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    車輛撞擊下UHPC連接預(yù)制拼裝橋墩動(dòng)力響應(yīng)及耐撞性能優(yōu)化

    2021-11-09 00:48:08王銀輝馮澤牛
    關(guān)鍵詞:墩底杯口撞擊力

    王銀輝,馮澤牛,羅 征

    (1. 重慶交通大學(xué) 土木工程學(xué)院,重慶 400074; 2. 浙大寧波理工學(xué)院 土木建筑工程學(xué)院,浙江 寧波 315000)

    0 引 言

    隨著城市發(fā)展需求,裝配式施工在城市橋梁建設(shè)中被越來越多的采用,高架橋梁建設(shè)和機(jī)動(dòng)車的數(shù)量逐年增加,車輛撞擊橋墩事故也接連發(fā)生。當(dāng)預(yù)制拼裝橋墩遭受動(dòng)力荷載作用時(shí),承臺(tái)與立柱連接部位因混凝土與鋼筋不連續(xù)易出現(xiàn)破壞;一旦發(fā)生嚴(yán)重破壞將極有可能導(dǎo)致整橋坍塌,造成不必要的經(jīng)濟(jì)損傷和人員傷亡。因此對(duì)其在車輛撞擊下的動(dòng)力響應(yīng)研究具有重要意義。

    進(jìn)行實(shí)際的車輛撞擊橋墩試驗(yàn)難度系數(shù)大,成本高,故多數(shù)研究者采用有限元方法對(duì)車-橋墩撞擊問題進(jìn)行分析。如:陳林等[1]、周德源等[2]、王向陽等[3]分別對(duì)車輛撞擊下鋼筋混凝土橋墩動(dòng)力響應(yīng)及損傷特征進(jìn)行了分析;曹偉等[4]、徐鑫[5]分別通過有限元分析了車輛撞擊橋墩的損傷特征,并提出了相應(yīng)的防撞措施。以上都是對(duì)普通鋼筋混凝土的抗撞性能研究。

    目前對(duì)于預(yù)制拼裝橋墩,ZHANG Xihong等[6-7]進(jìn)行了縮尺節(jié)段墩柱擺錘沖擊試驗(yàn),采用擺錘裝置對(duì)3個(gè)(100×100×800)mm的方形RC柱進(jìn)行了沖擊試驗(yàn)研究。試驗(yàn)測(cè)試了2個(gè)預(yù)制裝配柱和1個(gè)傳統(tǒng)的整體式RC柱,以比較沖擊荷載下的節(jié)段裝配柱性能。試驗(yàn)結(jié)果表明:節(jié)段裝配柱比整體式RC柱更柔韌,導(dǎo)致峰值沖擊力更低,持續(xù)時(shí)間更長(zhǎng);與整體式柱相比,在沖擊荷載下,節(jié)段裝配柱表現(xiàn)出更好的抗沖擊性能,具有相近的能量消散能力和更小的剩余位移及混凝土損傷。T.V.DO等[8]根據(jù)文獻(xiàn)[6-7]的試驗(yàn)結(jié)果,建立了校正過的數(shù)值模型,并借此研究了節(jié)段拼裝橋墩在車輛撞擊作用下的行為。C.S.SHIM等[9]進(jìn)行了縮尺節(jié)段拼裝墩柱抗震性試驗(yàn),所有測(cè)試的墩柱最終破壞形式均表現(xiàn)為在基座附近的塑性鉸鏈區(qū)域發(fā)生彎曲破壞。黃云青[10]分析了橋墩墩底連接方式,采用3種不同的連接形式研究了其對(duì)預(yù)制拼裝橋墩抗震性能的影響。

    總體來看,大多數(shù)學(xué)者都是基于車輛撞擊下對(duì)普通鋼筋混凝土橋墩的動(dòng)力響應(yīng)分析,對(duì)預(yù)制拼裝橋墩的抗車輛撞擊性能研究還較少。對(duì)UHPC連接預(yù)制拼裝橋墩在外部荷載作用下的研究,主要集中在評(píng)估與優(yōu)化其抗震性能上[11-12]。UHPC連接預(yù)制橋墩在沖擊和爆炸載荷下的力學(xué)行為報(bào)道尚不多見。裝配式施工具有節(jié)能、環(huán)保、高效等優(yōu)勢(shì),目前越來越多城市的跨線橋梁建設(shè)采用裝配式施工,因此對(duì)預(yù)制拼裝橋墩耐撞性能研究及優(yōu)化具有一定的必要性。

