钢筋混凝土桥墩

摘要： 对于剪跨比较小的钢筋混凝土桥墩,近海环境下的腐蚀可能会改变结构破坏形态,研究箍筋纵筋同时腐蚀对抗震性能的影响十分必要。采用电化学加速腐蚀方法制备了4个剪跨比为2、不同腐蚀程度的桥墩,通过振动台试验研究腐蚀对桥墩抗震性能的影响。在地震激励作用下,对桥墩的破坏形态、自振周期、阻尼比、加速度和位移响应、累积残余位移及地震耗能能力等方面进行了分析。试验结果表明:随着地震强度的增大,腐蚀构件的耗能能力降低,抗震性能退化明显;无腐蚀桥墩的最终破坏形态是弯曲破坏,而腐蚀程度较为严重的桥墩在加载后期表现为纵筋过早屈服,部分箍筋无法为试件提供足够的抗剪承载能力,试件最终呈现出弯剪破坏形态。

摘要： 地震作用下钢筋混凝土(RC)桥墩容易损坏。为完善RC桥墩的抗震设计及验算方法,对比最新中国和欧洲规范中关于RC桥墩的延性抗震设计及验算方法的不同之处。基于Midas/Civil软件所建立的常规连续梁桥有限元模型,对比分析采用中欧规范开展的RC桥墩延性抗震设计及验算结果。结果表明:中欧规范中关于RC桥墩的延性抗震设计理念、抗剪和变形验算方法及延性构造细节均有区别。基于中欧规范设计的RC桥墩配筋情况存在差异。与中国规范相比,欧洲规范关于RC桥墩的横向钢筋配筋率和纵筋最小配筋率要求较高,有利于保证结构的抗剪强度和延性;箍筋最大间距要求较低,不利于防止纵筋压曲。

摘要： 为解决素超高性能混凝土(UHPC)在钢筋混凝土(RC)桥墩加固中出现的脆性破坏问题,以初始应力水平为参数,设计3根矩形RC桥墩试件(1根未加固,2根采用内置钢筋网的UHPC加固)进行桥墩轴压承载力研究。考虑实际桥墩加固存在的二次受力情况,通过轴压极限承载力试验分析其破坏过程和承载性能;采用Abaqus软件建立试件有限元模型,分析UHPC加固厚度和抗压强度对试件轴压极限承载力的影响;根据试验和有限元分析结果,提出当UHPC加固厚度大于界限厚度时的UHPC加固桥墩的轴压极限承载力简化计算公式。将公式的计算值与试件的试验实测值、有限元计算值进行比较,结果表明:与未加固桥墩相比,2根UHPC加固桥墩的轴压极限承载力分别提升了173%、159%,UHPC加固桥墩的轴压极限承载力随初始应力水平的提高而降低;UHPC加固桥墩的轴压极限承载力随UHPC加固厚度和抗压强度的增大而增大;所提出公式的计算结果具有较高的计算精度,可为二次受力状态下UHPC加固RC桥墩的轴压极限承载力计算提供理论依据。

摘要： 为研究桩土之间相互作用对桥墩易损性的影响,本文基于OpenSees数值分析平台,建立了二维桥墩的墩底固结模型和桩-土-桥墩模型。以位移延性比为损伤指标,地面峰值加速度PGA为地震动强度指标,对桥墩体系进行增量动力分析,通过对比2种桥墩模型在各损伤水平下的易损性曲线,得出桩土作用对桥墩易损性的影响,同时也研究了配筋率对桥墩地震易损性的影响。结果表明:考虑了桩土作用效应后的桥墩发生损伤破坏的概率比不考虑桩土作用效应时大,在进行桥墩易损性分析时,桩土作用需加以考虑;在考虑桩土作用效应的情况下,随着墩身配筋率的增加,桥墩抗易损性能力有所提高。

