论文题目：预制节段拼装桥墩CFRP加固试验研究
摘要：桥梁结构作为交通运输网的重要组成部分,而预制节段拼装桥墩技术具有快速施工和提高施工质量等优点,能够加速交通运输网的建设,成为近年来学者研究的重点。与整体现浇桥墩相比,预制节段拼装桥墩在地震荷载作用下具有良好的自复位能力,但承载力低、耗能能力差且底节段混凝土易产生损伤甚至是破坏,影响其安全运营。因此,提高预制节段拼装桥墩的抗震性能,减少底节段内混凝土的损伤,具有重要的研究意义,对CFRP加固技术快速运用到预制拼装桥墩加固中起到重要推动作用。考虑预制节段拼装桥墩在地震荷载作用下底节段混凝土受损严重的情况,本文出于提高底节段混凝土的强度、减少底节段混凝土损伤以及探究CFRP加固的效果的目的,设计三组构件进行拟静力试验,并结合ABAQUS有限元软件对底节段不同的加强方式进行数值模拟,以提高桥墩的抗震性能和减少底节段混凝土的损伤。论文的研究工作主要从以下几个方面展开:（1）通过查阅国内外学者的文献,总结出国内外在预制节段拼装桥墩方面的应用现状、研究现状以及开展的相关实验,归纳出现阶段在预制节段拼装桥墩研究的重点和不足,进而表明本文研究的主要目的和内容。（2）桥墩试验方案设计。根据试验方案的要求,设计并制作了三组预制节段拼装桥墩试件。对试件设计参数、制作流程、试验前期的准备、试验加载装置的放置、测量系统的布置以及试验的流程等方面进行了详细的阐述,并总结了试验过程应注意的事项。（3）试验现象的描述及数据处理。对三个不同工况下的桥墩构件进行拟静力试验,对构件在加载过程中的表观现象进行描述,对采集的位移、荷载、应变以及接缝张开量等数据进行处理,得到不同工况下桥墩的骨架曲线、残余位移、累积耗能、延性特征、刚度退化、钢筋与混凝土应变以及接缝张开量与错动情况,分析其抗震性能。（4）基于ABAQUS有限元软件建立预制节段拼装桥墩模型,简要阐述了有限元建模方法并验证模型。其次,针对底节段混凝土受损严重的情况,提出了四种底节段加强方式。基于ABAQUS进行不同工况下的数值模拟研究,对比分析四种加强方式对桥墩抗震性能的影响以及对底节段混凝土损伤程度的改善。结果表明,粘贴CFRP的桥墩表现出较好的抗震性能,具有较高的承载力,耗能能力较强,残余位移较小。其次,对CFRP的参数敏感性进行了分析,发现改变CFRP层数对桥墩抗震性能的提升并不显著。
关键词：桥梁工程;预制节段拼装桥墩;底节段加强;拟静力试验;抗震性能;数值分析
学科专业：土木工程
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究背景
1.2 预制拼装桥墩的构造形式及其接头分类
1.3 国内外应用现状
1.4 国内外研究现状
1.4.1 国外研究现状
1.4.2 国内研究现状
1.4.3 国内外研究现状分析及存在的不足
1.5 本文的研究目的及研究内容
第2章 预制节段拼装桥墩CFRP加固试验方案
2.1 概述
2.2 试件设计
2.3 试件的材料与特性
2.3.1 混凝土
2.3.2 普通钢筋
2.3.3 预应力钢绞线
2.3.4 碳纤维布
2.4 试件的制作过程
2.5 试验测量系统与加载方案
2.5.1 试验装置
2.5.2 测点布置
2.5.3 加载方案
2.6 试验安装与总体布置
2.7 试验流程与注意事项
2.7.1 试验流程
2.7.2 注意事项
2.8 本章小结
第3章 预制节段拼装桥墩拟静力试验现象与结果分析
3.1 概述
3.2 试验现象描述
3.2.1 试件一试验现象
3.2.2 试件二试验现象
3.2.3 试件三试验现象
3.3 试验结果与分析
3.3.1 滞回曲线
3.3.2 骨架曲线
3.3.3 残余位移
3.3.4 累积耗能
3.3.5 刚度退化
3.3.6 延性特征
3.3.7 节段间接缝张开量变化
3.3.8 底节段混凝土与钢筋应变分析
3.4 本章小结
第4章 底节段加强对预制节段拼装桥墩抗震性能的影响分析
4.1 概述
4.2 ABAQUS简介
4.3 ABAQUS软件建模方法及其验证
4.3.1 ABAQUS软件建模方法
4.3.2 有限元模型的验证
4.4 试件方案设计
4.5 有限元计算结果分析
4.5.1 滞回曲线分析
4.5.2 骨架曲线分析
4.5.3 累积耗能分析
4.5.4 刚度退化曲线分析
4.5.5 残余位移分析
4.5.6 底节段混凝土损伤云图
4.6 CFRP参数敏感性分析
4.7 本章小结
第5章 结论与展望
5.1 结论
5.2 存在的问题及展望
参考文献
致谢