    在上述背景下,筆者采用LS-DYNA對(duì)車輛撞擊橋墩動(dòng)力響應(yīng)進(jìn)行了研究。以UHPC連接預(yù)制拼裝橋墩和普通混凝土橋墩作為研究對(duì)象,通過數(shù)值模擬對(duì)兩者的耐撞性能進(jìn)行分析對(duì)比,研究這兩者在車輛撞擊下橋墩的撞擊力,變形發(fā)展規(guī)律及內(nèi)力響應(yīng)異同。同時(shí)對(duì)預(yù)制拼裝橋墩耐撞性能進(jìn)行了優(yōu)化分析,通過設(shè)置接縫鋼筋直徑,接縫處摩擦系數(shù)及下接縫處UHPC高度等關(guān)鍵參數(shù)對(duì)其動(dòng)力響應(yīng)及損傷特征進(jìn)行了合適的優(yōu)化。

    1 工程概況

    筆者以寧波市機(jī)場(chǎng)快速路南延南段高架橋?yàn)楸尘?,?jì)算分析其某標(biāo)段處的預(yù)制拼裝橋墩在車輛撞擊擊下的動(dòng)力響應(yīng)。

    該預(yù)制拼裝橋墩的樁基和承臺(tái)現(xiàn)澆,立柱和蓋梁預(yù)制后現(xiàn)場(chǎng)拼裝。蓋梁、立柱、承臺(tái)之間通過現(xiàn)澆超高性能混凝土(UHPC)濕接縫連接。預(yù)制立柱采用直立柱形式,混凝土強(qiáng)度等級(jí)C40,柱身尺寸為1.8 m×1.8 m。上下兩端設(shè)置杯口,杯口尺寸為(2.3×2.3×1.0)m,腔壁厚度為230~240 mm,腔壁四周預(yù)埋4φ80的金屬波紋管,用于灌注空腔內(nèi)的UHPC,后澆帶高度為500 mm。預(yù)制蓋梁混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C40,尺寸為(7.337×2.400×2.000)m,頂面預(yù)埋4φ80的金屬波紋管,用于灌注空腔內(nèi)的UHPC,如圖1。考慮實(shí)際工程,承臺(tái)頂面埋入地下0.8 m,故筆者將車輪底面設(shè)置在離承臺(tái)頂面0.8 m處。

    圖1 節(jié)段拼裝橋墩立面(單位:m)Fig. 1 Elevation of segmental assembled pier

    2 有限元模型建立

    筆者為研究節(jié)段拼裝橋墩在車輛撞擊下的動(dòng)力響應(yīng),以實(shí)際工程中的預(yù)制拼裝橋墩為對(duì)象,并與整體現(xiàn)澆混凝土橋墩進(jìn)行對(duì)比分析。整澆橋墩立柱尺寸為(1.8×1.8×7.8)m,與拼裝橋墩不同,立柱兩端無杯口,其余尺寸均相同。采用Hypermesh/LS-DYNA軟件建立有限元模型,并對(duì)預(yù)制拼裝橋墩和整體現(xiàn)澆橋墩進(jìn)行抗撞性能分析。

    預(yù)制拼裝橋墩立柱兩端雖有杯口,但對(duì)該兩種橋墩進(jìn)行防撞性能對(duì)比影響不大。由于杯口主要作用相當(dāng)于是UHPC濕接縫模板,目的是為減少施工難度,加快施工進(jìn)度;且UHPC強(qiáng)度遠(yuǎn)大于混凝土,在動(dòng)力荷載作用下UHPC為主要受力部位,故立柱兩端杯口差異對(duì)兩種橋墩整體動(dòng)力響應(yīng)影響不大。

    2.1 車輛模型

    車輛采用NCAC提供的1995年福特F800中型卡車模型,見圖2??ㄜ囓囬L(zhǎng)為8.5 m,輪距為5.3 m,總重為8.40 t,其中發(fā)動(dòng)機(jī)重為0.64 t,貨物為6.40 t??ㄜ囓嚿怼⒇浵涞染捎肧hell單元模擬,發(fā)動(dòng)機(jī)和貨物采用彈性Soild單元模擬,整個(gè)卡車模型約由35 000個(gè)單元組成[13]。該卡車模型在橋墩碰撞分析中的有效性已被文獻(xiàn)[14]驗(yàn)證,故筆者將其作為撞擊車輛進(jìn)行分析。

