摘要：承插式连接施工便捷,容许误差大,但耐久性较差。为提升施工质量和优化耐久性,结合超高性能混凝土(ultra-high performance concrete,UHPC)湿接缝连接技术,提出一种新型装配式桥墩——榫卯-承插装配式桥墩。设计制作1个榫卯-承插装配式桥墩试件和1个对比桥墩试件(整体现浇桥墩),采用拟静力试验方法,结合数值模拟研究该装配式试件的破坏机理和抗震性能。研究结果表明:在试验加载过程中,两试件破坏形式都是以弯曲破坏为主的延性破坏,主要表现为墩底塑性铰区混凝土大量压溃剥落,而装配式连接处承台及灌浆料的破坏较小,且在达到极限荷载时装配式试件残余变形仅为整体现浇试件的79.09%,表明UHPC灌浆料可提升桥墩损伤容限,使其震后更易修复;榫卯-承插装配式试件采用较短的承插深度及钢筋搭接长度达到可靠的连接效果,在相同滞回位移下表现出等同现浇桥墩的承载力、延性、耗能能力和刚度;承插深度在0.4D(D为试件截面宽度)及以上时,接缝处连接可靠,整体性和抗震性能基本等同现浇;提高灌浆料弹性模量对桥墩刚度具有改善效果;纵筋直径对桥墩抗震性能的影响比承台搭接钢筋的影响更显著,增大纵筋配筋率对水平承载力和耗能能力的提升较为明显,但会增加桥墩残余变形。

摘要：采用超高性能混凝土(Ultra-high Performance Concrete,UHPC)材料连接的类承插式桥墩具有施工快速、连接可靠的优点,为研究该装配式桥墩设计参数对其抗震性能的影响,基于ABAQUS有限元分析平台建立整体现浇桥墩和类承插式桥墩的非线性有限元模型并进行验证,进行低周往复荷载数值模拟,对比两种桥墩模型抗震性能,并在此基础上研究轴压比、承插深度、灌浆料对类承插式桥墩抗震性能的影响。结果表明:本文针对UHPC连接的装配式桥墩建模合理,可为类承插式桥墩抗震性能分析提供参考;采用UHPC连接的类承插式桥墩与现浇桥墩的承载能力基本一致,刚度、延性和耗能能力也基本等同于现浇桥墩;随着轴压比的增大,类承插式桥墩的初始刚度和承载能力都得到提升,但试件的延性降低,刚度退化速度加快;承插深度应达到0.5D(D为墩柱直径或宽度)及以上才可保证类承插式桥墩灌浆料与承台的紧密受力与钢筋锚固的可靠性,在合理的承插连接设置下,承插深度对抗震性能影响不大;高强灌浆料的强度对类承插式桥墩抗震性能影响非常小,但是弹性模量的大小直接影响到试件抗侧向刚度。

摘要：为改善预制装配式桥墩的抗震性能和施工容错能力,提出一种装配式桥墩新型连接方式:超高性能混凝土(Ultra-High-Performance Concrete, UHPC)墩周连接。设计并制作1个现浇桥墩试件和1个UHPC墩周连接装配式桥墩试件,对两个试件进行拟静力试验;建立UHPC墩周连接装配式桥墩试件的三维实体非线性有限元模型,对比研究新型装配式桥墩的抗震性能及其影响因素。结果表明:UHPC墩周连接装配式桥墩与整体现浇桥墩表现出相似的抗侧力性能和自复位能力,二者的抗震性能基本等同。对比分析非线性有限元模型与实际桥墩试件的滞回曲线,二者拟合程度较高,验证了建模方法的可靠性和模拟结果的准确性。UHPC连接段高度对该装配式桥墩抗震性能的影响不大,保证钢筋搭接长度即可。轴压比、立柱高度和搭接钢筋配筋率对该装配式桥墩抗震性能的影响较为明显:在轴压比为0.1~0.3时,试件刚度和水平承载力随轴压比的增大而增大,残余位移随轴压比的增大而减小;立柱高度由2.0 m提高至2.5 m时,高度越大该装配式桥墩的水平承载能力和累积滞回耗能越小;湿接缝处搭接钢筋配筋率由1.01%增至1.57%时,该装配式桥墩的水平承载能力和残余位移相比原配筋试件性能有较明显的提升。

摘要：为减轻装配式桥墩在地震灾害中的损伤、优化装配式桥墩力学性能,本文提出一种采用超高性能混凝土(UHPC)连接的新型装配式桥墩连接方式:UHPC墩周连接。为了研究该新型装配式桥墩的抗震性能,本次研究设计并制作1个现浇桥墩试件和1个UHPC墩周连接装配式桥墩试件,对2个试件进行拟静力试验。对比2个试件在水平往复循环荷载作用下的破坏模式、滞回曲线、骨架曲线、耗能、侧向刚度、残余位移和延性作对比分析,并分析试验中装配式试件钢筋应变、墩身曲率。实验结果表明:UHPC墩周连接装配式桥墩与整体现浇桥墩都是弯曲变形为主的延性破坏,装配式桥墩试件未发生塑性铰区域混凝土大面积压溃、剥落的现象,其破坏形态主要是UHPC与普通混凝土接缝的张开闭合和塑性铰区混凝土的弯曲变形;装配式桥墩的刚度自复位能力较整体现浇式桥墩均得到不同程度优化,延性更是高出现浇桥墩46.8%,但耗能性能略差;结合墩柱曲率和不同位置钢筋应变,UHPC墩周连接试件薄弱位置位于立柱底部与承台拼接缝处,UHPC连接段内的搭接钢筋是往复加载过程中耗能的主要部件。因此,UHPC墩周连接装配式桥墩具有良好的抗震性能和使用价值,可为实际工程提供参考。

摘要：为提高桥墩建造速度和墩柱损伤容限、优化预制节段拼装桥墩的力学性能,提出一种使用超高性能混凝土(UHPC)灌浆料的预制节段连接方式。设计整体现浇试件和UHPC连接预制节段试件开展拟静力试验,对比分析节点的破坏机理以及桥墩的拟静力指标,研究UHPC连接预制节段桥墩抗震性能。结果表明:两试件破坏形态均为弯曲变形为主的延性破坏,但损伤过程差异较大。UHPC在预制节段连接中充分发挥力学性能优势,增强墩柱局部刚度,塑性铰移至下节段UHPC上部接缝附近,在往复荷载作用下墩底接缝持续张开闭合参与耗能,破坏时仅在墩底柱角和接缝处出现少量UHPC剥落现象;装配式试件滞回曲线较饱满,其最大承载力和初始刚度与整体式试件基本一致,二者屈服荷载和极限荷载差值均不超过6%,而屈服位移和极限位移差值分别达到14.49%、17.80%,装配式试件延性系数远大于整体式试件;相比于整体式试件,装配式试件具有更好的刚度保持能力,并且加载后残余变形更小,说明采用UHPC进行节段连接可以有效约束和保护核心混凝土及纵筋,增大桥墩损伤容限;装配式试件耗能能力存在不足,在偏移率为4.65%时仅为整体式试件耗能的73.28%。