學科專業(yè)：橋梁與隧道工程
授予學位：工學碩士
學位授予單位：同濟大學土木工程學院
學位年度： 2009年
橋梁節(jié)段施工技術(shù)是當今橋梁工程的主要發(fā)展趨勢，已有的相關(guān)研究和應(yīng)用主要集中在上部結(jié)構(gòu)，對于下部結(jié)構(gòu)的實際應(yīng)用國外走在前列，我國相對落后。由于節(jié)段拼裝施工技術(shù)可以縮短工期、交通干擾小、環(huán)境影響小、預制構(gòu)件質(zhì)量有保障等方面的優(yōu)點，該技術(shù)逐漸得到推廣和應(yīng)用。但是節(jié)段拼裝橋墩的抗震性能究竟如何，目前缺乏系統(tǒng)的研究，己成為困擾橋梁設(shè)計工程師和業(yè)主的技術(shù)難題。鑒于上述原因，本文結(jié)合國內(nèi)外相關(guān)研究現(xiàn)狀，通過擬靜力試驗研究方法，進行了10個大比例尺試件的擬靜力試驗。本文的主要研究工作如下：
(1)10個大比例尺試件中的6個為預制節(jié)段拼裝空心混凝土橋墩，設(shè)計比較的主要參數(shù)為現(xiàn)澆式、承插式以及節(jié)段式三種不同的連接構(gòu)造，有無預應(yīng)力筋，預應(yīng)力筋有無粘結(jié)，預應(yīng)力筋的布置位置，是否采用纖維混凝土。另外，作為前期已經(jīng)完成的實心試件試驗的補充，進行了4個預制節(jié)段拼裝實心混凝土橋墩在高軸壓比、混合預應(yīng)力筋布置、增加簡易鋼阻尼器、碳纖維布約束等研究參數(shù)狀況下的擬靜力試驗。比較分析了各個試件的破壞形態(tài)、易損部位、
荷載位移滯回曲線、殘余位移、曲率分布、耗能能力、粘滯阻尼比等，比較了普通鋼筋混凝土橋墩、預應(yīng)力混凝土橋墩和節(jié)段拼裝橋墩之間擬靜力行為的異同。
(2)采用纖維模型分析方法對各個試件進行了數(shù)值模擬。纖維模型建模時，可以對接縫，有粘結(jié)和無粘結(jié)預應(yīng)力筋進行較好的模擬，而對于墩底采用碳纖維布約束或纖維混凝土的試件目前尚沒有合理的分析模型，本文在參考已有相關(guān)文獻基礎(chǔ)上，嘗試通過指定混凝土本構(gòu)模型中的相關(guān)參數(shù)來對碳纖維布、纖維混凝土的約束效果和力學特性給予模擬考慮。進而比較了纖維模型分析結(jié)果與試驗結(jié)果的異同。隨后針對縱筋配筋率、預應(yīng)力筋有無粘結(jié)、預應(yīng)力筋配筋率、初預應(yīng)力大小、預應(yīng)力筋布置位置、混合預應(yīng)力筋布置、恒載軸壓比和墩柱節(jié)段數(shù)目等若干因素進行參數(shù)分析。