单节段装配式桥墩抗震性能试验研究

与传统整体现浇桥墩相比,装配式桥墩具有工期短、环境影响小、施工质量高等优点.装配式钢筋混凝土桥墩的抗震性能是其设计时需要考虑的关键问题之一.试验设计了一组现浇式及两组装配式桥墩试件,采用拟静力试验方法从破坏形式、水平承载力、位移延性与累积耗能等方面研究其抗震性能.试验结果表明:与整体现浇式桥墩相比,装配式桥墩的水平承载力与前者接近,位移延性与累积耗能能力稍差,残余位移偏大;钢套筒连接装配式桥墩的位移延性与累积耗能能力优于金属波纹管连接装配式桥墩.     

新型混凝土材料加固震损RC框架柱抗震性能试验研究

通过5根采用新型混凝土材料加固RC框架柱和1根未加固框架柱在定常轴力和水平往复荷载作用下的拟静力试验,研究了不同震损程度和不同加固方式对试件抗震性能的影响.试验结果表明:各加固试件的极限承载力相对于未加固试件均有不同程度的提高,其中三面加固柱极限承载力高于单面加固柱,而四面加固柱极限承载力最高;中等震损和严重震损试件经加固后的极限承载力比未损直接加固试件的极限承载力略低,但相差不大.采用新型混凝土材料加固受损试件,能够有效的提高受损构件的滞回性能、极限承载力和刚度等抗震性能.     

粘钢加固损伤混凝土箱型桥墩的抗震性能Ⅰ:双向拟静力试验

设计制作了11个钢筋混凝土箱型截面桥墩缩尺模型,对其进行了粘钢加固后的双向拟静力试验,分析了加固桥墩的荷载-位移滞回曲线、骨架曲线、延性能力、刚度退化和耗能能力等.结果表明,加固墩柱均发生以弯曲破坏为主的延性破坏,破坏塑性铰由未加固时的墩底上移至加固钢板位置的上边缘,加固后墩柱各项抗震性能良好,表明粘钢加固损伤桥墩是一种有效的抗震加固方式.墩柱强轴方向的滞回环饱满,承载力和刚度较大;弱轴方向的滞回环捏缩效应显著,耗能能力较强.初始损伤程度仅对粘钢加固墩柱的刚度退化及耗能能力具有一定影响.随着轴压比的增大,加固试件的承载力变大,极限变形能力降低,延性能力和耗能能力均增强.而随着长细比的减小,加固试件的承载力变大,极限变形能力降低,刚度退化情况严重.     

酸雨环境下RC短柱抗震性能试验研究

为探究酸雨环境下RC短柱抗震性能的劣化规律,以4榀剪跨比为2.84的RC短柱试件作为研究对象,首先对试件进行人工气候加速腐蚀试验,随后对其进行拟静力试验,观测试件破坏特征,并分析腐蚀程度变化对其抗震性能的影响规律.试验结果表明:腐蚀试件呈现出明显的表观损伤现象;各试件在往复荷载作用下均发生弯剪型破坏,而随着腐蚀程度的加...     

冻融环境作用下低矮RC剪力墙抗震性能试验研究

采用人工气候快速冻融试验方法,对4个实际剪跨比为1.14的低矮RC剪力墙试件进行冻融试验,进而对其进行低周反复加载试验,研究低矮RC剪力墙经不同冻融循环作用后其抗震性能的衰减规律.以承载力、延性系数、塑性转角、强度衰减、刚度退化和累积滞回耗能等指标为参数,探讨冻融循环次数对低矮RC剪力墙抗震性能的影响.结果表明:暗柱和墙体分布钢筋可以约束冻胀裂缝的开展,延缓冻融循环作用对墙体造成的破坏;冻融循环作用会引起低矮RC剪力墙的破坏模式由弯曲为主的弯剪破坏向剪切为主的弯剪破坏转变;冻融循环作用下低矮RC剪力墙抗震性能指标退化规律为:随着冻融循环次数的增加,水平抗剪承载力显著降低,位移延性系数和塑性转角显著增大,强度退化速率加快,耗能能力逐步变差.     