摘要： 为了研究钢筋混凝土桥墩的抗冲击性能,在已有试验的基础上,建立了与试验结果吻合良好的数值模型,验证了钢筋混凝土模型的合理性,并且建立了三维多跨钢筋混凝土桥梁与汽车的撞击模型.通过对不同混凝土强度的桥墩进行撞击分析,研究了冲击力时程曲线、桥墩变形、弯矩响应、剪力响应、轴力响应和桥墩振动周期与阻尼比.结果表明:提高混凝土强度不能显著提高桥墩的抗冲击能力,但可以降低桥墩的损伤;提高混凝土强度能够降低桥墩的峰值位移;提高混凝土强度能够降低桥墩的震动周期.

摘要： 以建立有限元分析模型的方式,分别从轴压比以及混凝土强度等级的角度对普通钢筋混凝土桥墩和高墩空心板的延性性能进行分析,并以此提出相应的改良方法。

摘要： 运用多功能超高重型落锤冲击系统,对两组采用闭孔泡沫铝防护的钢筋混凝土桥墩模型进行累积撞击试验,旨在研究闭孔泡沫铝防护下的钢筋混凝土桥墩撞击损伤.试验采集了桥墩试件的冲击力、钢筋应变、试件位移等冲击响应及试件裂缝损伤.试验结果表明:在累积撞击作用下,闭孔泡沫铝应变处于屈服平台阶段具有较好的吸能缓冲作用,如冲击力可减小60％以上;当闭孔泡沫铝进入致密化阶段,在一定程度上加大了桥墩的损伤,增大了桥墩撞击动态响应,如桥墩顶端位移增加了15％左右.

摘要： 钢管混凝土组合桥墩(以下简称组合桥墩)是一种在传统钢筋混凝土桥墩内设置核心钢管的新型墩柱.基于2个组合桥墩和2个钢筋混凝土桥墩试件的拟静力试验,讨论了两类桥墩的抗震性能差异,分析了内置核心钢管对墩柱水平承载力、变形能力、滞回耗能和残余位移的影响.研究结果表明:剪跨比λ=3.0和λ=2.0的桥墩试件分别发生弯曲破坏和弯剪破坏;在荷载-位移滞回曲线方面组合桥墩试件表现出较为饱满的曲线特性;在强度衰减和刚度退化方面,组合桥墩试件退化速度较慢,即使位移达到限值时,仍能保持其稳定性;内置核心钢管对墩身初始水平刚度影响甚微,但能提高试件的水平承载力、变形和耗能能力,并能有效减小卸载后的墩顶残余位移.研究成果可为组合桥墩的工程应用提供试验基础.

摘要： 为研究在相同冲击能量作用下的不同累积作用方式对钢筋混凝土桥墩的冲击性能影响,本文运用多功能超高重型落锤冲击系统,对两组1/5缩尺桥墩模型进行了水平撞击试验,并分析了试件的冲击作用、钢筋应变、试件位移等冲击响应及试件裂缝损伤.结果表明:冲击能量的累积方式对试件冲击作用、钢筋力学性能及侧向位移影响较大;试件的损伤情况不但与当次撞击能量有关,与累积撞击方式也有一定关系.

摘要： 建立三维弹塑性有限元模型研究外包钢板加固钢筋混凝土桥墩在底部附近钢板发生锈蚀情况下的水平承载力变化规律.首先通过与试验结果的比较,验证本文所采用的有限元分析方法的准确性.然后以某现役桥墩底部钢板宽度方向锈蚀位置、厚度方向锈蚀程度、宽度方向锈蚀范围以及由锈蚀导致的钢板-混凝土界面粘结性能退化为变化参数,研究其对桥墩水平承载力的影响.研究结果表明,当腹板底部宽度方向局部锈蚀时,桥墩水平承载力的退化程度与钢板锈蚀位置、厚度方向锈蚀深度以及锈蚀影响范围等密切相关,而翼缘底部宽度方向局部锈蚀时桥墩水平承载力的退化程度仅与厚度方向锈蚀深度以及锈蚀影响范围相关,与锈蚀位置无关.随着钢板与混凝土界面粘结性能的不断退化,桥墩的水平承载力逐渐降低.该研究结果为现役桥墩的维护管理与加固提供参考依据.

