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混凝土管片快速拼装不排水加固桥墩抗震性能研究

混凝土管片快速拼装不排水加固桥墩抗震性能研究

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作者：徐万松福州大学

学位级别：硕士

桥梁在长期服役后会在下部结构产生病害和损伤问题,这会影响整个结构的抗震性能,因此,需要对这些桥梁的下部结构进行加固。针对目前桥墩加固方法存在的一些不足,本文提出了混凝土管片快速拼装不排水加固技术,进行相应的设计并进行抗震... 详细信息

桥梁在长期服役后会在下部结构产生病害和损伤问题,这会影响整个结构的抗震性能,因此,需要对这些桥梁的下部结构进行加固。针对目前桥墩加固方法存在的一些不足,本文提出了混凝土管片快速拼装不排水加固技术,进行相应的设计并进行抗震性能研究。具体研究内容及取得的成果如下:（1）对混凝土管片进行设计制作,并制作了9个试件进行拟静力试验研究。试件考虑了填充层混凝土是否添加膨胀剂,柱身是否损伤,管片配筋强度和长径比等参数,研究混凝土管片快速拼装不排水加固桥墩的抗震性能。结果表明:设计管片的连接方式满足强度要求;加固后试件的承载力、刚度和耗能能力得到了大幅提高;填充层混凝土添加膨胀剂会对加固试件的抗震性能产生积极影响;管片配筋削弱会使试件的刚度和承载力降低。（2）为进一步研究混凝土管片快速拼装不排水加固技术对试件抗震性能的影响,考虑混凝土管片厚度、填充层混凝土的配箍强度、填充层混凝土强度、填充层混凝土的自应力值和轴压比等参数,采用ABAQUS有限元软件建立了20个模型。主要结果如下:混凝土管片厚度和填充层混凝土强度是影响加固柱抗震性能的关键因素,随着混凝土管片厚度的增大,承载力和刚度都有提高,耗能也明显增加,但后期承载力下降加快,延性明显变差;提高填充层混凝土强度是提高承载力最有效的方法,但是填充层混凝土强度增大会使延性降低;填充层混凝土的配箍强度对抗震性能影响相对较小;填充层混凝土自应力值增大会对抗震性能产生积极影响;最后,根据这些参数对抗震性能的影响趋势,提出相应的设计建议。（3）在试验和有限元模拟的基础上建立混凝土管片快速拼装不排水加固桥墩的恢复力模型。首先,确定了三折线骨架特征点（屈服点、峰值点、极限点）对应的位移、荷载和刚度的计算公式,建立骨架模型;其次,确定各级的卸载刚度及滞回规则,得到滞回曲线模型;最后,验证恢复力模型的有效性。（4）为了验证混凝土管片快速拼装不排水加固技术在实际应用的可行性,进行了试点工程研究,并结合试验研究对混凝土管片快速拼装不排水加固技术进行总结,将施工分为7个阶段,并从4个方面进行质量控制,为后续的加固施工提供指导和参照。

关键词：混凝土管片加固拟静力试验有限元模拟恢复力模型试点工程

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