部分填充圆形钢管混凝土桥墩抗震性能研究

发布时间：2016-06-17 18:05

  本文关键词：日本高速道路桥梁抗震设计方法的研究，，由笔耕文化传播整理发布。

《沈阳建筑大学》 2011年

部分填充圆形钢管混凝土桥墩抗震性能研究

廖晶  

【摘要】：钢管混凝土桥墩具有承载力高、抗弯刚度大、施工方便等特点,越来越受到工程界的重视。到目前为止,对钢管混凝土桥墩的抗震性能已进行大量的试验研究,但大都采用全填充混凝土的形式,而对部分填充钢管混凝土桥墩柱抗震性能的研究相对较少。本文在分析国内外部分填充圆形钢管混凝土桥墩研究现状和工程应用的基础上,进行了8根部分填充圆形钢管混凝土桥墩柱的低周反复加载试验。试验中考虑了混凝土填充率、径厚比和长细比三个影响因素;分析了构件在荷载作用下的滞回特性、承载能力、变形能力、刚度退化和耗能能力;比较了不同的试验参数对试验结果的影响。 实验结果表明,具有适宜填充率的部分填充圆形钢管混凝土桥墩滞回曲线饱满,没有明显的捏缩现象;达到极限荷载后具有良好的变形能力,位移延性系数在3.25～4.22之间,满足延性构件的要求;刚度退化平缓,耗能能力强;说明部分填充圆形钢管混凝土桥墩柱具有良好的抗震性能。通过分析可知,混凝土填充率对构件抗震性能的影响最为显著,本文给出部分填充圆形钢管混凝土桥墩最适混凝土填充率的范围。 应用基于OpenSees的子结构拟动力试验方法对部分填充圆形钢管混凝土桥墩进行抗震性能研究。试验表明子结构拟动力试验能够较好的通过对桥梁某一特定部分进行试验,从而了解整个桥梁结构的受力特点。具有概念清晰,加载准确,能正确分析子结构在非线性条件下的受力性能。TDAPⅢ桥梁抗震软件能够很好的模拟全桥模型在小震、中震和大震作用下桥梁的力学性能,与试验结果吻合较好。 本文的研究成果可为部分填充圆形钢管混凝土桥墩的工程实践提供参考。

【关键词】：
【学位授予单位】：沈阳建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：U443.22;U441
【目录】：

摘要4-5

Abstract5-8

第一章 绪论8-14

1.1 钢管混凝土的特点和发展概况8-10

1.1.1 钢管混凝土的特点8-9

1.1.2 钢管混凝土的发展概况9-10

1.2 钢管混凝土桥墩的特点，应用与研究现状10-11

1.2.1 钢管混凝土桥墩的特点10

1.2.2 钢管混凝土桥墩的应用10

1.2.3 钢管混凝土桥墩的研究现状10-11

1.3 钢桥墩的特点及发展现状11-12

1.4 部分填充圆形钢管混凝土桥墩研究意义12-13

1.5 本文的主要工作13-14

第二章 部分填充圆形钢管混凝土桥墩的拟静力试验14-30

2.1 概述14-16

2.1.1 抗震试验分类14-15

2.1.2 结构试验的主要步骤15-16

2.2 试件设计及制作16-19

2.2.1 试件的设计16-17

2.2.2 试件的制作17-18

2.2.3 材料性能试验18-19

2.3 试验装置及实验方法19-21

2.3.1 试验材料19-20

2.3.2 试验装置20

2.3.3 加载制度20-21

2.4 试验数据量测21-22

2.5 试验分析22-30

2.5.1 试验现象分析22-27

2.5.2 试验应变分析27-28

2.5.3 钢管变形和混凝土破坏分析28-30

第三章 部分填充圆形钢管混凝土桥墩抗震性能分析30-50

3.1 滞回曲线及骨架曲线30-32

3.1.1 在往复荷载作用下滞回曲线的特点31-32

3.2 荷载—位移滞回曲线32-33

3.3 P—δ骨架曲线33-40

3.3.1 承载力分析34

3.3.2 延性分析34-38

3.3.3 参数分析38-40

3.4 耗能分析40-45

3.5 刚度退化45-48

3.6 最适填充率的研究48-49

3.7 部分填充圆形钢管混凝土桥墩抗震性能的评价49-50

第四章 部分填充圆形钢管混凝土桥墩子结构拟动力试验50-66

4.1 引言50

4.2 两跨连续梁桥试验模型概况50-52

4.3 两跨连续梁桥子结构拟动力试验简介52-56

4.3.1 加载装置52-53

4.3.2 加载制度53

4.3.3 试验监控点的布置53

4.3.4 试验控制软件以及试验工况53-56

4.4 基于OpenSees 的两跨连续桥梁的子结构拟动力试验56-58

4.4.1 试验设备在控制端的设置56

4.4.2 基于OpenSees 的两跨连续桥梁的子结构拟动力试验结果分析56-58

4.5 两跨连续梁桥的TDAPⅢ的分析计算58-65

4.5.1 TDAPⅢ的有限元模型概况59-60

4.5.2 子结构试验结果与TDAPⅢ的有限元结果比较60-65

4.6 本章小结65-66

第五章　结论与展望66-68

5.1 结论66

5.2 展望66-68

参考文献68-73

作者简介73

作者在攻读学士学位期间发表的学术论文73

作者在攻读学士学位期间参与的科研课题73-74

致谢74-75

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本文编号：58462