酸雨环境下钢管混凝土桥墩抗震性能研究

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1、国内图书分类号：U442.5+5密级：公开国际图书分类号：624西南交通大学研究生学位论文酸雨环境下钢管混凝土桥墩抗震性能研究年级2015级姓名邓歆玥申请学位级别工学硕士专业桥梁与隧道工程指导教师周凌远教授二〇一八年五月ClassifiedIndex:U442.5+5U.D.C:624SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisStudy on Seismic Behaviors of Concrete-filled Steel Bridge Pier under Acid Rain Attack

2、 Grade:  2015Candidate:  Deng XinyueAcademic Degree Applied for:  Master of EngineeringSpeciality:Bridge and tunnel engineeringSupervisor:  Prof. ZhouLingyuanMay,2018西南交通大学硕士研究生学位论文第I页摘要钢管混凝土桥墩作为一种新型桥墩结构形式，充分结合了钢与混凝土各自的材料优势，具有承载力高、延性好、施工简便等特点，使其在工程中得到了越来越广泛的应用。而随着全球工业化进程的不断

3、推进和发展，酸雨已成为目前地球上最恶劣的环境腐蚀之一，处于酸雨环境中的钢管混凝土桥墩会不可避免地受到酸雨的腐蚀作用，从而导致其刚度的降低和抗震性能的退化。因此对钢管混凝土结构在酸雨腐蚀环境下抗震性能退化规律的把握具有十分重要的工程指导意义。论文针对酸雨环境下钢管混凝土桥墩的抗震性能退化的问题开展研究，主要研究内容如下：（1）首先基于纤维截面模型，利用OpenSees有限元分析软件，建立了往复荷载作用下钢管混凝土柱的有限元模型，将计算分析所得滞回曲线与试验结果进行对比分析验证了论文分析模型的合理性。（2）以我国严重酸雨区西南地区某公路跨线立交桥

4、的钢管混凝土独柱式桥墩为背景，在上述分析模型的基础上，考虑了酸雨腐蚀造成的钢材弹性模量和强度折减，构建了酸雨腐蚀后钢管混凝土桥墩性能劣化分析模型，对其抗震性能的变化规律进行了分析研究，并通过改变不同的设计参数，分析了钢管混凝土桥墩在不同腐蚀率和不同轴压比下的抗震性能及其变化规律。结果表明，当轴压比相同时，随着对钢管腐蚀率的增大，桥墩的抗震性能逐渐降低。而在一定范围内增大轴压比，可以充分发挥钢管和混凝土间的套箍效应从而提高其承载能力，但过大的轴压比会使结构受到更大的损伤，导致承载力迅速降低。（3）拟合了与实际桥梁工程场地反应谱吻合的E1地震波和

5、E2地震波各三条，对不同腐蚀率下的桥墩进行了动力时程分析。通过分析得到桥墩抗震性能的演化规律：随着腐蚀率的增大，墩顶最大位移增大，墩底最大弯矩均值逐渐减小而最大曲率均值逐渐增大。在E1地震作用下，弯矩-曲率曲线基本呈线性分布，而在E2地震作用下有明显的能量耗散，并随着腐蚀率的变化非线性能量耗散越来越明显。关键词：钢管混凝土桥墩；酸雨；抗震性能；性能退化；时程分析西南交通大学硕士研究生学位论文第II页AbstractAs a new type of bridge pier structure, the concrete-filled steel

6、 bridge piers give full play to the respective material properties of steel and concrete.Due to the characteristics of high bearing capacity, good ductility and easy construction, etc, theconcrete-filled steel bridge piers has been more and more widely used in engineering. 

7、With the continuous advancement and development of the global industrialization, acid rain has become one of the worst environmental corrosion on earth.The concrete-filled steel piers in the acid rain environment will inevitably be corroded by acid rain, which will lead to 

8、the low stiffness and seismic performance degradation. Therefore, it is of great s