【《预拼桥墩抗震性能国内外探析与应用现状文献综述》4100字】

PAGEPAGEVI预拼桥墩抗震性能国内外研究与应用现状文献综述目录TOC\o"1-3"\h\u25275预拼桥墩抗震性能国内外研究与应用现状文献综述 1201041.1.1国外研究与应用 1287671.1.2国内研究与应用 216594参考文献 5国外研究与应用大约60年前，灌浆套筒这一技术便已问世[6]，并应用于当时正在建设的阿拉莫阿那旅馆中，初步验证了这一连接技术在装配式建筑中的可靠性。为此他还向美国专利局申请了这一技术的发明专利。70年代，套筒连接技术也开始在日本出现并逐渐发展起来，并且日本将最早的一批套筒大量投入到工程应用中，有效应对了日本两次大地震[7-8]。为探究该项技术在预制桥墩中的应用价值，近年来，国外学者针对套筒连接技术以及预制桥墩展开了一系列相关研究。Zhou等[9]对套筒连接件进行了单向拉伸试验，研究套筒尺寸和钢筋的锚固长度对钢筋与灌浆料之间滑动性能的影响；Yao等[10]提出了一种灌浆质量控制模型，可用于收集质量数据，包括灌浆密实度和预制均匀层套筒内部的机械性能。结果表明该方法对于提升灌浆质量检测的正确性有一定帮助；Xue等[11]对注浆材料在高温下的性能情况进行了试验研究，提出了简单的计算方法来预估高温下注浆材料的热性能、强度。实验结果表明，当温度升高时，注浆材料的导热系数和抗压强度与温度成反比，热容和热应变则与温度成正比。Gu等[12]研究了注浆材料的表面刚度与其整体抗压强度之间的内在联系。创造性地利用了平头橡胶塞对灌浆材料进行堵塞，并建立了PVC管中灌浆材料表面硬度与抗压强度的关系曲线。结果表明，通过抗压试验得到的抗压强度实际值与根据表面硬度和强度曲线计算得到的灌浆材料抗压强度转换值之间的相对误差较小；Kim等[13]提出了一种新的预制节段柱，并对其循环性能进行了研究，试验结果表明，该柱的耗能能力良好；Shim等[14]对预应力筋粘结和连续软筋预制桥墩进行了试验研究，结果表明连续纵向配筋对预制墩的抗震性能有很大的提高作用，预制柱在8%位移水平下的预应力表现稳定，且预应力的大小是一个必要的设计考虑，能够显著提高预制桥墩的稳定性。Yang和Okumus[15]使用超高性能混凝土来消除预制桥墩在中等到高等地震活动作用下的损伤后张预应力，采用大尺寸构件试验来评估桥墩试件的损伤。试件承受准静态循环横向加载，超高性能混凝土的使用导致最小的破坏位移远大于地震需求。对比不同试件的滞回响应后发现，在允许剪切滑移的情况下，强度、刚度和能量耗散对剪切滑移的影响大于对材料类型的影响。在无剪切滑移试验中，采用了超高性能混凝土的试件具有较高的强度和刚度；Zhang和Zhai[16]通过将现有的提高桥墩抗震性能的主要措施进行了总结分类，并分析了各种方法的优劣，最后指出还有待深入研究的主要问题；Chen等[17]对高墩的高阶振型对桩基抗震性能的影响进行了研究，提出了采用等效自由度系统和多自由度系统两种方案，并采用将多种分析方法相结合的方式对高墩在高阶模态下对桩基的影响进行了研究。结果表明，墩柱高阶的模态如果被忽略，则桩基的抗震要求会被低估。国内研究与应用我国在1960年左右开始对预制桥梁上部结构拼装技术进行研究，至今已有大约60年的历史，目前施工工艺已经初步发展成熟，可实现在工程实际中大量采用空心板梁、T形梁、小箱梁、预制桥面板等[18]。我国对预制拼装技术在桥梁下部结构的研究起步较晚，到1990年前后才开始预拼桥墩的研究并陆续应用到工程实际中，随后节段拼装技术在上海、杭州，台湾、北京等都多地得到了广泛的应用[19]。王志强等[20]对节段拼装桥墩的研究进展进行了总结，指出了目前研究存在的不足以及后续开展研究的方向，得出了开展预制桥梁抗震性能的研究是需要尽快解决的工程实际问题的结论。并以灌浆套筒连接的预制拼装桥墩试件为研究对象，对其进行抗剪性能及相关试验研究，分析了试件的荷载-位移响应、受力损伤过程及破坏模式，同时探讨了是否设置剪力键及无黏结预应力筋对预拼桥墩抗剪性能的影响。结果表明，这种桥墩的破坏主要为弯剪破坏，其抗剪能力与现浇试件的抗剪性能非常相似。张臻[21]根据高层建筑中的预制柱的特点，设计了几组预制拼装柱的进行拟静力试验，分析比较轴压比和灌浆料强度对预制柱抗震性能的影响，并通过有限元软件进行建模分析，明确了延性系数与构件轴压比以及灌浆料强度之间的关系。