摘要： 钢管混凝土结构具有强度高、重量轻、延性好、耐疲劳、抗冲击等力学性能,已经在桥梁工程中广泛使用.但对已经受损的钢筋混凝土桥墩利用钢套管进行加固,形成新的钢管混凝土结构的研究还不多.本文对钢套管加固技术修复的钢筋混凝土桥墩,采用ANSYS进行有限元分析,并对其进行试验研究,对比分析钢筋混凝土桥墩加固前后的抗震性能.结果表明:试验和有限元分析结果能较好拟合;钢套管修复加固技术可以显著提高桥墩的刚度和水平承载力,以及滞回耗能能力和延性;有限元参数分析显示钢套管厚度对加固桥墩抗震性能的影响明显.此外,为对比钢套管加固的效果,分别用CFRP和BFRP布对该钢筋混凝土桥墩进行了加固,实验和有限元结果显示:桥墩承载力仅分别提高了4.7％和3.2％,而桥墩初始刚度和耗能能力提高也不明显.

摘要： 纵筋屈曲长度对钢筋混凝土桥墩抗震性能有较大影响.本文基于最小能量原理,考虑地震作用下钢筋的非线性,提出纵筋屈曲长度简化计算模型.采集具有不同配筋形式的73个矩形试件,比较简化屈曲模型与D&M模型屈曲长度计算值与试验值,验证简化屈曲模型的可靠性分析结果表明,屈曲时纵筋等效弹性刚度介于硬化弹性模量和折减弹性模量之间,取值为0.025倍钢筋初始弹性刚度时,能较好地预测纵筋屈曲长度;箍筋对纵筋的侧向约束可以简化为线性弹簧,弹簧刚度与箍筋截面面积与配箍形式有关;简化屈曲模型可以较好地预测纵筋屈曲长度,对纵筋屈曲长度预测结果明显优于D&M模型.

摘要： PUFA复合材料是近年来新开发的一种环保型复合材料,具有强度高,质量轻,与混凝土主动粘合以及耐久性好等诸多优点,逐渐被应用于桥梁加固领域.本文的主要内容是针对圆柱形钢筋混凝土桥墩的常见病害,使用新型复合材料PUFA进行加固,通过试验和数值仿真计算,研究新型复合材料PUFA对圆柱形钢筋混凝土桥墩的加固效果.论文设计了PUFA加固钢筋混凝土桥墩的试验试件,开展了相应的静力荷载试验.同时采用大型有限元分析软件ABAQUS数值仿真分析了试验过程,数值仿真结果与试验结果吻合良好.试验结果表明,PUFA材料可以显著提高钢筋混凝土桥墩的承载力和变形能力.

摘要： 本文以考虑氯离子侵蚀效应下材料性能劣化的在役RC桥墩为研究对象,以山西省祁临高速公路在役桥梁抗震性能检测结果为依据,对Duracrete氯离子侵入模型进行修正,建立适用于除冰盐环境下的氯离子侵入模型.研究发现:在相同的地震作用下,桥墩发生轻微破坏的概率较大,发生完全破坏的概率较小;随服役时间的增加,氯离子侵蚀会导致桥墩发生破坏的概率显著增大.

摘要： 本文以考虑氯离子侵蚀效应下材料性能劣化的在役RC桥墩为研究对象,以山西省祁临高速公路在役桥梁抗震性能检测结果为依据,对Duracrete氯离子侵入模型进行修正,建立适用于除冰盐环境下的氯离子侵入模型.研究发现:在相同的地震作用下,桥墩发生轻微破坏的概率较大,发生完全破坏的概率较小;随服役时间的增加,氯离子侵蚀会导致桥墩发生破坏的概率显著增大.

