空心板桥考虑服役劣化的地震损伤破坏模式研究

发布时间：2024-03-05 19:12

　　为揭示服役性能劣化对装配式空心板桥抗震性能的影响,提出了空心板桥铰缝劣化和材料性能退化的动力分析方法,并结合实例,采用已有试验结果和实体数值模拟对上述分析方法进行了验证,通过非线性时程分析,研究了空心板桥考虑服役劣化的地震损伤破坏模式。研究结果表明:服役劣化导致桥梁上、下部结构相对动力特性发生改变,造成桥梁地震损伤破坏模式的改变,尤其在软土类地震中;服役劣化会增大板端位移及其残余位移,加剧支座的损伤状态,同时也会显著增大墩柱的曲率响应,甚至导致墩柱出现严重的结构性损伤;在软土类地震中,当不考虑服役劣化时,桥梁仅出现位移性震害,但考虑服役劣化后墩柱同时也严重受损。因此,在全寿命抗震设计以及抗震评估和加固中,忽略服役劣化可能导致抗震设计和加固策略失效。

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【部分图文】：

图1铰缝劣化与分析模型

式中:γ为铰缝形状系数,20m空心板中等深度铰缝可取γ=0.08;ξ为铰缝与空心板截面积之比;ηsl(t)、ηsv(t)分别为铰缝纵、横向钢筋的锈蚀率;ρsl、ρsv分别为铰缝纵、横向配筋率;x1、x2、x3为回归系数,x1=0.045,x2=0.015,x3=-1.183。为....

图2桥梁布置与建模(m)

参考汶川震害,选取某3跨简支空心板桥作为典型实例,桥梁布置与建模如图2所示。桥跨结构由7片C40空心板拼成(空心板编号见图1),跨径20.0m,桥宽10.5m,铰缝为C40现浇混凝土,铰缝纵、横向钢筋分别为HRB33510和HRB23512。空心板下设圆板橡胶支座,规格为GY....

图3材料性能参数劣化规律

根据图3(a)～图3(b)中纵筋和箍筋的劣化规律,采用Mander模型[12]计算核心混凝土峰值应力和极限应变的劣化规律(见图3(c))。根据前文所述,保护层混凝土可不考虑劣化现象。为了验证上述材料劣化规律,对桥例墩底截面在恒载作用下的弯矩-曲率响应进行分析,得到如图4所示的材料....

图4桥例墩底截面分析

为了验证上述材料劣化规律,对桥例墩底截面在恒载作用下的弯矩-曲率响应进行分析,得到如图4所示的材料本构和截面响应随服役年限的变化曲线。由图4(c)可知,随着服役年限的增长,材料劣化导致构件的极限强度和延性系数不断下降,前者降低15.14%,后者降低20.17%。拟静力试验[13-....

本文编号：3919911