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《福建农林大学》 2019年
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考虑季节温度效应的半整体桥台后土压力试验研究

郑爽  
【摘要】:半整体式无缝桥在结构上具有良好的整体性能,且计算模型简单,受力明确等优点,在旧桥加固和现有桥梁的无缝改造方面有广阔的应用前景。但由于半整体桥取消了伸缩装置和伸缩缝,由季节温度等作用引起的台后土压力比有缝桥的更为复杂,桥台-土相互作用会直接影响半整体桥的工作性能,因此开展对“考虑季节温度效应的半整体桥台后土压力”的试验研究是很有必要的。本文主要的研究内容及结论如下:通过对半整体式桥台模型试件进行水平加载的拟静力试验,以研究半整体式桥台-土相互作用机理。通过分析试验数据结果,讨论半整体桥台后土压力大小、分布情况及桥台滞回骨架曲线和转角的变化规律。试验结果表明:1)在全周期(三年)范围内滞回曲线均呈“半梭形”但饱满程度逐年降低,全年滞回圈随季节温度变化呈周期性迁移的规律。2)在季节性温度效应作用下台后土压力出现较大的累积效应,且三年的骨架曲线均大致呈抛物线状。3)在全周期(三年)内桥台顶部与底部的转角变化基本一致,其值大小和加载位移大小相关,并且呈逐年增大的趋势变化;由桥台转角的时间历程可知,在相同加载位移下,随着加载次数的增加,桥台转角也呈阶梯式增大。4)在温度循环荷载作用下,由于半整体桥台后土距台背的距离不同,土压力的分布规律也略有不同,呈“梯形”或三角形分布;随着位移荷载的增加,台后土压力的值也随之增加并达到极限被动土压力产生Ratching现象;加载位移相同的情况下,第二年、第三年的作用力明显高于第一年的(台后土压力出现了较大的累积效应),最大年增量达624.48kPa。在分析试验结果的基础上将试验值与现有理论计算、规范进行对比分析可得:1)当桥台位移大于4mm时试验值要远大于现有无缝桥规范中台后土压力计算值和相关理论计算值。2)在参考Massachusetts计算方法的基础上对半整体桥台后土压力系数进行改进修正。3)根据台后土距台背距离的远近与台后土压力大小之间的关系,发现台后土压力在三年周期内纵桥向上呈现出二次函数型(前一年半)和指数型(后一年半)的衰减规律。
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