    圖2 福特F800卡車模型Fig. 2 Ford F800 truck model

    2.2 橋墩模型

    橋墩模型混凝土采用單點(diǎn)積分Soild單元建立,其中:C40混凝土材料使用*MAT_CSCM_CON CRETE模擬,UHPC材料使用*MAT_CSCM模擬。HRB400鋼筋通過Beam單元建立,使用雙線性-塑性材料*MAT_PLASTIC_KINEMATIC模擬。劃分網(wǎng)格時(shí),立柱作為主要碰撞對(duì)象,網(wǎng)格尺寸約為65 mm,蓋梁和承臺(tái)網(wǎng)格尺寸約為100 mm,并于自身鋼筋共節(jié)點(diǎn)。節(jié)段橋墩立柱和承臺(tái)、蓋梁之間通過接縫鋼筋和UHPC共節(jié)點(diǎn)連接。具體參數(shù)見表1。

    表1 C40混凝土與HRB400鋼筋材料參數(shù)Table 1 Material parameters of C40 concrete and HRB400 steel

    UHPC與混凝土之間接觸摩擦系數(shù)也是一個(gè)十分關(guān)鍵因素。參考國(guó)內(nèi)外對(duì)于UHPC和混凝土直剪推出試驗(yàn)來確定兩者之間的摩擦系數(shù),筆者參考文獻(xiàn)[15],將摩擦系數(shù)設(shè)置為1.33。普通混凝土橋墩則將立柱、蓋梁、承臺(tái)及自身鋼筋通過共節(jié)點(diǎn)連接。車輛與橋墩撞擊面采用面-面自動(dòng)接觸,摩擦系數(shù)設(shè)置為0.3??紤]橋墩軸壓比為0.1,根據(jù)N=ufcA,可以得到上部質(zhì)量塊重量,其中:N為軸力設(shè)計(jì)值;u為軸壓比;fc和A分別為混凝土軸心抗壓強(qiáng)度和截面面積。為使上部質(zhì)量塊重力傳至橋墩,重力加速度采用*LOAD_BODY_Z模擬,并將質(zhì)量塊Z方向約束釋放,其余全約束,保證在碰撞過程中軸壓比保持不變??紤]實(shí)際情況中承臺(tái)埋入地下,因此對(duì)承臺(tái)底部施加全約束。

    3 材料本構(gòu)模型

    為得到節(jié)段拼裝橋墩濕接縫處的UHPC材料的本構(gòu)模型,筆者采用LS-DYNA中的*MAT_CSCM(MAT_159)材料來模擬UHPC。通過UHPC試塊軸壓試驗(yàn)得到其抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值和文獻(xiàn)[16]的UHPFRC梁低速?zèng)_擊試驗(yàn)來驗(yàn)證車輛-橋墩碰撞模型的有效性和可靠性。參考文獻(xiàn)[6]CSCM模型本構(gòu)參數(shù)計(jì)算公式得到相應(yīng)參數(shù),見表2。UHPC立方體試塊軸壓試驗(yàn)與應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系如圖3;UHPFRC梁落錘沖擊試驗(yàn)沖擊力和跨中撓度時(shí)程曲線如圖4。由圖3、4可知:該試驗(yàn)曲線與有限元結(jié)果比較吻合,故筆者采用CSCM本構(gòu)模型對(duì)UHPC材料進(jìn)行模擬。

    表2 CSCM模型本構(gòu)參數(shù)Table 2 Constitutive parameters of CSCM model

    圖3 UHPC立方體試塊軸壓試驗(yàn)與應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系Fig. 3 Relationship between axial compression test and stress-strain of UHPC cube specimen

    圖4 UHPFRC梁落錘沖擊試驗(yàn)沖擊力和跨中撓度時(shí)程曲線Fig. 4 Time history curve of impact force and mid-span deflection in drop hammer impact test of UHPFRC beam

    4 車輛撞擊下橋墩防撞性能對(duì)比

    在實(shí)際車撞橋墩事故中,跨線橋墩在超速車輛撞擊下,易發(fā)生嚴(yán)重破壞。因此將車輛初始速度設(shè)置為80、100、120 km/h,并作為唯一變量。通過建立橋墩、車輛模型,在相同的軸壓比、撞擊位置及混凝土強(qiáng)度下進(jìn)行模擬分析。橋墩在車輛撞擊下,主要安全隱患為墩底處產(chǎn)生剪切破壞,導(dǎo)致整橋坍塌;故主要對(duì)其承臺(tái)與立柱連接進(jìn)行分析,并優(yōu)化。

