论文部分内容阅读
随着发展理念的转变,预制装配式桥梁技术已成为加快生态文明建设、推动新型工业化发展、建绿色城市的重点工作,装配一体化混凝土结构具有预制标准化、施工高效、模数化、现场湿作业少等优点。基于这一理念,在桥梁工程领域中,装配式桥梁结构施工势必会成为今后的主流建筑技术;预制构件的连接点是装配式混凝土桥墩结构理论上的薄弱点也是核心点,目前国内由于技术及理论方面的限制,对于节点类型对装配式桥墩抗震性能的影响研究不充分,因此本文对采用半灌浆套筒连接的装配式桥墩的研究具有重要意义。本文依据沈阳中央大街跨浑河桥在建工程,设计了现浇桥墩及采用半灌浆套筒连接的装配式桥墩缩尺模型;通过拟静力分析试验,研究装配式桥墩结构的失效过程,比较两类桥墩的抗震性能。并应用ABAQUS有限元分析软件,对两类桥墩模型及半灌浆套筒构件建模分析,研究半灌浆套筒构件在轴向荷载作用下的传力机理和破坏形式,并与试验结果对比分析,验证模型的准确性,加强试验的完整性;研究结论如下:(1)现浇桥墩塑性损伤集中在墩柱上下两端塑性铰区域;装配式桥墩由于墩柱底端灌浆套筒的刚度较大,使得桥墩的裂缝集中在自墩柱底端套筒上部19cm~60cm范围内,并形成塑性铰。本文所设计的装配式桥墩破坏形式为弯曲破坏,满足结构“强剪弱弯”的设计要求,并且半灌浆套筒构件未发生拉断破坏,可以有效的进行钢筋连接;(2)由于装配式构件墩柱底端套筒刚度较大,使得桥墩钢筋屈服先发生于墩柱顶端,且屈服位移10.01mm大于现浇桥墩8.99mm;屈服强度293.29kN大于现浇桥墩263.81kN,极限承载能力384.43kN略高于现浇桥墩383.79kN;装配式桥墩的初始刚度较大,耗能能力较强;加载后期套筒刚度的降低以及座浆层破坏严重使得桥墩刚度退化略微大于现浇桥.墩,延性7.22小于现浇桥墩9.27;到加载末期耗能低于现浇结构;(3)半灌浆套筒在受到轴向荷载作用时,灌浆料在与钢筋肋接触部位形成了七条约45°的斜向受压带,用以实现“钢筋—灌浆料—套筒”间的应力传递。当半灌浆套筒两端所连接钢筋应力值达到其极限抗拉强度时,套筒变形处位于灌浆段与螺纹段相接处,且最大应力值489.6MPa未达到钢套筒抗拉强度625MPa,因此本文设计的灌浆套筒构件满足施工质量要求,可以用于装配式桥墩节点处钢筋连接;套筒加工时变形处会积累较大的塑性变形,因此需要防止套筒在此处由于承载力不足或者塑性性能不足而产生拉断破坏。