部分填充圆形钢管混凝土桥墩抗震性能研究

【摘要】：钢管混凝土桥墩具有承载力高、抗弯刚度大、施工方便等特点,越来越受到工程界的重视。到目前为止,对钢管混凝土桥墩的抗震性能已进行大量的试验研究,但大都采用全填充混凝土的形式,而对部分填充钢管混凝土桥墩柱抗震性能的研究相对较少。本文在分析国内外部分填充圆形钢管混凝土桥墩研究现状和工程应用的基础上,进行了8根部分填充圆形钢管混凝土桥墩柱的低周反复加载试验。试验中考虑了混凝土填充率、径厚比和长细比三个影响因素;分析了构件在荷载作用下的滞回特性、承载能力、变形能力、刚度退化和耗能能力;比较了不同的试验参数对试验结果的影响。 实验结果表明,具有适宜填充率的部分填充圆形钢管混凝土桥墩滞回曲线饱满,没有明显的捏缩现象;达到极限荷载后具有良好的变形能力,位移延性系数在3.25～4.22之间,满足延性构件的要求;刚度退化平缓,耗能能力强;说明部分填充圆形钢管混凝土桥墩柱具有良好的抗震性能。通过分析可知,混凝土填充率对构件抗震性能的影响最为显著,本文给出部分填充圆形钢管混凝土桥墩最适混凝土填充率的范围。 应用基于OpenSees的子结构拟动力试验方法对部分填充圆形钢管混凝土桥墩进行抗震性能研究。试验表明子结构拟动力试验能够较好的通过对桥梁某一特定部分进行试验,从而了解整个桥梁结构的受力特点。具有概念清晰,加载准确,能正确分析子结构在非线性条件下的受力性能。TDAPⅢ桥梁抗震软件能够很好的模拟全桥模型在小震、中震和大震作用下桥梁的力学性能,与试验结果吻合较好。 本文的研究成果可为部分填充圆形钢管混凝土桥墩的工程实践提供参考。