新型自復位橋墩埋置深度研究

袁宏博 王云亮

摘? 要：為研究埋置深度對新型自復位橋墩節點抗震性能的影響，采用數值模擬的方法建立了不同埋置深度橋墩節點的數值模型，對模型施加低周反復荷載，對其不同埋置深度的自復位新型節點橋墩節點進行抗震分析，結果表明埋置深度為100mm時表現出最佳的抗震性能，對裝配式橋梁的設計具有一定借鑒意義。

關鍵詞：裝配式橋墩;自復位;抗震性能;數值模擬

中圖分類號：TU311.3 文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）16-0047-02

Abstract： In order to study the influence of embedment depth on the seismic performance of the new type of self reset pier joint， a numerical model of the different embedment depth of the pier joint is established by using numerical simulation method， and the low cycle repeated load is applied to the model. The validity of the numerical simulation is verified by comparing with the existing test results. On this basis， the self reset new type of pier joint with different embedment depth is studied. The results of seismic analysis show that the best seismic performance is obtained when the buried depth is 100mm， which can be used for reference in the design of prefabricated bridges.

Keywords： prefabricated pier; self-reset; seismic performance; numerical simulation

引言

我國的橋梁發展一日千里，橋墩作為橋梁的主要承重構件，抗震性能直接影響橋梁的整體抗震性能。裝配式橋墩大大減少了成本、環境污染、時間等問題，自復位是新型裝配式構造，能夠使得殘余位移顯著減少，如何提高較好抗震性能顯得尤為重要。

辛克貴、何銘華、郭佳[1-2]等闡述自復位橋墩工作原理;包龍生、王娟、于玲[3]研究發現預應力增加使得屈服強度增大，對耗能能力影響不大;Palermo[4]等發現無粘結預應力筋要比有粘結預應力筋抗側剛度大。Bu等[5]無粘結預應力始終擁有預應力。孫治國、王東升[6]等發現預應力筋的添加提高了結構承載力，這也導致了彈塑性耗能缺失致使整體耗能下降[7];Guo[8]等提出了具有外置耗能自復位預制橋墩。現有的研究指出無粘結預應力筋能夠很好的減少殘余位移，需要添加耗能裝置增加耗能。

為研究在承插式自復位橋墩中埋置深度對其變化帶來的影響，提出的一種新型自復位承插式橋墩節點不同埋置深度模型進行各項抗震性能指標進行對比分析，給實際工程應用提供參考。

1 自復位裝配式節點構造

新型節點模型采用凹凸咬合的承插式節點連接方式，且在其咬合的連接處添加橡膠材料，通過改變新型節點凹凸咬合處埋置深度以此來探求埋置深度影響。

2 加載制度

橋墩頂部施加一個220kN集中荷載，并添加上部結構自重;對參考點施加反復位移。最大載荷位移為50mm，分級載荷，每級按5mm（0.3%）增大，每級循環反復三次。

3 數據結果與分析

3.1 力-位移曲線

通過圖1中埋置深度分別為200mm的M1、100mm的M2模型和50mm的M3模型力-位移荷載曲線。三者滯回曲線仍保持良好的旗幟型發展，隨著埋置深度的加深其承載力越來越大，但增加趨勢較小，隨著埋置深度加深，上部結構和下部承臺間的連接處形成更為穩定的連接，使得承載力加深。

3.2 殘余位移

該新型節點不同橡膠厚度的殘余位移曲線如圖2所示，殘余位移為正負向均值，三者殘余位移都隨著加載位移的增大而增大;埋置深度為50mm的M3模型殘余位移相對于其它兩種模型殘余位移較大，表現較差的抗震性能;而埋置深度200mm的M1模型和埋置深度100mm的M2模型在加載位移為35mm時基本呈相同的趨勢，當加載位移大于35mm時，M2殘余位移增長趨勢要小于M1模型，表明埋置深度為100mm時，表現出最小的殘余位移，體現了良好的震后殘余性能。

4 結束語

新型節點模型隨著埋置深度地增加，其承載力提升，但提升幅度較小;埋置深度為100mm時殘余位移最小，50mm時殘余位移最大。強度退化都在較好承載力性能區間。埋置深度為100mm時表現出最佳的抗震性能，對裝配式橋梁的設計具有一定借鑒意義。

參考文獻：

[1]何銘華，辛克貴，郭佳，等.自復位橋墩的內稟側移剛度和滯回機理研究[J].中國鐵道科學，2012，33（05）：22-28.

[2]郭佳，辛克貴，何銘華，等.自復位橋梁墩柱結構抗震性能試驗研究與分析[J].工程力學，2012，29（S1）：29-34+45.

[3]包龍生，王娟，于玲.后張無粘結預應力裝配式橋墩抗震性能分析[J].沈陽建筑大學學報（自然科學版），2014，30（03）：429-435.

[4]Palermo A， Pampanin S， Calvi G M. The use of controlled rocking in the seismic design of bridges[J].Doctate Thesis. Technical Institute of Milan. Milan. 2004.

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[6]孫治國，王東升，司炳君，等.采用預應力筋進行RC橋墩地震損傷控制的試驗研究[J].土木工程學報，2014，47（01）：107-116.

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