外包鋼板加固鋼筋混凝土橋墩銹蝕后的力學(xué)性能研究.pdf

1、高架橋作為交通網(wǎng)絡(luò)中的重要組成部分，當(dāng)?shù)卣饋砼R時，高架橋能否正常使用決定了救災(zāi)物資能否第一時間內(nèi)運(yùn)進(jìn)災(zāi)區(qū)以及地震傷員能否第一時間得到救治，所以它們的安全性顯得異常重要。諸多地震災(zāi)害調(diào)查報告表明，橋梁在地震過程中發(fā)生嚴(yán)重破壞甚至倒塌主要是由于橋墩的破壞所致。由于鋼筋混凝土橋墩在地震作用下容易在柱腳附近造成損傷，作為該類橋墩的加固方法，在鋼筋混凝土橋墩周圍包裹鋼板的方法得到廣泛采用。然而實(shí)際使用中發(fā)現(xiàn)，由于積水、腐蝕環(huán)境等的影響，鋼板出現(xiàn)了

2、不同程度的銹蝕現(xiàn)象，這些由銹蝕引起的損傷對于外包鋼板加固鋼筋混凝土橋墩產(chǎn)生多大影響，需要通過試驗(yàn)和數(shù)值模擬方法加以研究。
　　本文以外包鋼板加固鋼筋混凝土橋墩為研究對象，采用二維和三維彈塑性有限元分析方法，研究不同銹蝕模式以及由銹蝕引起的鋼板與混凝土間粘結(jié)性能退化對橋墩水平承載力與滯回性能的影響規(guī)律。開展的研究工作以及得出的主要結(jié)論如下：
　?。?）建立二維彈塑性有限元分析模型研究橋墩底部附近鋼板銹蝕率、銹蝕模式等參數(shù)對橋墩

3、水平承載力的影響。研究發(fā)現(xiàn)橋墩的水平承載力隨著底部鋼板銹蝕率的增加而減小。對于腹板而言，局部銹蝕模式引起的水平承載力劣化遠(yuǎn)大于均勻銹蝕模式。
　　（2）建立三維彈塑性有限元分析模型研究橋墩底部鋼板銹蝕位置、鋼板厚度方向銹蝕程度、寬度方向銹蝕范圍、以及由銹蝕導(dǎo)致的鋼板-混凝土界面粘結(jié)性能退化等參數(shù)對橋墩水平承載力的影響。研究發(fā)現(xiàn)，鋼板底部附近高度方向小范圍的局部銹蝕對橋墩水平承載力影響不大；當(dāng)腹板底部寬度方向局部銹蝕時，橋墩水平承載

4、力的退化程度與鋼板銹蝕位置、厚度方向銹蝕深度以及銹蝕影響范圍等密切相關(guān)，而翼緣底部寬度方向局部銹蝕時橋墩水平承載力的退化程度僅與厚度方向銹蝕深度以及銹蝕影響范圍相關(guān)，與銹蝕位置無關(guān)；隨著鋼板與混凝土界面粘結(jié)性能的不斷退化，兩者協(xié)同工作能力不斷下降，橋墩的水平承載力也逐漸降低。
　?。?）建立以底部鋼板銹蝕程度、鋼板與混凝土界面粘結(jié)性能為變化參數(shù)的三維彈塑性有限元分析模型，從骨架曲線、延性系數(shù)、剛度退化系數(shù)、等效粘滯阻尼系數(shù)等四個方