部分內(nèi)填混凝土箱形截面鋼橋墩的力學性能研究.pdf

1、隨著我國現(xiàn)代化建設步伐的不斷加速，橋梁建設成為影響社會經(jīng)濟發(fā)展的重要因素。近年來大地震頻發(fā)，對地震災區(qū)的橋梁設施造成了巨大的破壞。在這些地震中，絕大部分橋梁損壞的原因是橋梁下部結(jié)構(gòu)失效而導致的整個結(jié)構(gòu)破壞。傳統(tǒng)的鋼筋混凝土橋墩由于自重大、延性差等缺點導致其在地震中的損毀尤為嚴重。與鋼筋混凝土橋墩相比，鋼橋墩具有更好的強度和抗震性能，而且由于鋼橋墩的施工簡便、占地面積小，在發(fā)達國家得到了廣泛的應用。但是在地震中鋼橋墩易發(fā)生局部的屈曲變形破

2、壞，為了提高鋼橋墩的延性性能，實踐證明在鋼橋墩中填充部分混凝土是一種行之有效的補強方法。
　　在鋼橋墩中填充部分混凝土后可以利用鋼板與混凝土之間相互約束的作用，有效地提高鋼橋墩的極限承載力和延性。雖然有相關(guān)文獻對內(nèi)填部分混凝土鋼橋墩進行了研究并且提出了相應的有限元計算模型，但是由于有限元模型中未考慮鋼板與混凝土之間脫離、滑移的情況，導致多數(shù)計算結(jié)果與實際情況相差較大。本文在總結(jié)以往內(nèi)填混凝土鋼橋墩研究成果的基礎(chǔ)上，進行了以下幾個方

3、面的工作：
　?。?）利用有限元分析軟件DIANA對內(nèi)填部分混凝土箱形截面鋼橋墩進行數(shù)值模擬，研究了內(nèi)填混凝土鋼橋墩的各種尺寸參數(shù)對其力學性能的影響。研究結(jié)果表明：混凝土的填充率對鋼橋墩的破壞模態(tài)有很大影響，提高混凝土填充率可以顯著提高鋼橋墩的極限承載力和延性性能。此外,鋼橋墩的翼緣寬厚比參數(shù)和長細比參數(shù)越大，結(jié)構(gòu)延性越差。
　?。?）利用數(shù)值模擬方法研究了鋼板與混凝土界面連接性能對鋼橋墩延性性能的影響。數(shù)值計算結(jié)果表明：在

4、混凝土填充率為50％的情況下，將鋼板與混凝土完全固結(jié)后，可以有效地提高鋼橋墩的延性性能。
　　（3）通過試驗研究了部分內(nèi)填混凝土箱形截面鋼橋墩在水平反復荷載作用下的滯回性能和破壞模態(tài)。試驗結(jié)果證明：提高混凝土填充率可以有效改善內(nèi)填混凝土鋼橋墩的滯回性能；鋼橋墩的翼緣寬厚比對滯回性能的影響較大；利用栓釘將鋼板與混凝土固結(jié)后，可以顯著提高鋼橋墩的能量吸收能力。
　　（4）對試驗試件進行了數(shù)值模擬分析。數(shù)值模擬結(jié)果與試驗結(jié)果吻合較