摘要： 本文以考虑氯离子侵蚀效应下材料性能劣化的在役RC桥墩为研究对象,以山西省祁临高速公路在役桥梁抗震性能检测结果为依据,对Duracrete氯离子侵入模型进行修正,建立适用于除冰盐环境下的氯离子侵入模型.研究发现:在相同的地震作用下,桥墩发生轻微破坏的概率较大,发生完全破坏的概率较小;随服役时间的增加,氯离子侵蚀会导致桥墩发生破坏的概率显著增大.

摘要： 本文以考虑氯离子侵蚀效应下材料性能劣化的在役RC桥墩为研究对象,以山西省祁临高速公路在役桥梁抗震性能检测结果为依据,对Duracrete氯离子侵入模型进行修正,建立适用于除冰盐环境下的氯离子侵入模型.研究发现:在相同的地震作用下,桥墩发生轻微破坏的概率较大,发生完全破坏的概率较小;随服役时间的增加,氯离子侵蚀会导致桥墩发生破坏的概率显著增大.

摘要： 本文首先开展NiTiNb形状记忆合金拉伸及热回复力学性能试验,研究在不同温度下形状记忆合金进行16％预变形后,其应力应变曲线的变化及在约束状态下热激励后回复力的大小.并通过形状记忆合金加固和未加固的两个混凝土圆柱拟静力试验,研究NiTiNb形状记忆合金加固RC圆形截面的抗震性能,实验结果表明:①随温度升高应力诱发马氏体相变临界应力增加,回复率及回复力随温度升高而下降.②即便在-30°C至+30°C范围内,对NiTiNb形状记忆合金预变形16％也可以产生330MPa以上的回复力.③使用形状记忆合金加固RC墩柱可以显著提高RC桥墩的延性与耗能能力,延缓RC桥墩的刚度与强度退化,改善RC桥墩的抗震性能.

摘要： 本文首先开展NiTiNb形状记忆合金拉伸及热回复力学性能试验,研究在不同温度下形状记忆合金进行16％预变形后,其应力应变曲线的变化及在约束状态下热激励后回复力的大小.并通过形状记忆合金加固和未加固的两个混凝土圆柱拟静力试验,研究NiTiNb形状记忆合金加固RC圆形截面的抗震性能,实验结果表明:①随温度升高应力诱发马氏体相变临界应力增加,回复率及回复力随温度升高而下降.②即便在-30°C至+30°C范围内,对NiTiNb形状记忆合金预变形16％也可以产生330MPa以上的回复力.③使用形状记忆合金加固RC墩柱可以显著提高RC桥墩的延性与耗能能力,延缓RC桥墩的刚度与强度退化,改善RC桥墩的抗震性能.

摘要： 本发明公开了一种预制节段钢筋混凝土桥墩承插式连接构造及制作方法，属于桥梁工程预制拼装技术领域。所述预制节段钢筋混凝土桥墩承插式连接构造包括预制承台和预制墩身节段，所述预制墩身节段自上而下包括第一预制墩身节段、第二预制墩身节段和第三预制墩身节段，各预制墩身节段之间通过承插连接，并采用混凝土填充缝隙；预制承台的底部设置有锚固钢筋，第一预制墩身节段、第二预制墩身节段和第三预制墩身节段均预埋有灌浆套筒和纵向钢筋，所述纵向钢筋固定在灌浆套筒内，第三预制墩身节段与预制承台之间设有马牙搓。本发明同时兼具效率和结构整体性，现场施工时无需另行设置支撑，能有效降低成本，保证了桥墩的整体性和抗震能力。