    4.1 側(cè)向位移包絡(luò)曲線對(duì)比

    考慮到拼裝柱兩端為杯口形,為得到合理的水平位移與整澆柱進(jìn)行對(duì)比分析,通過提取位移時(shí)程曲線,觀察在其峰值時(shí)刻,并將該時(shí)刻位移單獨(dú)提取并繪制側(cè)向位移包絡(luò)曲線。

    拼裝柱和整澆柱不同時(shí)刻位移如圖5。從圖5可知:在碰撞過程中,拼裝柱和整澆柱剛開始最大位移基本都位于墩中附近,在120 km/h速度下,拼裝柱最大水平位移接近3.5 mm,比整澆柱高出一倍左右;隨著碰撞進(jìn)行,墩頂位移超過墩中位移,墩柱整體位移逐漸減??;整個(gè)碰撞過程中,整澆柱的墩底位移幾乎為0,而拼裝柱墩底則存在較小的水平位移,這是由于立柱和承臺(tái)通過現(xiàn)澆UHPC濕接縫連接,而整澆柱則是通過立柱承臺(tái)固結(jié);隨著撞擊速度增加,兩個(gè)橋墩的振動(dòng)更加劇烈,但相比之下拼裝柱振動(dòng)頻率要低于整澆柱,且振動(dòng)幅度下降快,尤其是當(dāng)速度在100 km/h時(shí),拼裝柱水平位移下降明顯,在0.1 s后拼裝柱整體側(cè)向位移變化幅度不大,而整體柱變化幅度明顯高于拼裝柱,且拼裝柱最大水平位移約有0.5 mm,而整澆柱接近1 mm左右。這表明,拼裝柱能快速減緩橋墩在動(dòng)力荷載作用后產(chǎn)生的振動(dòng),降低橋墩后續(xù)損傷。

    綜上,預(yù)制拼裝橋墩在剛受到車輛撞擊時(shí)產(chǎn)生的水平位移要大于整體現(xiàn)澆橋墩,但當(dāng)碰撞結(jié)束后,兩者殘余位移十分接近。

    4.2 撞擊力對(duì)比

    在3組不同撞擊速度下的拼裝柱和整澆柱撞擊力時(shí)程曲線如圖6。這兩者撞擊力曲線十分接近,變化規(guī)律基本相同,撞擊力在0.05 s之內(nèi)達(dá)到峰值,隨后迅速衰弱,撞擊速度越快,衰弱越明顯。當(dāng)速度從80 km/h增加到120 km/h時(shí),撞擊力峰值從由保險(xiǎn)杠碰撞產(chǎn)生的第1個(gè)峰值轉(zhuǎn)至由發(fā)動(dòng)機(jī)碰撞產(chǎn)生的第2個(gè)峰值,并約在0.2 s時(shí)撞擊力降至0,碰撞過程結(jié)束。這與實(shí)際車輛在撞擊過程中隨速度改變而產(chǎn)生的撞擊力峰值變換規(guī)律相符。

    其中:撞擊力峰值和撞擊速度成正相關(guān),在速度為80 km/h時(shí),撞擊力峰值接近3 250 kN;當(dāng)速度達(dá)到120 km/h時(shí),撞擊力峰值約是80 km/h下的4倍;隨著速度增加,整澆柱撞擊力峰值逐漸超過了拼裝柱。導(dǎo)致這一結(jié)果原因可解釋為:在車輛撞擊下(參照?qǐng)D5),拼裝柱產(chǎn)生的位移大于整澆柱,起到了一定緩沖作用,從而導(dǎo)致整澆柱撞擊力峰值高于拼裝柱。

    4.3 損傷對(duì)比

    車輛撞擊下的橋墩損傷一般都有局部和整體損傷。當(dāng)汽車剛接觸橋墩時(shí),撞擊位置附近會(huì)出現(xiàn)明顯局部損傷,隨著碰撞發(fā)展,橋墩墩頂、墩底及其他部位都會(huì)出現(xiàn)一定損傷,最終導(dǎo)致整體損傷。圖7為橋墩等效塑性應(yīng)變?cè)茍D。

    圖7 橋墩等效塑性應(yīng)變?cè)茍DFig. 7 Equivalent plastic strain nephogram of pier

    從圖7可見:在撞擊速度較小時(shí),預(yù)制拼裝橋墩主要損傷區(qū)域在被撞擊處和立柱與杯口過渡處,整澆橋墩主要集中在撞擊處;當(dāng)撞擊速度達(dá)到120 km/h時(shí),整澆墩與拼裝墩墩底處及撞擊背面均出現(xiàn)明顯損傷。其中:拼裝柱剪切裂縫由墩底杯口上端發(fā)展至撞擊背面,而整澆柱則是從墩底發(fā)展。

