体竖向钢筋的连续性连接。通过6个高宽比为1.7、不同截面高度和位置的接缝连接梁预制混凝土剪力墙的低周反复加载试验,分析了试件的破坏形态、顶点荷载-位移滞回曲线、承载力、变形能力、刚度退化等特性,并与整体现浇墙体进行对比。试验结果表明：预制墙体试件与整体现浇墙体试件的破坏模式、破坏形态基本相同,均为墙体角部混凝土压碎、钢筋拉断或屈曲;预制墙体试件的水平承载力相当,略低于现浇墙体,接缝连接梁的位置及截面高度对承载力有一定程度的影响;预制墙体试件的变形能力略小于现浇墙体试件,但极限位移角均超过1/100;接缝连接梁可以有效传递荷载。     

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.     

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。     

预制拼装桥墩地震易损性分析

为研究灌浆波纹管连接和带榫头的灌浆波纹管连接两种预制拼装桥墩的抗震性能并对其在地震作用下的易损性进行评估,根据预制拼装桥墩墩底接缝的特点,通过拟静力试验研究,以墩顶漂移率为损伤指标,对其不同的损伤破坏状态进行描述,并确定了对应不同破坏等级的损伤量化指标限值Dcr、Dcy、Dcm和Dcu。采用有限元软件对现浇及预制拼装桥墩进行不同地震作用下的时程分析并建立概率地震需求模型,对其易损性进行评估,并通过改变轴压比、纵筋配筋率,来进一步研究这些参数对预制拼装桥墩易损性的影响。结果表明：虽然预制拼装桥墩与现浇桥墩大部分的破坏形式都为弯曲破坏,但是损伤状态因为接缝而存在差异;采用波纹管连接的预制拼装桥墩与现浇桥墩的地震易损性差别不大,抗震性能基本一致;有榫头构造的预制拼装桥墩在各级地震作用下发生四种损伤破坏的概率最低,这种构造形式的抗震性能优于平面接缝的预制拼装桥墩;轴压比、纵筋配筋率这两种参数对桥墩的易损性影响较大,随着轴压比的增大或配筋率的减小,桥墩的损伤概率增大。     

套筒式钢筋连接技术在预制桥墩中的试验研究

钢筋连接技术在装配式混凝土结构中是关键施工技术之一,一般采用灌浆套筒进行钢筋连接。近几年来,在国内的房屋建筑预制构件中灌浆套筒得到越来越多的应用,而在桥梁中应用研究的时间较短。本文介绍灌浆套筒式钢筋连接技术在预制桥墩中的试验研究情况,主要从研究背景、连接构造与材料性能、粘结应力研究、型式试验、预制拼装立柱抗震试验等方面,对该项新技术进行较全面介绍。     

内侧钢筋不连接的预制空心桥墩设计

采用空心的预制桥墩能够减轻预制结构重量。以某示范工程为例,提出不制作实体连接段、且内侧钢筋不连接的预制空心桥墩方案。制作7组试验模型,开展试验分析。结果表明,空心墩柱破坏承载能力和开裂弯矩与现浇实心墩较为接近,并且现有规范公式可用于墩柱的设计。以试验结果为依据,提出设计思路,开展示范工程预制空心桥墩方案设计。     

带构造边缘构件的L形双面叠合剪力墙抗震性能试验研究

为研究装配整体式叠合剪力墙结构体系中带构造边缘构件的L形截面双面叠合剪力墙的抗震性能,开展了轴压比为0.2的1片L形双面叠合剪力墙足尺试件和1片现浇剪力墙足尺对比试件的拟静力抗震试验,根据试验数据对比分析了试件的各项抗震性能指标。结果表明:叠合剪力墙与现浇剪力墙均呈现典型的弯剪破坏特征; 极限破坏时,L形剪力墙腹板墙肢构造边缘构件的底部区域混凝土被压碎,纵筋屈服或被拉断; 叠合剪力墙翼缘受拉时的正向受弯承载力比现浇墙低14.6%,翼缘受压时的反向受弯承载力比现浇墙低9.2%; 正向加载时,叠合剪力墙的初始刚度比现浇墙大,屈服后刚度退化速度快; 反向加载时,叠合剪力墙的初始刚度及刚度退化规律与现浇墙基本一致; L形现浇构造边缘构件与叠合墙板交界处采用的另设钢筋搭接连接方式具有良好的传力性能; L形双面叠合剪力墙的抗震性能与现浇墙相比有一定差距,建议提高构造边缘构件的配筋率。     

预制再生块体混凝土板-梁连接的受弯性能研究及其工程应用

为提高装配式混凝土结构中预制板、梁的现场施工效率,提出了带外伸齿条的预制板。开展了4个预制装配再生块体混凝土板-梁试件和2个整浇再生块体混凝土板-梁试件的受弯试验,考察了制作方式、板厚及外伸齿条数量对板-梁连接负弯矩区受弯行为的影响,并在某办公楼建筑中对该板-梁连接技术进行了试点应用。试验结果及工程实践表明：预制装配板-梁试件的最大裂缝出现位置与整浇板-梁试件不同;预制装配板-梁试件的极限荷载要高于整浇板-梁试件,但板端外伸齿条数量对极限荷载影响很小;相比于整浇板-梁试件,板厚增加对预制装配板-梁试件极限荷载的提高幅度偏小;与传统预制板、梁的现场拼装相比,带外伸齿条的预制板与预制梁拼装时无需板下临时支撑,可提高施工效率,节省施工成本。     

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。     

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。     

局部外包钢管装配柱抗震性能及接头正截面承载力计算

进行了5个现浇柱和7个局部外包钢管装配柱的拟静力低周反复试验,对此两种不同施工模式的混凝土柱,在相同工作条件下的抗震性能进行了分析。结果表明:其承载力高于现浇混凝土柱相应位置的承载力;局部外包钢管装配柱在抗震性能和整体性上优于现浇柱;在高烈度地区可以用此装配柱代替现浇柱。结合装配柱破坏形式和连接节点的受力特点,给出了装配柱接头正截面承载力计算公式,可用于实际装配整体式结构框架柱接头的设计和验算。