近年來,我國大力發(fā)展基礎建設,隨著西部大開發(fā)戰(zhàn)略進一步深入,西部等欠發(fā)達地區(qū)的交通狀況得到了明顯改善,處于抗震設防烈度區(qū)的橋梁結構越來越多。橋梁結構作為交通運輸?shù)闹匾M成,在發(fā)生地震后,是否仍能發(fā)揮一定的使用功能,為抗震救災提供可靠的道路安全保證是十分值得關注的。西部地區(qū)同時存在大量的鹽漬土,橋墩柱長期服役在含有氯鹽、硫酸鹽的土壤中,混凝土、鋼筋等材料都會受到嚴重侵蝕,材料性能會發(fā)生退化。故在實際環(huán)境中,混凝土橋墩柱在正常使用狀態(tài)下必定存在損傷,因此對不同服役期內混凝土橋墩柱的地震損傷狀態(tài)進行研究是很有必要的。本文通過對不同腐蝕程度下橋墩柱的低周循環(huán)加載試驗,對處于鹽漬土環(huán)境中的13根橋墩進行了地震損傷研究。論文的主要研究內容包括:⑴以構件層次的損傷為重點,較為全面的介紹了材料、構件、結構損傷研究的現(xiàn)狀,詳細總結了單參數(shù)損傷模型與雙參數(shù)模型的特點與研究進展,并指出了各類損傷模型存在的不足之處,發(fā)現(xiàn)目前對于絕大多數(shù)的雙參數(shù)損傷模型是以Park-Ang模型為基礎不斷進行改進和修正獲得的。⑵分析銹蝕率與軸壓比對混凝土橋墩柱骨架曲線、滯回曲線、剛度退化以及耗能能力等與損傷相關指標的影響,表明銹蝕率與軸壓比對試件的剛度以及耗能能力均是不利的,因而對構件的損傷累積與發(fā)展產生了影響。⑶基于試驗結果,建立了鹽漬土環(huán)境中混凝土橋墩柱的雙參數(shù)損傷模型,并考慮了鋼筋銹蝕對損傷計算的影響。模型將試件相對位移與相對耗能之間的指數(shù)關系簡化為線性關系,并引入參數(shù)調整位移與耗能之間的比重,使模型具有較好的收斂性。⑷對試件的損傷影響因素進行了分析,表明在同一加載位移下,銹蝕率與軸壓比越大,試件損傷越嚴重。通過與其它損傷模型的對比,發(fā)現(xiàn)本文模型可以在收斂性、累積耗能對損傷的影響等方面均比較符合理論與實際情況。⑸對單個橋墩柱而言,歸一化殘余位移與墩柱的損傷指數(shù)呈現(xiàn)指數(shù)關系。并對所有試件進行了非線性擬合,給出了歸一化殘余位移與損傷指數(shù)之間的定量關系,同時結合本文的雙參數(shù)模損傷評定關系,建立了基于歸一化殘余位移的損傷評定方法,并對實際工程中對該損傷準則的利用提供了可參考的指南。
【學位單位】：內蒙古工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：U442.55;U443.2
【部分圖文】：

震都發(fā)生在這里。因此中國不僅是世界上地震多發(fā)國家，同時也是地震災害重的國家之一。例如 1976 唐山地震共造成 24.2 萬人死亡,16.4 萬人嚴重受產房屋 1479 萬平方米;直接經濟損失 54 億元。2008 年汶川地震共造成 692，374643 人受傷，直接經濟損失高達到 8452.15 億元。據統(tǒng)計[1][2]從 19906 年以來，我國共發(fā)生成災害性地震 330 次，經濟損失達 10852.68 億元。我國正處于基礎建設大發(fā)展時期，有數(shù)據表明：截止 2017 年底，我國公路已超過 80 萬座，高鐵橋梁累積長度超過 1 萬公里。許多橋梁結構處于抗震，需經歷不同地震的考驗。在歷次地震中，各類橋梁結構的破壞程度十分結構是抗震救災生命線中不可或缺的組成部分，一旦在地震中損壞，現(xiàn)代化絡必然會中斷，這種情況勢必會造成巨大的經濟損失和人員傷亡。在完整橋梁結構體系中，地震作用主要集中在其上部結構的質心附近，使得側力構件橋墩比較易遭受地震作用的破壞，通過歷次的地震調查表明，橋梁壞屬橋墩破壞最嚴重，因此在地震損傷研究中，對橋墩柱的研究很有必要。圖墩在地震中的破壞情況。