摘要： 本发明公开了一种钢筋混凝土桥墩震后快速修复方法，属土木工程领域。由承台、桥墩、高流动性早强水泥砂浆、不锈钢套管、耗能角钢、SMA组合环簧、水平螺杆、竖直螺杆、高强螺栓、纵筋、聚四氟乙烯薄膜组成。该方法的思想是将原墩底固结的桥墩改变为摇摆桥墩。修复时首先将损坏的混凝土清除，并将塑性铰区纵筋在桥墩底部截断。塑性铰区外包不锈钢套管并在套管中灌注高流动性早强水泥砂浆。耗能角钢和SMA组合环簧组成体外耗能体系。该方法施工操作简单，所需时间短，修复后的桥墩成为摇摆体系，避免了强震下修复后桥墩的再次损伤。不锈钢套管显著提升了修复桥墩的耐久性。体外耗能体系具有自复位功能，避免了角钢的破坏，简便易修。

摘要： 本发明公开了一种考虑氯离子侵蚀和冻融循环耦合的钢筋混凝土桥墩，包括两个对称分布的基台，两个所述基台由外至内设置有防护墩和桥墩柱，所述防护墩的上端面设置有分水坡，所述桥墩柱的顶端设置有桥承台，所述防护墩的内部具有预留腔，所述桥墩柱的底部具有安装腔，所述安装腔与预留腔之间设置有减震机构。本发明中，防护墩在桥墩柱的外部起到隔离防护作用，受到震动时，桥墩柱内部的减震块发生位移，弹簧组自适应伸缩，减震块带动阻力杆移动，阻力杆拉动阻尼伸缩杆进行伸缩运动，使得桥墩柱受到震动时，通过减震块与弹簧组以及阻尼减震杆的配合平衡震动力对桥墩柱的损伤，减小桥墩因受到震动而产生的晃动，大大提高了钢筋混凝土桥墩的减震效果。

摘要： 一种车辆‑钢筋混凝土桥墩撞击力数学模型构建方法，包括：（1）开展受压钢筋混凝土墩柱落锤冲击试验，得到落锤冲击作用下墩柱应变率时程试验曲线；（2）建立计入应变率效应的钢筋混凝土墩柱落锤冲击有限元模型；（3）修正混凝土应变率效应数学模型中应变率阈值；（4）计算不同撞击速度和撞击质量下的撞击动能、应变率和撞击力；（5）定义撞击动能、应变率与撞击力之间的数学表达式，通过回归分析，确定数学表达式中的常系数，建立车辆‑钢筋混凝土桥墩撞击力数学模型。本发明构建一种考虑撞击动能和应变率的车辆‑钢筋混凝土桥墩撞击力数学模型，真实反映了车辆碰撞下混凝土桥墩的撞击力响应，可为跨线桥墩柱的抗撞设计提供参考。

摘要： 本发明公开了一种预制节段钢筋混凝土桥墩承插式连接构造及制作方法，属于桥梁工程预制拼装技术领域。所述预制节段钢筋混凝土桥墩承插式连接构造包括预制承台和预制墩身节段，所述预制墩身节段自上而下包括第一预制墩身节段、第二预制墩身节段和第三预制墩身节段，各预制墩身节段之间通过承插连接，并采用混凝土填充缝隙；预制承台的底部设置有锚固钢筋，第一预制墩身节段、第二预制墩身节段和第三预制墩身节段均预埋有灌浆套筒和纵向钢筋，所述纵向钢筋固定在灌浆套筒内，第三预制墩身节段与预制承台之间设有马牙搓。本发明同时兼具效率和结构整体性，现场施工时无需另行设置支撑，能有效降低成本，保证了桥墩的整体性和抗震能力。

摘要： 本发明提出了一种CFRP修复震后破坏钢筋混凝土桥墩的计算方法，该计算方法基于弹塑性理论，在抗弯、抗剪承载能力的基础上形成了CFRP修复时的高度和厚度，具有计算简单、计算迅速的特点，可以方便施工人员掌握，从而指导震后桥梁墩柱的快速修复，对恢复震后生命线具有十分重要的意义，同时，该计算方法能够解决已有CFRP修复震后破坏钢筋混凝土桥墩的计算方法复杂、十分不利于地震之后快速修复的问题，具有很好的实用性。