明扬[22]为了探究节段拼装桥墩的抗震性能，通过设置无粘结干接缝，并采用后张预应力进行连接，以墩柱的变形情况和延性、极限承载力等为研究参数，对构件的性能进行综合分析，并运用ANSYS软件进行数值模拟，建立相应的有限元模型将模拟结果和试验结果进行对比分析，提出了三种增强预拼桥墩耗能能力的方法。陈亚莉[23]以江北高速公路东延线项目中墩高15m、跨径4×30m典型的连续梁桥为算例，考虑桥墩在使用过程可能承受的各种荷载，并运用迈达斯软件建立该桥梁的的有限元模型，计算出桥墩承受不同荷载时的内力分布规律，提出了对桥梁的整体稳定性影响较大的最不利荷载组合，并将现有的几种优化设计方法进行对比分析，明确了各优化措施对桥墩的受力性能方面的影响规律。并在文中总结出：桥墩连接部位处的局部应力会因为材料强度的提高而略有增强，且墩底的受力最不利。高聪[24]设计制作了2个混凝土节段预制拼装桥墩，将整个柱身均匀划分为几个节段并对其进行静载试验，且进行数值模拟，将模拟结果与试验数据进行对比，讨论构件在破坏过程中的受力情况，最后根据试验结果改进预制桥墩的构造。试验中出现的破坏现象表明节段预制拼装墩的破坏与整体现浇墩的差异并不大，结构整体的破坏都是始于接缝层附近。刘少乾[25]设计了两组节段拼装混凝土桥墩，每个桥墩试件平均分成4个节段，采用自密实混凝土进行浇筑，预应力筋进行连接，最后进行拟静力试验，同时利用OPENSEES软件进行模拟。结果表明试件的破坏形式均为典型的弯曲破坏，且第一节段接缝处混凝土最早达到其极限压应变，总是最先破坏，破坏时箍筋和纵筋均未达到极限强度，试验结果还表明，桥墩的损伤是造成预应力损失的主要因素之一。余文茂[26]设计了9个圆形混凝土柱，其中3个为整体现浇试件，其余为预制柱试件，采用高强混凝土浇筑，并用ABAQUS软件进行数值模拟，对配筋率和轴压比等参数对试件抗震性能的影响进行研究。最后还对预制柱的承载力进行计算，结果表明，轴压比较小时，计算结果与数值模拟和试验结果较为吻合，但轴压比较大时差异较大。陆斌等[27]对东海大桥节段预制墩柱施工过程进行了介绍，总结出实际建设时节段预制桥墩最主要的三个问题是墩柱节段的吊装、吊装过程中的精度控制以及接头处拼接缝的质量控制。卢永成等[28]对上海长江大桥整体的结构设计和施工过程、预制方案以及拼装过程中的连接方案进行了总结，指出墩柱节段间以及墩柱与承台节段间的接缝采用现浇混凝土是最理想的处理办法。安宏科和程建红[29]根据固霸特大桥的施工资料，从套筒、钢筋、模板、墩柱安装及混凝土浇筑等方面进行介绍，总结了钢筋绑扎和套筒安装、注浆、接缝处理等流程，并将需要解决的关键技术问题进行了罗列总结。樊泽等[30]为了研究套筒在墩底的连接位置对桥墩抗震性能的影响，利用ABAQUS软件分别对套筒预埋于桥墩和基础这两种位置进行建模分析，并设置整体现浇试件为对照组。结果表明，两种套筒连接位置的预制墩与现浇桥墩的抗震性能基本相当。郑清林[31]为了进一步对套筒的灌浆缺陷进行研究，制作了70个套筒灌浆缺陷连接件、2个装配式混凝土梁和5个预制混凝土柱进行研究，并对X射线检测灌浆缺陷的方法进行了探索。吴玉龙等[32]对用于检测半灌浆套筒内部钢筋锚固长度的内窥检测法进行了分析论述，该技术可实现对套筒内连接钢筋锚固长度的测量。陈春晖等[33]对采用套筒连接的预制柱进行了多种试验研究，并研发出了一种平行试件。结果表明套筒接头力学性能可满足要求。郭庆杰[34]研究了对采用灌浆套筒连接的装配式桥墩的静力行为，设计制作了9个灌浆饱满的全灌浆套筒试件和9个有灌浆缺陷的全灌浆套筒试件进行力学性能研究，并借助有限元软件对此类桥墩进分析，模拟了桥墩推覆的全过程。总结了套筒表面应变的分布和伸展的规律、钢筋应变的规律和钢筋滑移量的规律。刘阳[35]根据广东省的一座装配式桥墩的尺寸，按1:4的缩尺比例制作了三组试件，分别是2个整体现浇试件和4个采用套筒连接的桥墩试件，并对三组试件分别进行拟静力试验以及单向加载试验。同时还采用ABAQUS软件对上述3组桥墩进行数值模拟。结果表明，桥墩试件的破坏主要发生在墩柱与承台连接处，且破坏时与套筒相连的钢筋达到屈服强度，但套筒尚未屈服，可见采用套筒连接的桥墩也能和现浇桥墩一样保证结构整体受力。参考文献仉振锴.绿色装配式建筑产业发展分析[J].