鐵路重力式橋墩抗震加固方法研究.pdf

1、鐵路橋梁是國家的經(jīng)濟命脈和生命線工程,橋墩作為橋梁的下部結(jié)構(gòu),在地震作用下更易遭到破壞。由于歷史經(jīng)濟條件的限制,我國高烈度地區(qū)依然存在大量的低配筋重力式橋墩。由于此類橋墩延性及耗能能力較差,導(dǎo)致橋墩抗震能力不足,在地震作用下會出現(xiàn)嚴重破壞甚至倒塌。對抗震能力不足或震后損傷的橋墩進行加固修復(fù),不僅能夠節(jié)約資金,而且能為震后及時開展抗震救災(zāi)工作提供重要保證。因此針對既有鐵路重力式橋墩提出可靠的抗震加固方法以及如何對加固后橋墩的抗震性能進行評

2、估已成為一個急需研究解決的問題。針對以上問題,本文的主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)針對鐵路混凝土重力式橋墩配筋率低,在地震時易發(fā)生破壞的特點,提出了外包碳纖維布、外包混凝土及外包鋼板三種抗震加固方法。介紹了三種抗震加固方法的施工工藝,尤其對三種加固材料在墩底與基礎(chǔ)的錨固連接方式進行了詳細介紹。
　　(2)對于三種抗震加固方法,研究了有限元模型的建立和求解方法?；贏NSYS有限元分析軟件,研究了模型橋墩加固前、后的承載能力、

3、位移延性以及塑性區(qū)的分布規(guī)律。討論了加固材料、墩底錨固措施及加固高度等因素的影響。比較了不同加固方法的加固效果。
　　(3)基于模型相似原理,設(shè)計制作了6組(共計23個模型)具有不同配筋率的橋墩試驗?zāi)Ｐ汀２捎萌N加固方法對受損后的模型橋墩進行了抗震加固。采用擬靜力試驗方法研究了加固前、后模型橋墩的抗震性能。獲得了加固前后的模型橋墩在反復(fù)水平力作用下的滯回曲線、骨架曲線、位移延性、耗能能力及破壞模式。對加固前、后模型橋墩的抗震性能及

4、加固效果進行了對比分析,驗證了三種加固方法及連接錨固方法的有效性和可行性。
　　(4)研究了橋墩加固后抗震能力的評估方法。在有限元分析和模型試驗的基礎(chǔ)上,建立了加固橋墩能力曲線的簡化方法。根據(jù)既有鐵路橋墩的剩余服役期限,提出了考慮服役期影響的地震作用調(diào)整系數(shù)對彈性需求譜的折減方法,建立了考慮加固后橋墩位移延性的非彈性需求譜曲線。給出了加固后鐵路重力式橋墩的抗震性能指標及其限值。提出了抗震加固后重力式橋墩的抗震能力簡化評估方法和評估