    由于橋墩構(gòu)造不同,會(huì)導(dǎo)致撞擊力產(chǎn)生的應(yīng)力波在墩柱內(nèi)部傳遞路徑發(fā)生變化。整澆柱應(yīng)力波由撞擊處傳播至承臺(tái)和蓋梁時(shí),出現(xiàn)反射和相互作用,導(dǎo)致該部位損傷,且墩底距撞擊處近,出現(xiàn)的損傷比蓋梁處明顯。而拼裝柱連接處采用UHPC連接,由于傳播介質(zhì)改變,從而使應(yīng)力波還沒到達(dá)承臺(tái)和蓋梁時(shí),在連接部位就出現(xiàn)了損傷[17]。

    4.4 墩柱內(nèi)力對(duì)比

    截面內(nèi)力圖(圖8)能很好反應(yīng)出結(jié)構(gòu)內(nèi)部?jī)?nèi)力變化規(guī)律,通過圖8也可判斷結(jié)構(gòu)會(huì)出現(xiàn)破壞的大致區(qū)域。

    圖8顯示了橋墩在車輛撞擊下沿高度變化的截面剪力和彎矩。由圖8可知:拼裝柱和整澆柱撞擊處,墩底及墩頂?shù)膬?nèi)力高于其他部位。在80 km/h的撞擊速度下,拼裝柱和整澆柱剪力包絡(luò)圖十分接近,彎矩包絡(luò)圖中整澆柱墩底負(fù)彎矩略大于拼裝柱;但當(dāng)速度提升至120 km/h時(shí),拼裝柱最大負(fù)剪力為-8 700 kN, 而整澆柱則達(dá)到-10 000 kN,墩底負(fù)彎矩更是拼裝柱的兩倍。其中:墩底處剪力最大,該現(xiàn)象也是導(dǎo)致大多數(shù)車輛撞擊橋墩都會(huì)在墩底處發(fā)生剪切破壞的原因。兩個(gè)橋墩撞擊處的彎矩值較高,其中拼裝柱墩頂彎矩與撞擊處彎矩相近。兩個(gè)橋墩在高速撞擊下墩底會(huì)發(fā)生剪切破壞,撞擊處易發(fā)生彎曲破壞,拼裝柱墩頂更易出現(xiàn)彎曲破壞。

    圖8 拼裝柱和整澆柱內(nèi)力包絡(luò)圖Fig. 8 Internal force envelope diagram of assembled column and integral column

    4.5 耐撞性能優(yōu)化

    考慮到較小的撞擊能量無法反映出拼裝柱動(dòng)力特性,因此將車速設(shè)置為120 km/h。主要對(duì)UHPC高度、接縫鋼筋直徑和UHPC接觸面摩擦系數(shù)這3個(gè)方面進(jìn)行分析,研究了立柱與承臺(tái)連接處的力學(xué)性能,其具體參數(shù)如表3。

    表3 各工況及對(duì)應(yīng)的參數(shù)取值Table 3 Table of values for each working condition andcorresponding parameters

    4.5.1 撞擊響應(yīng)分析

    通過引入混凝土綜合損失指標(biāo)[2],將橋墩混凝土單元損失指標(biāo)時(shí)程曲線進(jìn)行平均后取最大峰值,這能較好反應(yīng)出橋墩的損傷情況。該值越大,則橋墩混凝土損傷也越大。由于該節(jié)段柱損傷主要為局部損傷,整體損傷不太明顯,因此選取撞擊處和下杯口處混凝土單元進(jìn)行分析對(duì)比。

    橋墩的撞擊響應(yīng)如表4。由表4可知:相比于接縫鋼筋直徑和接縫摩擦系數(shù)而言,接縫UHPC的高度對(duì)橋墩防撞性能提升最為明顯,橋墩側(cè)向位移和加速度均有明顯降低,當(dāng)UHPC高度達(dá)到770 mm時(shí),側(cè)向位移相對(duì)于500 mm降低了一半。當(dāng)UHPC高度低于杯口高度時(shí),損傷主要集中在杯口處和撞擊處,當(dāng)UHPC高度超過杯口高度時(shí),杯口處的局部、整體損傷均明顯減小,主要損傷集中于撞擊處。

