【摘 要】
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在“一带一路”倡议和“海洋强国”国家战略驱动下,我国的近海桥梁建设规模得以迅速扩大。因所处腐蚀环境具有氯离子浓度高、相对湿度大和干湿循环效应显著等特点,近海桥梁的力学性能呈现时变衰减现象。桥墩作为近海桥梁的关键受力构件,也是易受腐蚀损伤构件。对于位处地震多发区的我国,其近海桥墩的抗震性能将在长期腐蚀作用下发生退化,桥梁结构安全面临严峻挑战。超高性能混凝土（UHPC）因其超高的力学性能和优异的抗腐蚀
【基金项目】
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江苏省科技厅,江苏省自然科学基金青年基金,BK20210514,基于塑性铰模型的UHPC壳局部增强近海桥墩地震损伤评估方法
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在“一带一路”倡议和“海洋强国”国家战略驱动下,我国的近海桥梁建设规模得以迅速扩大。因所处腐蚀环境具有氯离子浓度高、相对湿度大和干湿循环效应显著等特点,近海桥梁的力学性能呈现时变衰减现象。桥墩作为近海桥梁的关键受力构件,也是易受腐蚀损伤构件。对于位处地震多发区的我国,其近海桥墩的抗震性能将在长期腐蚀作用下发生退化,桥梁结构安全面临严峻挑战。超高性能混凝土（UHPC）因其超高的力学性能和优异的抗腐蚀性能,为缓解近海桥墩抗震性能劣化问题提供了有效途径,相关研究有待开展,对提升近海桥梁的全寿命抗震安全具有重要的意义。为此,本文采用拟静力试验和理论分析方法,研究UHPC壳局部增强近海桥墩抗震性能,主要研究内容、方法及结果如下:（1）基于纤维单元法,发展了UHPC壳增强的圆形截面桥墩承载力计算方法。首先给出普通混凝土、UHPC及钢筋的应力-应变本构模型;然后将桥墩截面划分为纤维单元,基于平截面假定和内力平衡条件,发展桥墩截面弯矩-轴力（M-N）相关曲线的计算方法;最后,采用两组试验数据验证了截面承载力计算方法的可行性。（2）基于UHPC壳增强桥墩截面承载力计算方法,对UHPC壳几何尺寸进行合理设计,制作了6个墩柱试件,对其中3个试件进行了工况各异的电化学加速腐蚀试验。结果发现氯离子渗透作用仍可诱发致密UHPC层中的钢纤维腐蚀;在相同腐蚀条件下,试件UHPC增强区的纵筋和箍筋质量损失率均较未增强区有所减小。（3）开展了UHPC壳局部增强桥墩拟静力试验,发现随机分布于UHPC壳中的钢纤维延缓了结构损伤程度,使用50mm厚度的UHPC壳可有效提升桥墩的力学性能;相较于RC桥墩,随着UHPC壳厚度的增加,局部增强桥墩的等效刚度和峰值强度增大,曲率分布模式发生改变;足够厚度UHPC壳增强下桥墩具有更小的等效粘滞阻尼比和残余位移。（4）开展了UHPC壳局部增强桥墩锈蚀后的拟静力试验,发现在钢纤维和钢筋双重腐蚀作用下,桥墩的屈服强度、峰值强度、弹性刚度等力学性能减小,荷载退化率显著增大,耗能能力降低;UHPC壳局部增强桥墩墩身水平位移呈现近似线性分布模式。该论文有图78幅,表4个,参考文献101篇。
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