高強鋼筋高性能自密實混凝土橋墩抗震性能研究

《高強鋼筋高性能自密實混凝土橋墩抗震性能研究》是依託同濟大學，由魏紅一擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：高強鋼筋高性能自密實混凝土橋墩抗震性能研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：魏紅一
• 依託單位：同濟大學

中文摘要

從國家戰略發展角度以及橋墩建造出發，在橋墩中採用高強鋼筋並配合新型高強、高性能自密實混凝土的使用是將來發展的必然趨勢，可減少鋼筋用量、改善鋼筋布置的密集程度，增強混凝土的可澆築性，從而降低勞動力成本、提高混凝土澆築質量，實現便利的綠色施工。隨著高強鋼筋高性能自密實混凝土橋墩在高地震危險區域的套用，抗震性能如何成為阻礙這類橋墩套用的一個迫切需要解決的研究課題。本項目擬開展：（1）橋墩的擬靜力和振動台試驗，研究單柱和框架墩、實心截面墩和空心截面墩、塑性鉸區傳統配箍形式和複合配箍形式等不同構造方式下該類橋墩的滯回特性、延性變形、耗能特性和破壞模式等；（2）建立正確的考慮鋼筋與混凝土粘結滑移的橋墩抗震性能理論數值分析模型和計算方法，並開展高強鋼筋高性能自密實混凝土橋墩影響因素的數值分析研究。為其在高地震危險區域的工程套用提供可靠的技術支持、理論基礎和試驗研究資料。

結題摘要

伴隨當今建築材料發展及我國鋼鐵產業調整，推進高強鋼筋高性能混凝土於橋樑中套用是必然趨勢。然而目前缺乏對配置HRB400MPa及以上等級高強鋼筋高性能混凝土橋墩抗震性能及在強震區橋樑上套用等研究，本項目針對採用高強鋼筋、高性能混凝土（包括自密實混凝土）的混凝土橋墩開展研究，主要研究內容有：①高強鋼筋、高性能自密實混凝土粘結錨固性能試驗研究；②針對不同構造形式的高強鋼筋高性能混凝土（包括自密實混凝土）單柱墩及框架墩的擬靜力試驗，以及受水平雙嚮往復荷載作用的單柱墩擬靜力試驗；③高強鋼筋高性能混凝土單跨橋樑的振動台試驗；④基於粘結錨固試驗及擬靜力試驗，建立考慮鋼筋與混凝土粘結滑移的數值分析模型，研究高強鋼筋高性能自密實混凝土橋墩的抗震性能。主要成果有：①由高強鋼筋和自密實混凝土的粘結錨固試驗表明，鋼筋與自密實混凝土的粘結性能受錨固長度、保護層厚度及配箍率等影響，且往復拉壓載入會降低鋼筋的極限錨固強度；②由高強鋼筋自密實混凝土單柱墩的擬靜力試驗表明，未經振搗的自密實混凝土單柱墩的抗震性能弱於普通振搗混凝土橋墩，建議混凝土施工中採用微振搗措施，以高強鋼筋減少縱筋配筋率的橋墩也具有較好的延性和耗能能力。水平雙向載入對單柱墩的初始剛度影響不大，卻使結構最大承載力下降約30%。採用高強鋼筋混凝土的預製拼裝橋墩抗震性能不同於整體現澆橋墩；③高強鋼筋高性能混凝土單跨橋樑的振動台試驗表明，單柱墩發生彎曲破壞且具有較好的延性，但滯回曲線與擬靜力試驗相比偏瘦扁；④基於OpenSees的纖維單元理論，採用墩底附加零長度截面單元來考慮鋼筋滑移而建立的數值分析模型可以反映試驗試件的剛度退化、強度退化等行為，分析表明，混凝土和鋼筋滑移的本構參數對橋墩的抗震性能有一定影響。通過本項目的試驗和數值分析研究，初步掌握了高強鋼筋高性能混凝土（包括自密實混凝土）橋墩的抗震性能及影響因素，為該類型橋墩在我國高地震危險地區的套用提供了一定的技術積累。