中国建筑金属结构,2021(1):18-19.王文东.轴力水平对套筒浆锚连接柱的抗震性能影响研究[D].重庆大学,2016.古栋列.装配式建筑产业化发展面临的困境分析及对策探讨[J].绿色环保建材,2021(1):149-150.吕飞.装配式结构节点半灌浆套筒连接性能试验与分析[D].安徽理工大学,2018.李志远,陈欢欢.灌浆套筒在混凝土预制构件中的应用[J].建筑机械化,2019,40(10):54-56.AYee.NewPrecastPrestressedSystemSavesMoneyInHawaiiHotel[J].PCIJournal.1973,18(3):10-13.SOliva,LLazzeretti.Adaptation,adaptabilityandresilience:therecoveryofKobeaftertheGreatHanshinEarthquakeof1995[J].Routledge,2017,25(1):67-87.IKim,T‐KHong.AzimuthalSeismicAnisotropyintheUpperCrustoftheJapaneseIslandsInducedbythe2011Tohoku‐OkiMegathrustEarthquake[J].GeophysicalResearchLetters,2018:12793-12803.YHZhou,Y-COu,GCLee.Bond-slipresponsesofstainlessreinforcingbarsingroutedducts[J].EngineeringStructures,2017,141:651-665.FYYao,YBJi,WJTong,etal.Sensingtechnologybasedqualitycontrolandwarningsystemsforsleevegroutingofprefabricatedbuildings[J].AutomationinConstruction,2021,123:15-19.CCXue,CXSu,MYu.ExperimentalStudyontheThermal-MechanicalPropertiesandDegradationofSleeveGroutingMaterialatElevatedTemperatures[J].JournalofMaterialsinCivilEngineering,2021,33(2):25-32.SGu,YQWu,XDWang.Nondestructivetestingofstrengthofsleevegroutingmaterialinprefabricatedstructurebasedonsurfacehardnessmethod[J].ConstructionandBuildingMaterials,2020,263:18-24.DHKim,DYMoon,MKKim.Experimentaltestandseismicperformanceofpartialprecastconcretesegmentalbridgecolumnwithcast-in-placebase[J].EngineeringStructures,2015,100:178-188.CShim,SYLee,SPark.Experimentsonprefabricatedsegmentalbridgepierswithcontinuouslongitudinalreinforcingbars[J].EngineeringStructures,2017,132:671-683.CCYang,POkumus.Ultrahigh-PerformanceConcreteforPosttensionedPrecastBridgePiersforSeismicResilience[J].JournalofStructuralEngineering,2017,143(12):04017161.Y-YZhang,YZhai.ImprovementsinSeismicPerformanceofPrefabricatedBridgePiers[J].JournalofHighwayandTransportationResear