不同加载路径下RC墩柱抗震性能试验研究

通过7个剪跨比为3的钢筋混凝土(RC)墩柱试件拟静力试验,研究了不同加载路径对RC墩柱抗震性能影响.结果表明:试件破坏形态均为压弯破坏,主要破坏特征为纵筋受压屈曲、受拉断裂或混凝土压溃,滞回曲线较饱满;循环次数、位移幅值及位移增量对RC墩柱抗震性能均有影响,由位移延性、耗能及损伤指标分析可知,相同位移幅值下循环次数增加会削弱试件的抗震性能,使其累积损伤程度加重,变形能力降低,10次循环较3次循环试件位移延性降低约22%,试件屈服后较大位移幅值下循环次数增加引起的循环退化效应尤为明显;当循环次数相同时,随位移增量增大,试件破坏所经历的累积损伤减小,承载力退化幅度降低,位移延性提高.     

钢筋混凝土单柱式桥墩抗震性能试验研究

针对铁路桥梁中使用量最大、应用最广泛的单柱式桥墩,通过24根大比例的桥墩模型的伪静力试验,研究了其延性抗震性能.通过对试验现象及数据的分析,研究了这类桥墩的力—位移关系、滞回模式的变化规律;比较分析了配筋率、配箍率、箍筋布置形式、剪跨比等结构参量对试验模型的耗能特性和包络曲线特性的影响.归纳总结了试验中典型的破坏现象,并对产生这些破坏现象的原因进行了分析.在以上分析基础上,得出了改进单柱式桥墩抗震性能的有关结论和建议,可供我国铁路桥梁延性抗震设计参考.     

外包钢板对钢筋混凝土桥墩抗震性能影响的试验研究

分别进行了普通钢筋混凝土桥墩和外包钢板混凝土桥墩的拟静力试验,得到了两类桥墩的滞回曲线、骨架曲线,对比分析了其承载力、延性系数、耗能能力及残余位移,研究了外包钢板对提高钢筋混凝土桥墩抗震性能的效果.结果表明:外包钢板桥墩的屈服荷载与位移、峰值荷载与极限荷载均大于普通钢筋混凝土桥墩的相应值,外包钢板能够提高桥墩的承载力和...     

圆端形不锈钢管混凝土桥墩抗震性能试验研究

以外钢管材质、加载方向及中空夹层截面为变化参数,进行了 4个圆端形不锈钢管（concrete-filled round-ended stainless steel tubular,CFRST）和2个圆端形普通钢（concretefilled round-ended carbon steel tubular,CFRT）混凝土桥墩试件的往复加载拟静力试验. 分析了试件的破坏形态、滞回性能、骨架曲线、延性系数及耗能等. 试验结果表明：圆端形不锈钢管混凝土桥墩试件的破坏形态均为墩底外钢管的鼓曲及底部混凝土的局部压溃,各试件的滞回曲线较为饱满,无明显捏拢现象,耗能能力及延性均较好;与圆端形钢管混凝土桥墩试件相比,圆端形不锈钢管混凝土桥墩试件的峰值荷载及初始刚度基本不变,但延性及耗能能力增加,刚度退化程度减小;与圆端形实心不锈钢管混凝土桥墩试件相比,圆端形中空夹层不锈钢管混凝土桥墩试件沿强轴加载时峰值荷载、初始刚度、延性及耗能能力均增加,而沿弱轴加载时由于内钢管平直段发生向内凹曲,其峰值荷载及初始刚度虽仍有增加,但延性及耗能能力略有降低. 给出了此类桥墩水平承载力的计算方法,计算结果与拟静力试验结果吻合较好.     

