钢筋混凝土桥墩抗震加固性能研究.pdf
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1、张常 明等 : 钢筋混凝土桥墩抗震加 固性能研究 6 3 D OI : 1 0 1 3 9 0 5 j c n k i d w j z 2 0 1 5 0 6 0 2 3 钢筋混凝土桥 墩抗震加 固性能研 究 张常明 , 李晓彤 ( 黑龙江 建筑职 业技术学院 。 哈尔滨1 5 0 0 0 1 ) 【 摘要】 基于 O p e n S e e s 有限元分析软件进行了桥墩 P u s h o v e r 分析和滞回性能分析, 并采用三种不同加固 方式对塑性铰进行加固。发现利用 C F R P对桥墩进行加固后, 构件的抗震延性性能得到了大幅提升, 塑性铰范围 增大, 滞回耗能水平提高, 大大提高
2、了桥墩的抗震性能; 特别是改进后的加 固方式对于力学特性不同的桥墩有 良 好的加固效果。 【 关键词】 桥墩; C F R P 加固; 抗震性能; 塑性铰 【 中图分类号】 T U 3 1 1 3 【 文献标识码】 B 【 文章编号】 1 0 0 1 6 8 6 4 ( 2 0 1 5 ) 0 6- 0 0 6 3 0 3 对桥墩贴碳纤维 布加 固是较为流行 的一种 加固方 式I 4 J , 但对桥墩的应采用哪种加固方式, 规范并没有给出 明确的说明。本文利用 O p e n S e e s 有限元分析软件, 对钢筋 混凝土桥墩进行了三种方式的 C F R P布抗震加固, 并分析了 加固效果。
3、 1 有 限元模 型分析 本文原桥为4 2 0 m的钢筋混凝土连续梁桥, 下部结构 为双柱式钢筋混凝土桥墩。选取 中部固定墩, 分别按照顺 桥向和横桥向进行静力分析。单柱为圆形截面柱, 直径 l m, 柱高6 m, 柱顶与盖梁刚性连接 , 桥墩尺寸如图 1所示。为简 化计算 , 将桥墩在顺桥向简化为悬臂柱, 在横桥向简化为双 曲率弯曲柱。这样单柱的力学模型与原桥墩是一致的。简 化模型如图2所示。 顺桥向 图1桥墩尺寸( m m) 图2桥墩简化模型( mm) 2加固方案的选择 目前国内外的 C F R P加固混凝土墩柱方式主要有塑性 铰加固、 条带加固和全高加固三种方式 。但对全高加 固 和条带
4、加固两种加 固方式如何选取加 固参数, 如加 固高度 和加固层数, 却没有统一认识。 本文选取的双柱式钢筋混凝土桥墩在纵桥和横桥两个 方向都是长柱, 其破坏模式为弯曲破坏。鉴于前人 的研究 发现, 本文对钢筋混凝土长柱桥墩采用了三种加固方案 : 塑 性铰加固、 条带加固和全高加固, 并通过 P u s h o v e r 分析和静 力滞回分析研究其抗震性能。 方案一: 塑性铰加 固方案。连续梁桥顺桥向的潜在塑 性铰区是在柱底, 横桥 向的潜在塑性铰 区是在柱顶和柱 底 。本文将加固部分分为主约束区和次约束区, 次约束 区加固厚度为主约束区加固的一半, C F R P的厚度及层数模 型计算确定。
5、具体加固方式如图3 ( a )所示。 方案 二: 条 带 加 固 方 案。加 固条 带 高 1 2 0 0 m m, 空 1 2 0 0 m m, 如图 3 ( b )所示 。 方案三: 全高加固方案。加固方式如图 3 ( C )所示。 德藤藏 ( a )塑性铰加 固 ( b )条带加固 ( c )全高加固 图3 三种加固方式 r a m 3 材料及本构关 系 桥墩混凝土本构关系采用 Ma n d e r 本构模型L I , 该 本构模型能较好地反映圆形箍筋或者螺旋箍筋对混凝土的 约束作用 ; 保护层混凝土采用修正后 的 K e n t P a r k本构模 型 ; 钢筋采用考虑钢筋强化的 G
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