護鋼筋不受腐蝕。如圖 1-2 為橋墩在鹽漬土環(huán)境中受侵蝕后的照片。1989 年，英國有關部門相關報告稱，氯離子的侵蝕造成鋼筋的銹蝕，已經對英國威爾士近 75%的鋼筋混凝土橋梁造成了損壞，對其維護所產生的費用已經超過其價的 1 倍[3]，在美國俄勒岡州，由于大量的氯離子在短時間內侵入 Alsae 海灣大橋，橋梁結構中的鋼筋也受到嚴重腐蝕[4]。我國基礎設施的腐蝕破壞也比較明顯，有些頭橋梁使用 3-10 年就要加固。北方也正遭受著除冰鹽帶來的危害，如北京西直門交橋，使用 19 年就因嚴重腐蝕而進行加固，修復。由此可知，橋梁結構由于環(huán)境蝕而造成的經濟損失十分巨大。由于橋梁結構長期處于鹽漬土中，很容易受到各類離子的侵蝕。這使橋墩在未經地震作用時就已經發(fā)生不間斷的損傷，西部地區(qū)早晚溫差大，而且還受凍融循環(huán)作影響明顯，在地震作用下會產生更嚴重的損傷；目前對未銹蝕混凝土結構與構件的傷評價準則研究已經比較成熟，但對鹽漬土環(huán)境中橋墩柱地震損傷的相關研究十分乏，在離子侵蝕和地震雙重作用下結構的損傷評價方法也很少。因此，研究橋墩在蝕環(huán)境中的地震損傷狀況具有十分重要的意義。

5C1622C25截面尺寸及配筋圖2-2截面203602024003-3截面1001001501800150100240050807205090022C251-1截面20 204009020400360圖 2-1 試件尺寸及配筋Fig.2-1 Size and reinforcement of the specimen2.1.2 腐蝕設計在試件養(yǎng)護完成后，開始進行腐蝕試驗。根據大量的研究，鹽漬土橋墩柱實際震害主要集中在柱與橋墩連接的塑性鉸區(qū)，所以本文中只將墩柱的根部侵泡在腐蝕溶液中，侵蝕容器的制作如下：如圖 2-2 所示，將環(huán)繞柱周圍 30cm 范圍內的橋墩打磨平整，均勻涂一層 1cm 厚環(huán)氧樹脂膠，幾分鐘過后，在環(huán)氧樹脂膠上鋪上碳纖維布，然后再涂抹 5cm 厚環(huán)氧樹脂膠，涂抹均勻后把無底塑料容器粘在環(huán)氧樹脂膠上，壓實，然后用環(huán)氧樹脂膠勾縫
【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 鄭山鎖;孫龍飛;劉小銳;楊威;;近海大氣環(huán)境下銹蝕RC框架節(jié)點抗震性能試驗研究[J];土木工程學報;2015年12期

2 林德源;易博;陳云翔;張俊喜;洪毅成;;鹽漬土環(huán)境下鋼筋混凝土腐蝕的研究進展[J];材料導報;2014年11期

3 付國;劉伯權;邢國華;;基于有效耗能的改進Park-Ang雙參數(shù)損傷模型及其計算研究[J];工程力學;2013年07期

4 陳林之;蔣歡軍;呂西林;;修正的鋼筋混凝土結構Park-Ang損傷模型[J];同濟大學學報(自然科學版);2010年08期

5 王再榮;郭恩棟;趙釗;王瓊;;橋梁地震破壞等級劃分標準淺析[J];世界地震工程;2010年01期

6 羅曉勇;施養(yǎng)杭;;混凝土結構鋼筋銹蝕的現(xiàn)場檢測技術述評[J];鄭州輕工業(yè)學院學報(自然科學版);2008年05期

7 李金波;貢金鑫;;鋼筋銹蝕對鋼筋混凝土圓柱抗震性能的影響[J];中國公路學報;2008年04期

8 孫曉東;陶頂天;仲志鴻;;一種新的混凝土中鋼筋加速銹蝕的方法[J];山西建筑;2007年13期

9 安琳;歐陽平;鄭亞明;;銹坑應力集中對鋼筋力學性能的影響[J];東南大學學報(自然科學版);2005年06期

10 傅劍平,王敏,白紹良;對用于鋼筋混凝土結構的Park-Ang雙參數(shù)破壞準則的識別和修正[J];地震工程與工程振動;2005年05期

相關博士學位論文 前2條

1 馬穎;鋼筋混凝土柱地震破壞方式及性能研究[D];大連理工大學;2012年

2 張國偉;鋼管混凝土柱在地震作用下的累積損傷性能研究[D];湖南大學;2009年

相關碩士學位論文 前1條

1 陳強;近海橋梁非均勻腐蝕橋墩抗震性能振動臺試驗研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2016年

本文編號：2852410