采用套筒连接的预制桥墩抗震性能试验研究

通过对套筒预埋位置不同的预制立柱试件进行拟静力试验,并与现浇立柱作对比,研究灌浆套筒连接预制拼装桥墩的抗震性能.分析比较了此类构造下混凝土桥墩的损伤部位、损伤发展过程和最终破坏形态,并定量地从滞回曲线、骨架曲线、刚度、延性、耗能等方面详细分析了试件的抗震性能.结果表明:不同预埋位置灌浆套筒的预制试件在损伤形式和塑性铰形成上有所不同,但试件抗震性能总体相近;预制试件损伤均小于现浇试件,且主要集中在接缝处;预制试件各项性能参数不弱于现浇试件,合理设计下可满足预期的抗震要求.     

钢筋混凝土高墩多水准抗震性能试验研究

对4个钢筋混凝土箱形高墩模型开展了拟静力试验研究,并重点研究结构在不同损伤状态下的性能及相应的变形指标.采用夹式引伸计监测了裂缝开展全过程,指出采用卸载至位移零点时的裂缝宽度会严重低估结构的残余裂缝损伤,同时允许震后结构产生不需要修复的残余裂缝比完全基于弹性响应可以多出10%～30%的强度折减空间.试验中还观测了混凝土压溃、严重剥落等损伤,并基于美国太平洋地震工程中心(PEER)数据库等相关试验结果进行了对比验证,结果表明发生混凝土压溃时的各样本墩顶偏移率分布较为集中,约为2.39%,试验结果与样本统计结果符合较好.各试件的最终破坏均表现为纵筋断裂,分别采用Priestley和Berry的等效塑性铰长度计算公式进行了对比,结果表明Berry公式对高墩极限位移的符合性相对较好.     

低预应力钢带箍加固钢筋混凝土柱抗震性能研究

对3根采用低预应力钢带箍约束加固的钢筋混凝土柱及2根对比柱进行拟静力试验,研究较高轴压比下加固柱的抗震性能.试验主要参数为轴压比和钢带箍的布置,通过试验研究了约束柱和对比柱的承载力、滞回特性和延性等重要抗震性能指标.试验结果表明,横向低预应力钢带箍能够有效抑制较高轴压比下约束柱斜向裂缝的发展,扩大塑性铰的范围,提高柱的变形能力,使得约束柱抗震性能得到较大程度提高.     

钢筋混凝土高墩多水准抗震性能试验

对4个钢筋混凝土箱形高墩模型开展了拟静力试验研究,并重点研究结构在不同损伤状态下的性能及相应的变形指标.采用夹式引伸计监测了裂缝开展全过程,指出采用卸载至位移零点时的裂缝宽度会严重低估结构的残余裂缝损伤,同时允许震后结构产生不需要修复的残余裂缝比完全基于弹性响应可以多出10%~30%的强度折减空间.试验中还观测了混凝土压溃、严重剥落等损伤,并基于美国太平洋地震工程中心(PEER)数据库等相关试验结果进行了对比验证,结果表明发生混凝土压溃时的各样本墩顶偏移率分布较为集中,约为2.39%,试验结果与样本统计结果符合较好.各试件的最终破坏均表现为纵筋断裂,分别采用Priestley和Berry的等效塑性铰长度计算公式进行了对比,结果表明Berry公式对高墩极限位移的符合性相对较好.     

现浇板框架抗震性能的试验研究及理论分析

以现浇板对空间框架结构抗震性能的影响为主要研究内容,开展了空间框架结构的水平低周反复抗震试验.对框架结构的破坏情况、滞回曲线,以及现浇板纵向钢筋应变、梁端弯矩和现浇板受拉有效翼缘宽度进行了分析.分析结果表明,由于现浇板参与工作,框架无法形成"强柱弱梁"的破坏机制;现浇板框架结构的耗能能力较好;现浇板纵筋应变随层间侧移角的增大而增大,表明板参与框架结构受力的程度逐步增强;现浇板的参与使得框架梁端弯矩提高.最后利用拉压杆模型对现浇板受拉有效翼缘宽度进行推导,所得公式与实际情况符合良好,能够有效反映现浇板参与结构抗震工作的情况,可以用于工程实际使用.     

