裝配式橋梁預(yù)制空心橋墩與承臺(tái)連接性能的研究與應(yīng)用.pdf

1、我國橋梁建設(shè)橋墩施工大多采用現(xiàn)澆混凝土施工工藝，這種傳統(tǒng)施工方法現(xiàn)場濕作業(yè)多，施工周期長，對(duì)周圍環(huán)境的影響大，與建筑工業(yè)化和綠色施工的要求不相符合。為了應(yīng)對(duì)現(xiàn)澆混凝土施工的缺陷，使用預(yù)制裝配式橋梁已成為橋梁建設(shè)的發(fā)展趨勢(shì)。裝配式橋梁采用工廠化生產(chǎn)現(xiàn)場拼裝技術(shù)，提高了機(jī)械化施工水平，加快了施工進(jìn)度，有利于環(huán)境保護(hù)，具有明顯的優(yōu)越性。
　　裝配式橋梁的橋墩作為橋梁結(jié)構(gòu)的主要承重構(gòu)件，與承臺(tái)的連接是裝配式橋梁結(jié)構(gòu)受力的薄弱部位，在地震中

2、容易遭受破壞。常見的預(yù)制墩柱與承臺(tái)的連接分為現(xiàn)澆式和承插式。這兩種連接方式預(yù)制橋墩拼裝定位難度大，現(xiàn)場鋼筋焊接工作量大，混凝土澆筑工藝復(fù)雜，墩柱與承臺(tái)結(jié)合部的抗剪性能差。本文結(jié)合濟(jì)祁高速淮河特大橋引橋工程，基于圓形空心鋼筋混凝土預(yù)制橋墩與承臺(tái)的兩種新型連接方式的現(xiàn)場原位加載試驗(yàn)，利用非線性有限元分析軟件ABAQUS對(duì)兩種連接方式的受力及變形性能進(jìn)行了數(shù)值模擬，提出了合理的工藝流程確保墩底和承臺(tái)的連接質(zhì)量。主要研究內(nèi)容包括:
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3、1)通過現(xiàn)場原位加載試驗(yàn)，了解橋墩與承臺(tái)結(jié)合部的破壞過程及破壞形態(tài)，獲得了試件的荷載-位移曲線以及荷載-應(yīng)力曲線等試驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)比分析了鋼板剪力釘和梯形剪力環(huán)兩種連接方式的受力性能和變形能力。試驗(yàn)表明，試件的最終破壞形態(tài)均為彎曲破壞，兩種試件的破壞模式基本相同，均為墩底后澆杯口項(xiàng)面上方連接區(qū)段，預(yù)制墩受拉側(cè)混凝土開裂，發(fā)生彎曲破壞。采用梯形剪力環(huán)連接方式的連接性能更穩(wěn)定。
　　(2)選取合適的試件材料的應(yīng)力-應(yīng)變本構(gòu)關(guān)系，利用有限元

4、軟件ABAQUS建立了試件的有限元分析模型，通過設(shè)置合理的邊界條件及截面接觸，進(jìn)行適當(dāng)?shù)木W(wǎng)格劃分，模擬試件在水平和豎向加載作用下的受力過程，繪制結(jié)構(gòu)能力曲線。并將模擬計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，兩者吻合較好，驗(yàn)證了預(yù)制裝配式空心橋墩與承臺(tái)結(jié)合部有限元模擬的合理性。
　　(3)在試驗(yàn)研究和理論分析的基礎(chǔ)上，對(duì)兩種連接方式的施工方法進(jìn)行對(duì)比分析及客觀評(píng)價(jià)，提出了合理的施工工藝流程，形成了較為系統(tǒng)的施工工法，并成功的運(yùn)用于實(shí)際工程中