本文關(guān)鍵詞：鐵路重力式橋墩抗震加固方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：鐵路橋墩作為橋梁的下部結(jié)構(gòu),在地震作用下易遭到破壞。我國高烈度地區(qū)依然存在大量的低配筋重力式橋墩。此類橋墩延性及耗能能力較差,抗震能力不足。在歷次強烈地震時鐵路橋墩的破壞都十分嚴(yán)重。因此,針對既有鐵路重力式橋墩提出可靠的抗震加固方法,以及對加固后橋墩的抗震性能進(jìn)行評估,已成為一個急需解決的問題。根據(jù)鐵路重力式橋墩的特點,研究了外包碳纖維布、外包混凝土及外包鋼板3種抗震加固方法的有效性及可行性,并對3種加固材料與基礎(chǔ)的錨固連接方式進(jìn)行重點研究。制作6組共計23個不同配筋率的混凝土橋墩模型,針對每種加固方法進(jìn)行試驗及理論研究。研究模型橋墩加固前、后的破壞模式、滯回曲線及骨架曲線,分析各種加固方法的加固效果。研究加固后橋墩的抗震性能評估方法。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,提出外包碳纖維布、外包混凝土及外包鋼板3種抗震加固方法。介紹了3種抗震加固方法的施工工藝,尤其對3種加固材料與基礎(chǔ)的錨固連接方式進(jìn)行了詳細(xì)介紹。(2)建立3種抗震加固方法的有限元模型及求解方法�；贏NSYS有限元分析軟件,研究模型橋墩加固前、后的承載能力、位移延性以及塑性區(qū)的分布規(guī)律。討論加固材料、墩底錨固措施及加固高度等因素的影響。比較不同加固方法的加固效果。建立采用外包碳纖維布、外包混凝土及外包鋼板3種抗震加固方法的三維有限元分析模型,進(jìn)行橋墩水平力 位移關(guān)系的全過程分析。計算結(jié)果表明:隨著加固高度的增加,破壞模式發(fā)生改變,塑性區(qū)的分布區(qū)域發(fā)生上移。采用墩底錨固措施的加固方法可以大幅度提高橋墩的承載能力和變形能力。有限元分析結(jié)果為橋墩的抗震加固參數(shù)及錨固方式的確定提供了理論依據(jù)。(3)基于相似原理,設(shè)計、制作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?種加固方法對受損后的模型橋墩進(jìn)行抗震加固。采用擬靜力試驗方法研究加固前、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。根據(jù)試驗結(jié)果可知:對于碳纖維布和鋼板加固,加固后橋墩的破壞形態(tài)由脆性破壞轉(zhuǎn)變?yōu)檠有云茐�。加固后模型的滯回面積增大,滯回性能得到改善,耗能能力及塑性變形能力提高。加固后橋墩的承載能力得到大幅度提高。開裂荷載、極限承載力及延性提高了2~3倍。鋼板加固橋墩的滯回曲線具有滑移及捏縮三線性恢復(fù)力模型的特性。對于外包混凝土加固,加固后橋墩的開裂破壞位置上移至未加固部分,但破壞形態(tài)仍屬于少筋混凝土結(jié)構(gòu)的脆性破壞。加固后橋墩的整體剛度明顯增加,承載能力提高了2~3倍。加固后滯回特性得到部分改善,但是滯回環(huán)仍然較瘦,其耗能作用仍較差。對于全墩身外包混凝土加固,由于配筋率和配箍率都明顯增加,加固后橋墩的承載力及延性明顯提高。對比3種加固方法的試驗結(jié)果可知:在增加橋墩剛度方面,外包混凝土及鋼板加固法要優(yōu)于碳纖維布加固法;在增加橋墩延性方面,外包鋼板及碳纖維布加固法要優(yōu)于外包混凝土加固法。(4)理論分析及試驗結(jié)果都可以看出,3種抗震加固方法均能夠取得明顯的加固效果。(5)提出3種加固材料與基礎(chǔ)之間的錨固連接方法,對加固前、后模型橋墩的抗震性能及加固效果進(jìn)行對比分析,并通過模型試驗驗證了3種加固方法及連接錨固方法的有效性和可行性。(6)研究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,建立加固橋墩能力曲線的簡化方法。依據(jù)等超越概率的抗震設(shè)防準(zhǔn)則,根據(jù)既有鐵路橋墩的剩余服役期限,提出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,建立考慮加固后橋墩位移延性的非彈性需求譜曲線。給出加固后鐵路重力式橋墩的抗震性能指標(biāo)及其限值。提出抗震加固后重力式橋墩的抗震能力簡化評估方法和評估流程,并以一抗震能力不足的鐵路重力式橋墩為例進(jìn)行了抗震能力評估。
【作者單位】： 蘭州交通大學(xué)甘肅省道路橋梁與地下工程重點實驗室;蘭州交通大學(xué)土木工程學(xué)院;
【關(guān)鍵詞】： 鐵路橋涵工程 重力式橋墩 抗震加固 擬靜力試驗 簡化的能力譜法 抗震性能評估
【基金】：國家自然科學(xué)基金資助項目(51468031) 長江學(xué)者和創(chuàng)新團隊發(fā)展計劃資助(IRT1139) 中國鐵路總公司科技研究開發(fā)計劃資助(2014G010 C)
【分類號】：U443.22;U442.55
【正文快照】： 鐵路重力式橋墩抗震加固方法研究@丁明波$蘭州交通大學(xué)甘肅省道路橋梁與地下工程重點實驗室!甘肅蘭州730070$蘭州交通大學(xué)土木工程學(xué)院!甘肅蘭州730070鐵路橋墩作為橋梁的下部結(jié)構(gòu),在地震作用下易遭到破壞。我國高烈度地區(qū)依然存在大量的低配筋重力式橋墩。此類橋墩延性及耗能

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