内嵌加劲耗能钢板的箱形钢墩柱拟静力试验及数值分析

摘要

地震作用下钢桥墩根部易发生屈曲破坏且震后难以快速修复。基于可恢复功能理念与钢桥墩的受力特征，提出一种具备震后易恢复功能的新型箱型钢桥墩。此新型桥墩通过设置可更换的加劲耗能壁板以增强结构的耗能与变形能力，且震后能够快捷更换受损的耗能壁板以恢复桥墩力学性能。为研究设置加劲耗能壁板的箱型钢墩柱的抗震性能，选取耗能壁板上加劲肋的布置形式、轴压比及耗能板强度等作为影响参数进行拟静力试验，且通过有限元数值模拟，综合探讨此类新型试件在地震作用下的力学性能；并对比分析新型桥墩的受力特点和破坏机理，为此类钢墩柱的数值仿真提供理论基础。结果表明，增设内嵌耗能钢板后，试件的抗震性能得到较大改善；提高耗能板强度后，试件的水平承载力得到较大提高，但其延性与变形能力下降；有限元模拟结果验证了新型钢桥墩良好的抗震性能。在试验研究、理论分析与数值仿真的基础上提出此类新型钢桥墩承载力建议公式，并应用试验结果验证了公式的准确性。

关键词

钢墩柱 / 加劲耗能钢板 / 有限元模拟 / 拟静力试验 / 抗震性能

基金资助

国家自然科学基金（51778248）; 福建省自然科学基金（2018J01075）; 福建省中青年教师教育科研项目（JAT200825）; 厦门工学院科研项目（KYT2020001,KYZX2021010）