摘要： 本实用新型公开了一种用于钢筋混凝土桥墩的钢纤维混凝土加固装置，包括钢纤维混凝土层、无粘结钢筋网、现浇混凝土层，钢纤维混凝土层包括第一钢纤维混凝土层、第二钢纤维混凝土层，桥墩中部底端挖去一定厚度的外表面形成凹陷环，第一钢纤维混凝土层填充置于凹陷环内，无粘结钢筋网沿桥墩中部外壁表面紧贴敷设，现浇混凝土层敷设于无粘结钢筋网外侧，第二钢纤维混凝土层敷设于现浇混凝土层外侧，本装置利用钢纤维混凝土的阻裂增韧、抗拉、抗折强、抗剪性能好的特性，通过改变桥梁本身的混凝土结构来增强抗震能力，不依赖外部的加固装置，实现桥墩底部塑性铰发生位置的转移，可以减少混凝土的用量，同时提高桥墩的抗腐蚀性，缩短施工周期。

摘要： 本实用新型公开了一种海洋环境中钢筋混凝土桥墩的防腐装置，包括桥墩主体和防腐组件，所述桥墩主体外侧设置有用于防腐蚀的防腐组件，所述桥墩主体与防腐组件之间填充有碱性防腐材料，所述防腐组件包括主杆、卡环、转环、卡板、卡块、连接板、卡槽、嵌槽和嵌板，所述主杆表面嵌合连接有卡环，且卡环下方设置有转环，所述卡环左侧固定连接有卡板，所述转环右侧固定连接有连接板，所述主杆上端开设有嵌槽。本实用新型通过各部分零件之间的配合，使得装置有效的提高了混凝土桥墩的抗腐蚀性能，且可以针对不同高度和形状的桥墩进行自由组合，提高了装置的适用性，在装置某个部位出现损坏时无需对装置主体进行更换，减小了维修和护理成本。

摘要： 本实用新型提供基于灌浆套筒装配式钢筋混凝土桥墩，属于桥梁工程技术领域，以解决传统的桥墩墩柱面在受到荷载量较大的地震力时，容易发生弯曲变形甚至断裂，修复十分麻烦的问题，包括承台组件：所述灌浆套筒结构底部与承台组件相连接；所述墩柱组件底部与灌浆套筒结构相连接；所述外置耗能装置顶部一端与墩柱组件相连接；本装置内部的墩柱采用工场预制，承台可工场预制，亦可现场浇筑，采用灌浆套筒将两构件现场连接安装；为提高桥梁的抗震性能，在墩柱体外安装耗能装置，用以吸收地震波能量，避免地震波向桥体上部进一步传播；利于桥梁抗震设计，适用于地震灾害后的桥梁快速恢复。

摘要： 本实用新型涉及桥梁防震技术领域，尤其涉及一种钢筋混凝土桥墩塑性铰区纵筋屈曲约束装置，包括：金属管、纵向钢筋、约束套筒、密封塞和弹性耗能组件。其中：所述金属管竖向固定在桥墩上，所述纵向钢筋位于金属管中，且纵向钢筋的下端埋设在所述桥墩中，上端穿出金属管的上端口后向上延伸。所述约束套筒套在纵向钢筋的外表面上且两者之间具有间隙，且约束套筒的两端的所述间隙中均填充有所述密封塞。所述弹性耗能组件的两端分别与金属管的内壁、约束套筒的外壁连接，所述金属管与约束套筒之间的空间中浇筑有混凝土。这种屈曲约束装置克服了传统钢筋混凝土桥墩塑性铰区混凝土压溃破碎以及塑性铰区纵向钢筋受压时容易发生局部屈曲失效破坏的问题。