為揭示服役性能劣化對裝配式空心板橋抗震性能的影響,提出了空心板橋鉸縫劣化和材料性能退化的動力分析方法,并結(jié)合實例,采用已有試驗結(jié)果和實體數(shù)值模擬對上述分析方法進(jìn)行了驗證,通過非線性時程分析,研究了空心板橋考慮服役劣化的地震損傷破壞模式。研究結(jié)果表明:服役劣化導(dǎo)致橋梁上、下部結(jié)構(gòu)相對動力特性發(fā)生改變,造成橋梁地震損傷破壞模式的改變,尤其在軟土類地震中;服役劣化會增大板端位移及其殘余位移,加劇支座的損傷狀態(tài),同時也會顯著增大墩柱的曲率響應(yīng),甚至導(dǎo)致墩柱出現(xiàn)嚴(yán)重的結(jié)構(gòu)性損傷;在軟土類地震中,當(dāng)不考慮服役劣化時,橋梁僅出現(xiàn)位移性震害,但考慮服役劣化后墩柱同時也嚴(yán)重受損。因此,在全壽命抗震設(shè)計以及抗震評估和加固中,忽略服役劣化可能導(dǎo)致抗震設(shè)計和加固策略失效。

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【部分圖文】：

圖1鉸縫劣化與分析模型

式中:γ為鉸縫形狀系數(shù),20m空心板中等深度鉸縫可取γ=0.08;ξ為鉸縫與空心板截面積之比;ηsl(t)、ηsv(t)分別為鉸縫縱、橫向鋼筋的銹蝕率;ρsl、ρsv分別為鉸縫縱、橫向配筋率;x1、x2、x3為回歸系數(shù),x1=0.045,x2=0.015,x3=-1.183。為....

圖2橋梁布置與建模(m)

參考汶川震害,選取某3跨簡支空心板橋作為典型實例,橋梁布置與建模如圖2所示。橋跨結(jié)構(gòu)由7片C40空心板拼成(空心板編號見圖1),跨徑20.0m,橋?qū)?0.5m,鉸縫為C40現(xiàn)澆混凝土,鉸縫縱、橫向鋼筋分別為HRB33510和HRB23512�？招陌逑略O(shè)圓板橡膠支座,規(guī)格為GY....

圖3材料性能參數(shù)劣化規(guī)律

根據(jù)圖3(a)～圖3(b)中縱筋和箍筋的劣化規(guī)律,采用Mander模型[12]計算核心混凝土峰值應(yīng)力和極限應(yīng)變的劣化規(guī)律(見圖3(c))。根據(jù)前文所述,保護(hù)層混凝土可不考慮劣化現(xiàn)象。為了驗證上述材料劣化規(guī)律,對橋例墩底截面在恒載作用下的彎矩-曲率響應(yīng)進(jìn)行分析,得到如圖4所示的材料....

圖4橋例墩底截面分析

為了驗證上述材料劣化規(guī)律,對橋例墩底截面在恒載作用下的彎矩-曲率響應(yīng)進(jìn)行分析,得到如圖4所示的材料本構(gòu)和截面響應(yīng)隨服役年限的變化曲線。由圖4(c)可知,隨著服役年限的增長,材料劣化導(dǎo)致構(gòu)件的極限強(qiáng)度和延性系數(shù)不斷下降,前者降低15.14%,后者降低20.17%。擬靜力試驗[13-....

本文編號：3919911