内填部分混凝土箱形截面钢桥墩的滞回性能研究

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1、四川建筑科学研究第38卷第1期14SichuanBuildingScience2012年2月内填部分混凝土箱形截面钢桥墩的滞回性能研究王跃东，高圣彬(上海交通大学土木工程系，上海200240)摘要：首先，利用试验方法对内填部分混凝土箱形截面钢桥墩在承受水平反复荷载作用下的滞回性能进行研究，探讨翼缘宽厚比参数和混凝土填充率对钢桥墩滞回性能的影响。然后，采用弹塑性有限元分析方法，对试验结果进行数值模拟。研究结果表明，钢桥墩的延性随着翼缘宽厚比的减小和混凝土填充率的提高而得到显著提高。由数值模拟得到的试件的滞回曲线、钢板局部屈曲模态等，与试验结果吻合较好。关键词：内填部分混凝土箱形截面

2、钢桥墩；水平反复荷载；滞回性能；局部屈曲模态中图分类号：U443．22文献标识码：A文章编号：1008—1933(2012)01—014一o5Research0nthehystereticbehaviorsofpartiallyconcrete．filledsteelb●ox-secti■on-Dri●dlgep~●ersWANGYuedong，GA0Shengbin(DepartmentofCivilEngineering，ShanghaiJiaotongUniversity，Shanghai200240，China)Abstract：Thispaperaimstoinvest

3、igatethehystereticbehaviorsofpartiallyconcrete·-filledsteelbox-sectionbridgepierssubjectedtoaconstantverticalloadaswellascyc~chorizontalloading．Theefectsofflangeplatewidth-thicknessratioandtheheightoffilled—inconcreteonthehystereticbehaviorsofthepiersarestudied．Thenanaccurateelasto—plasticfin

4、iteelementformulationispresentedtopredictthehysteretiebehaviorsandfailuremodesoftwopiers．Itisconcludedthatthedecreaseintheflangeplatewidth—thicknessratioandtheincreaseintheheightoffilled—inconcretecangreatlyimprovetheductilitybehaviorofsteelbridgepiers．Thehystereticcurvesandfailuremodesofthep

5、ierspredictedbynumericalanalysiscoincidewellwiththeexperimentalresults．Keywords：partiallyconcrete—filhdsteelbridgepier；cyclichorizontalloading；hysteretiebehavior；localbucklingmode抗震性能，比如高强度、高变形以及良好的能量吸收0引言能力，而且由于具有不需要额外支护施工模板，可以箱形截面钢桥墩的主要优点有轻质、占地面积大大缩短施工工期，能够提高钢桥墩的防车辆撞击小、施工工期短、补强加固容易、造型美观等，但在

6、地能力等优点，近年来对混凝土部分填充钢桥墩的抗震反复荷载作用下纯钢桥墩的根部附近容易出现局弯性能研究，吸引了很多学者的关注3引。本文通过部屈曲，从而导致钢桥墩的延性变得较差。为了提对4个内填混凝土箱形截面钢桥墩试件进行试验研高箱形截面钢桥墩的延性性能，在钢桥墩中填充部究，探讨钢桥墩的翼缘宽厚比、混凝土填充率等参数分混凝土，是一种行之有效的方法。在钢桥墩中填对钢桥墩滞回性能和破坏模态的影响。此外，采用充部分混凝土后，既可以提高桥墩的防车辆撞击能三维弹塑性有限元分析方法对其中两个试件进行了力，又可以提高其抵抗水平地震力的能力。与全填数值模拟，由计算得到的试件的滞回曲线、破坏模态充混凝

7、土的钢桥墩相比，填充部分混凝土的钢桥墩等，与试验结果吻合较好。由于自重轻，可以减少基础的负担。此外，只在弯矩较大的桥墩根部附近填充混凝土，符合结构的力学1试件及数值模型概要性能要求¨。1．1试件及加载方式由于混凝土部分填充钢桥墩不仅能提供显著的本文的分析对象为内填部分混凝土后的钢桥墩，其结构示意如图1所示。根据研究目的，在钢桥收稿日期：2010—118墩长细比为0．32的情况下，对混凝土填充高度分别作者简介：王跃东(1986一)，男，河北邢台人，硕士研究生，主要从事为钢桥墩高度的