整体式桥台—桩节点抗震性能试验研究

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1、整体式桥台-桩节点抗震性能试验研究ExperimentalResearchonSeismicBehaviorofIntegralAbutment–PileJoint学科专业：结构工程作者姓名：齐朝阳指导教师：赵秋红研究员天津大学建筑工程学院二零一七年五月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡

2、献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日摘要整体式桥台桥梁是一种在桥台处取消伸缩缝和支座，将主梁和桥台刚接，并在桥台底部设置

3、柔性桩以吸收上部结构变形的一种桥梁形式。由于养护维修少、全寿命周期成本低和抵抗灾害的整体性较高等原因，受到了越来越多桥梁设计人员的关注。在地震作用下，整体式桥台桥梁的桥台-台后土及桩-桩周土直接参与抵抗地震作用，在一定程度上改变了桥台-桩节点的受力情况和破坏模式，也提高了对桩基础的柔性要求。目前关于整体式桥台-桩节点抗震性能的研究尤其是试验研究非常有限，限制了该桥型的进一步研究和应用发展。因此，针对整体式桥台-桩节点的抗震性能试验研究具有较好的理论及工程意义。本文重点阐述了对六个整体式桥台-H型钢桩节点试件进行的低

4、周往复拟静力试验及数据分析，研究了在不同的钢桩朝向下，节点局部采用橡胶混凝土和钢桩端部包裹橡胶板这两种改进型做法与传统做法相比对节点抗震性能的影响。利用ABAQUS建立了试验构件的有限元模型并进行了滞回分析，与试验结果进行比对验证了模型的正确性，并在此基础上进行了一系列的推覆分析，对轴压比、橡胶掺量、钢材型号和橡胶板厚等主要设计参数进行了参数分析。主要结论如下：（1）H型钢桩朝向对于节点抗震性能影响较大，弱轴试件的节点耗能能力和抗弯承载力明显低于强轴试件，而破坏位移和延性均大于强轴试件。（2）局部采用橡胶混凝土后，

5、混凝土裂缝明显减少，试件的初始侧向刚度降低，但刚度退化速度减慢。对试件的承载力影响较小，但会增大屈服位移，不利于整体系统延性的提升；对阻尼系数的影响较小，一定程度上降低了系统耗能总量。（3）在钢桩端部包裹橡胶板后，试件在加载前期初始抗侧刚度明显降低，但在加载后期抗侧刚度变化较小。试件抗弯承载力明显降低，破坏位移增大，系统延性在一定程度上得到改善。包裹橡胶板后节点后期承载力退化更为明显。（4）随着轴压比的增加，整体式桥台-桩节点的抗弯承载力降低；绕弱轴弯曲试件的初始刚度降低，节点的位移能力也明显下降，但对于绕强轴弯曲

6、试件影响不明显。橡胶掺量的变化对节点抗弯承载力、初始刚度和位移能力的影响较小。在一定范围内，提高钢材型号能够明显增加节点的抗弯承载力。随着橡胶板厚度的增加，节点初始刚度及抗弯承载力降低，位移能力增加。关键词：桥梁工程，整体式桥台桥梁，整体式桥台-桩节点，抗震性能IIIABSTRACTIntegralabutmentbridgeseliminatetheexpansionjointsandbearingsattheabutment,andtheabutmentwallsareconnectedmonolithical

7、lywiththegirders.Thegirderdeformationisaccommodatedbytheflexiblepilesbelowtheabutment.Integralabutmentbridgeisreceivingmoreandmoreattentionfrombridgedesigners，resultingfromeasiermaintenance,reducedcosts,andanenhancedcapacityofresistingcatastrophicevents.Whenth

8、eearthquakeoccurs,theabutment,backfill,pilesandfoundationsoilallparticipateinresistingtheearthquake,whichchangestheloadconditionandthefailuremodeofabutment-pilejoint,andimprovesthe