高强箍筋约束混凝土桥墩的抗震耗能分析

利用有限元软件ABAQUS对8根分别配置PC钢棒或HRB500级钢筋作箍筋的高强混凝土桥墩进行了低周反复水平荷载下的抗震性能仿真分析,研究其滞回曲线、骨架曲线、位移延性系数、累积滞回耗能、能量延性系数等的变化规律.进一步探讨轴压比、配箍种类、箍筋间距、混凝土强度等对桥墩抗震性能的影响,结果表明:模拟结果与文献试验结果吻合良好,验证了有限元模拟的正确性;PC钢棒或HRB500级钢筋作高强箍筋约束高强混凝土在低周反复水平荷载作用下的滞回曲线均较饱满,滞回环包络面积大,延性和耗能能力好,且相比之下PC钢棒的抗震性能更为优越.     

墩身高阶振型对高墩地震反应影响

采用增量动力分析的方法,全面讨论了墩身高阶振型对桥梁结构地震反应的影响.首先分析了现有规范中的桥梁抗震设计方法应用于高墩的局限性;随后采用了增量动力分析方法,在考虑墩身高阶振型效应的情况下,对高墩桥梁结构在地震作用下的性能进行了研究.结果表明:由于墩身高阶振型贡献,高墩在强震作用下可能沿墩身产生多个塑性区域;墩顶位移与墩底曲率不再同步变化,高墩墩顶极限位移不能采用规范中的方法进行计算;高墩墩身的地震剪力及弯矩需求也会由于墩身高阶振型的显著影响而变得十分复杂.最后提出了针对高墩抗震设计的一些改进措施.     

外置耗能钢板预制拼装桥墩抗震性能研究

为推广预制拼装桥墩在中高烈度地震区的应用,在墩底外侧设置耗能钢板,并与整体现浇桥墩、内置耗能钢筋的预制拼装桥墩进行拟静力对比分析,从滞回曲线、骨架曲线、累积耗能及可恢复性等方面,研究了建议结构的合理性. 基于三线型骨架曲线模型提出了外置耗能钢板预制拼装桥墩骨架曲线计算方法,并与数值模拟结果进行对比,两者吻合程度较高. 将预应力度、预应力钢绞线布置位置、耗能钢板用量以及开槽率作为变量,通过PUSHOVER方法对外置耗能钢板预制拼装桥墩的抗震性能进行了分析. 结果表明,增大预应力度可提高承载力和刚度,同时延性有所降低. 预应力钢绞线布置在周围时,桥墩的承载力、刚度与耗能能力得到提高. 钢绞线布置在中心时,桥墩延性有所提高,屈服后变形能力较强. 增加耗能钢板用量可提高桥墩的承载力和刚度. 增加耗能钢板用量能够在一定程度上弥补开槽率的增大对结构的不利影响.     

大跨度斜拉桥耗能型辅助墩抗震性能试验研究

结构损伤控制概念是指通过容易替换的牺牲构件在地震中发生塑性变形耗散地震能量,同时主要构件保持弹性或发生轻微的损伤.针对大跨度斜拉桥的抗震性能主要依靠结构体系的特点,提出了通过牺牲辅助墩耗散地震能量,从而减轻主塔损伤的控制策略.为了研究辅助墩的抗震性能,对3个大比例的钢筋混凝土空心矩形截面模型进行拟静力试验.第一个试件是原设计的单柱墩,另外两个试件是双柱墩,墩柱之间通过耗能构件剪切型连杆或屈曲约束支撑连接.对反复荷载作用下试件的破坏形态、滞回曲线、位移延性和耗能能力、骨架曲线及刚度退化、耗能构件的变形能力等作了对比分析.结果表明,与单柱墩相比,耗能构件增加了双柱墩的刚度和强度,能够提高双柱墩的抗震性能.