【摘要】：鋼管混凝土組合橋墩是一種以圓鋼管為鋼骨的新型鋼-混凝土組合橋墩,具有良好的應(yīng)用前景.通過(guò)3個(gè)組合橋墩試件的擬靜力試驗(yàn),研究了鋼管混凝土組合橋墩的抗震性能和抗剪強(qiáng)度,分析了剪跨比對(duì)組合橋墩破壞形態(tài)、位移延性、剛度退化、滯回耗能和殘余位移的影響.試驗(yàn)結(jié)果表明:剪跨比是決定組合橋墩破壞形態(tài)的關(guān)鍵因素,3個(gè)不同剪跨比的組合橋墩試件發(fā)生的破壞模式有剪切斜壓破壞、彎剪破壞和彎曲破壞3類;3個(gè)組合橋墩試件的滯回曲線均比較飽滿、穩(wěn)定,無(wú)明顯的捏縮、滑移現(xiàn)象;隨著剪跨比的增大,試件的變形能力和耗能特性得到改善,剛度退化減慢,殘余位移減小;不同剪跨比的組合橋墩試件均具有良好的變形能力,滿足工程實(shí)踐對(duì)位移延性系數(shù)和極限位移角的要求;對(duì)組合橋墩的抗剪強(qiáng)度計(jì)算公式進(jìn)行了有益探討,研究成果可為組合橋墩的抗震設(shè)計(jì)提供參考.
【圖文】：

積．各墩頂?shù)呢Q向力均為２８４ｋＮ，相應(yīng)的試驗(yàn)軸壓比ｎ＝０．１５，接近或者稍大于工程實(shí)踐中橋墩的實(shí)際軸壓比．表１試件設(shè)計(jì)參數(shù)匯總Ｔａｂ．１Ｓｕｍｍａｒｙｏｆｓｐｅｃｉｍｅｎｄｅｓｉｇｎｐａｒａｍｅｔｅｒｓ試件編號(hào)縱筋率ρｌ／％配箍率ρｖ／％含鋼率ρｓ／％軸壓比ｎ剪跨比λＣＳ０１１．７４０．５１１．７４０．１５１．５ＣＳ０２１．７４０．５１１．７４０．１５２．０ＣＳ０３１．７４０．５１１．７４０．１５３．０試件的尺寸和配筋如圖１所示，墩身截面直徑Ｄ均為３００ｍｍ，３個(gè)試件的剪跨比λ分別為１．５、２．０和３．０，相應(yīng)的水平力加載點(diǎn)高度ｈ，即墩柱的有效高度分別為４５０、６００和９００ｍｍ，設(shè)計(jì)時(shí)柱頭加高１５０ｍｍ以安裝加載夾具；核心鋼管采用規(guī)格為鐖１０２×４ｍｍ的Ｑ３４５級(jí)低碳合金無(wú)縫鋼管，截面的含鋼率為１．７４％．鋼管在墩身內(nèi)的埋置長(zhǎng)度與水平力加載點(diǎn)高度相同，在底座內(nèi)的錨固長(zhǎng)度為４５０ｍｍ；墩身主筋采用８鐖１４的ＨＲＢ４００級(jí)帶肋鋼筋，沿截面周圍均勻布置，相應(yīng)的縱筋率為１．７４％；箍筋采用鐖６．５的ＨＰＢ３００級(jí)光圓鋼筋，箍筋間距為７５ｍｍ，相應(yīng)的體積配箍率為０．５１％．試件加工時(shí)，首先綁扎好墩身與底座的鋼筋骨架，然后將核心鋼管用定位鋼筋固定在墩身的鋼筋籠內(nèi)，定位時(shí)注意使鋼管幾何位置居中，最后支模并澆筑墩身與底座的混凝土．混凝土的配合比按Ｃ４０設(shè)計(jì)，與實(shí)際工程中橋墩廣泛采用的混凝土標(biāo)號(hào)相同．澆筑試件時(shí)制作了３個(gè)標(biāo)準(zhǔn)混凝土立方體試塊，與試件同條件養(yǎng)

束試驗(yàn)．圖２試驗(yàn)裝置圖Ｆｉｇ．２Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｏｆｔｅｓｔｓｅｔ－ｕｐ１．３測(cè)量裝置與數(shù)據(jù)采集試驗(yàn)中需要進(jìn)行測(cè)量和記錄的數(shù)據(jù)主要有荷載、變形（位移）、應(yīng)變以及墩身的裂縫信息．沿墩身不同高度處布置有水平、豎向和斜向的拉線式位移傳感器以測(cè)量墩身的水平、彎曲和剪切變形，在基座側(cè)面設(shè)有頂桿式位移傳感器以觀測(cè)試件在水平作用下是否發(fā)生剛體位移，在墩底范圍的縱筋、箍筋及鋼管上分別粘貼電阻應(yīng)變片以監(jiān)測(cè)測(cè)點(diǎn)位置的應(yīng)變發(fā)展．水平力加載點(diǎn)處的荷載和位移由作動(dòng)器的控制系統(tǒng)自動(dòng)采集，并將荷載－位移滯回曲線實(shí)時(shí)顯示在操作界面上，墩底的應(yīng)變和墩身的變形信號(hào)利用無(wú)線靜態(tài)應(yīng)變測(cè)試系統(tǒng)采集，，墩身裂縫的寬度、長(zhǎng)度和傾角采用混凝土裂縫探測(cè)儀、鋼尺和量角器進(jìn)行測(cè)量．２試驗(yàn)現(xiàn)象３個(gè)組合橋墩試件發(fā)生的破壞模式分別為剪切斜壓破壞、彎剪破壞和彎曲破壞，圖３給出了各試件的最終破壞形態(tài)，照片中墩身水平標(biāo)記線間距為１０ｃｍ．（１）剪跨比λ＝１．５的試件ＣＳ０１發(fā)生剪切斜壓破壞．水平位移為２ｍｍ時(shí)在墩底區(qū)域出現(xiàn)微小水平裂縫，隨即朝側(cè)面斜向延伸．隨著水平荷載增大，已有裂縫寬度增加，并且在墩身腹部不斷有大致平行的斜裂縫生成，斜裂縫相互交叉并將墩身側(cè)面分割成不規(guī)則的菱形小塊體．隨后，斜裂縫逐漸匯合并發(fā)展出兩條主剪斜裂縫，混凝土逐漸退出工作，墩身應(yīng)力發(fā)生重分布，鋼管混凝土芯柱開(kāi)始發(fā)揮主要抗剪作用，主剪斜裂縫在芯柱的限制下裂縫寬度開(kāi)展較慢．試件最終以剪壓區(qū)的混凝土和墩身側(cè)面的斜壓小柱體被壓潰而達(dá)到極限狀態(tài)，同時(shí)出現(xiàn)了較明顯的剪切黏結(jié)裂縫，整個(gè)破壞過(guò)程發(fā)展較為緩慢，具有一定的延性．從試件
【作者單位】： 大連理工大學(xué)土木工程學(xué)院;中國(guó)人民解放軍軍事經(jīng)濟(jì)學(xué)院;
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51178080)
【分類號(hào)】：U442.55

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本文編號(hào)：2541735