论文装配式钢筋混凝土桥墩保护层厚度对抗震性能影响是关于本文可作为相关专业抗震性能论文写作研究的大学硕士与本科毕业论文仪器抗震性能指标论文开题报告范文和职称论文参考文献资料。
摘 要：随着科技的进步和国家经济的发展,商品的工业化生产程度越来越高.桥梁施工中追求短时、高效、高质量成为新的发展趋势,同时人们对施工的环保要求也有所提高.近几年来,随着桥梁设计以及施工工艺的不断更新和发展,桥墩结构更加趋向于质量轻、强度高、施工便捷.装配式桥墩解决了市区大规模现场施工的建桥方式,给城市交通和居民生活带来一系列的问题.本文针对矩形截面钢筋混凝土拼装桥墩展开研究,分析了装配式桥墩在地震作用下发生的病害以及相应的加固措施,并通过建立有限元模型,着重研究了混凝土保护层厚度对于抗震性能的影响,得出合理的设计参数,达到抗震性能和经济性的最优设计,为以后该类型桥墩设计提供参考.
关键词：桥梁抗震 桥墩 保护层厚度 模型分析
1.引言
桥梁结构作为现代交通系统的重要组成部分,在经济发展中起到了举足轻重作用.随着城市道路快速化进程的推进,越来越多的城市选择城市高架作为城市交通的组成部分.现有桥梁设计除了对结构的安全性、耐久性进行设计外,还要考虑城市环境下施工的便捷性和可操作性.由于施工现场周围存在大量的现行交通和居民,在施工时应最大限度的减少对现有交通的干扰,和对居民正常生活的干扰,尽可能的缩小作业空间和施工工期.这些要求促进了城市桥梁建设中工业化拼装的推广.装配式桥墩正逐渐被城市高架、大桥引桥等规模较大、结构相似度高的工程采纳.与现浇桥墩相比,装配式桥墩施工工期大规模缩短,用人成本减少、由于是工厂预制,节段桥墩质量得到保证、施工时对周围环境影响较小.
随着装配式结构的引用推广,装配式桥墩在高抗震等级地区的应用也越来越多.装配式桥墩的抗震性能成为整体桥梁结构抗震的重要环节.由于预制拼装桥墩还处于起步阶段,工程中尚未广泛运用,地震中发生破坏的实例较少,地震作用下的破坏机理仍未清晰,因此尚未大规模应用在抗震要求较高的地区.本文通过研究桥墩抗震加固,考虑不同混凝土保护层厚度下的墩柱抗震性能,根据相关的模型参数,得出合理的设计参数,达到抗震性能和经济性的最优设计,为相关的研究与工程实践提供参考借鉴.
2.预制拼装桥墩震害
根据现状桥梁设计状况来看,相对于预制拼装主梁的应用,预制拼装桥墩工程应用较少.在施工中,通常是根据桥墩设计,将桥墩分成若干标准预制段,在工厂进行预制后运至施工现场进行现场拼装.桥梁长度越长、墩高越高、墩数越多,就越能体现预制拼装的优势.当桥梁在地震作用下时,桥梁结构破坏形式主要以下部结构破坏为主,且下部破坏会导致桥梁整体功能损失,后果也比较严重.
2.1 整体抗剪能力减弱
由于存在节段间接缝,并且由于施工工艺等现场因素,因此接缝质量会存在一定问题,桥墩整体性偏弱,剪切强度会大幅减小,桥墩整体的延性和耗能能力会比整体浇筑桥墩弱,接缝处可能发生破坏.
2.2塑性铰区破坏
地震作用下承台与桩的连接处、墩身与基础的连接处、墩身在靠近地面处以及墩帽与墩身连接处会形成塑性铰段,导致纵向压缩应变较大,可能导致桥墩的保护层混凝土开裂或破碎.破坏时会首先出现裂缝,随着荷载作用混凝土压碎、崩裂,钢筋发生屈曲变形形成塑性铰.
2.3连接部位局部破坏
由于存在节段拼接,桥墩各节段接缝主要依靠预应力连接.在地震作用下接缝较弱的地方可能发生转动,会引起连接主筋拉断或者局部混凝土压坏.其影响因素包括：混凝土强度、纵向钢筋以及箍筋强度,接缝连接程度等.
3.提升抗震性能的措施
針对装配式桥墩在地震作用下的破坏机理、施工工艺、设计规范,通过理论研究、试验分析与软件仿真计算,提升其抗震性能可从改进结构形式与材料、节段连接方式等方面进行.
3.1 增加截面
增大构件截面面积主要方法有增大受力钢筋主筋截面面积、增加箍筋配筋率、增加混凝土外保护层厚度.在抗震加固中,此类加固方法从原理上包括了钢筋网高性能水泥复合砂浆法、粘贴钢板法、粘贴纤维复合材料法以及采用新型结构材料包括新型混凝土和高强钢筋等.这些加固方法都是通过增加混凝土墩柱横截面积,提高了墩柱的承载能力,使正常使用阶段的性能得到改善.但是由于结构刚度的增加,结构的延性降低,抗震能力减弱.综合考虑,增大截面面积,并不是越大越好,需要同时兼顾承载力和延性的双重作用.
增大截面的优点是：对于桥梁加固可在保持正常桥面运营的情况下,在桥梁下部进行施工,加固工作量不大,而且效果显著,被广泛用于结构的强度、刚度和稳定性加固.对于新建桥梁来说,增加截面面积造价较低,施工工艺简单.
缺点在于：结构自重增加,容易造成结构基础承载力不足,必要时还须对原结构的基础进行加固.随着刚度的增大,结构延性降低,结构抗震能力减弱.
3.2增加预应力
预应力加固法是对结构构件或建筑物整体通过外加预应力部件来进行加固的方法.通过对拉杆或撑杆施加预应力,使得原结构的内力重分布,降低了应力较大部位的应力水平,有效改善了结构应力,于此同时,后加的预应力筋与原结构共同工作,相当于增加了结构配筋率,提高了结构总体承载力和抗裂性能.
体外预应力方法不仅能够对原结构进行补强,同时也起到了卸荷,改变结构内力,适用于大跨结构加固.其缺点是施工过程当中,需要专业的设备和工序,对施工人员要求比较高,另外,使用体外预应力筋加固时,预埋在混凝土结构上的预应力筋转向块和预应力连接构件会出现应力集中现象,很容易发生局部混凝土剥离或构件破坏.
3.3改进节段形式与连接方式
改进节段形式包括改变节段长度和节段划分形式,比如将横向分段变为竖向分段.当桥墩高度较小时,可以采用竖向分节段设置或者采用整体预制的方法.根据实际情况,采用灵活的设计方法和施工方案可进一步提高施工的方便性和效率.
总结:本论文为免费优秀的关于抗震性能论文范文资料，可用于相关论文写作参考。
参考文献：
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