    表4 橋墩的撞擊響應(yīng)Table 4 Impact response of pier

    不同UHPC高度下拼裝柱的損傷如圖9。由圖9可知:撞擊位置背面損傷,H500范圍明顯高于H770。該現(xiàn)象是由于UHPC高度增加,且UHPC比混凝土具有更好的吸能效果,大部分能量被吸收,從而導(dǎo)致?lián)p傷范圍減少;此外UHPC具有高強(qiáng)度、高延展性和高韌性特點(diǎn)[11],故導(dǎo)致被撞擊墩柱有效長(zhǎng)度變短,剪跨比變短,從而形成損傷集中,損傷范圍小。結(jié)合上述分析,提高接縫鋼筋直徑和UHPC高度均能有效提升橋墩耐撞性能。

    圖9 不同UHPC高度下拼裝柱的損傷Fig. 9 Damage diagram of assembled columns under different UHPC heights

    4.5.2 墩柱內(nèi)力分析

    表5為不同工況對(duì)應(yīng)拼裝柱內(nèi)力。由表5可知:拼裝柱在墩底發(fā)生剪切破壞,墩頂發(fā)生彎曲破壞。其中:最大墩底剪力和最大墩頂彎矩發(fā)生在工況3下,最小內(nèi)力則出現(xiàn)在工況1中。橋墩內(nèi)力和UHPC呈線性關(guān)系,隨著UHPC高度增加,橋墩內(nèi)力也不斷提高。濕接縫連接處內(nèi)力在UHPC高度為600 mm時(shí)最低,當(dāng)超過600 mm時(shí)顯著提升。結(jié)上所述,提高濕接縫UHPC高度可顯著減小橋墩、動(dòng)力響應(yīng),但也會(huì)造成橋墩自身內(nèi)力提高,究其原因是拼裝柱整體性比之前有所提高。

    表5 撞擊下的橋墩內(nèi)力Table 5 Internal force of pier under impact

    5 結(jié) 論

    隨著預(yù)制拼裝技術(shù)發(fā)展,憑借著裝配施工法的優(yōu)點(diǎn),將來城市跨線橋梁建設(shè)中,預(yù)制拼裝技術(shù)會(huì)有越來越多應(yīng)用。筆者研究了節(jié)段拼裝橋墩在F800福特中型卡車撞擊下的動(dòng)力響應(yīng),以實(shí)際工程為背景,通過與整體現(xiàn)澆混凝土橋墩進(jìn)行對(duì)比分析,并對(duì)拼裝柱進(jìn)行不同參數(shù)分析,進(jìn)一步對(duì)拼裝柱在車輛撞擊下的抗耐撞性能優(yōu)化,得到如下結(jié)論:

    1)在車輛撞擊過程中,預(yù)制拼裝橋墩一開始的水平位移要比整體現(xiàn)澆橋墩高,但最終殘余位移這兩者是十分接近的,且預(yù)制拼裝橋墩振動(dòng)周期明顯比整體現(xiàn)澆橋墩要短,墩頂和柱中側(cè)向位移峰值相對(duì)較低,體現(xiàn)了預(yù)制拼裝橋墩具有良好的耗能能力和防撞性能;

    2)從等效塑性應(yīng)變可知,由于橋墩構(gòu)造形式不同,導(dǎo)致了在不同位置出現(xiàn)損傷,其中拼裝柱裂縫由墩底杯口上端向撞擊背面延伸,整體柱則是從墩底延伸;

    3)分析內(nèi)力包絡(luò)圖可知:這兩種橋墩墩底易發(fā)生剪切破壞,被撞擊處易發(fā)生彎曲破壞,其中拼裝柱墩頂可能還會(huì)發(fā)生彎曲破壞,整澆柱墩頂易出現(xiàn)剪切破壞;

    4)基于對(duì)拼裝柱的耐撞性能優(yōu)化分析發(fā)現(xiàn):提高UHPC高度及連接處接縫鋼筋直徑可增強(qiáng)拼裝柱整體性,最大側(cè)向位移、加速度響應(yīng)及拼裝柱在撞擊后的擺動(dòng)頻率均有所減小,但由于整體性提高,也導(dǎo)致其墩柱內(nèi)力提高;

    5)通過3種不同優(yōu)化參數(shù)的對(duì)比,提高UHPC高度,相較于接縫鋼筋直徑和接縫處摩擦系數(shù),對(duì)拼裝柱耐撞性能提升最為明顯,橋墩損傷破壞和動(dòng)力響應(yīng)也明顯下降,能有效改善橋墩抗撞性能。

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