【摘 要】
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预制节段拼装桥墩具有施工工期短,对环境影响小,构件质量易保证等优点。但其在地震作用下耗能能力差、整体刚度较低,在中高烈度地区的应用受到限制,鉴于此,本文采用桥墩加固的方法,提高预制节段拼装桥墩的耗能能力及整体刚度,以达到提升桥墩抗震性能的目的。本文研究的节段拼装桥墩采用底部节段与承台现浇,其余节段预制拼装的混合体系,该体系兼具现浇与预制桥墩的特点。考虑到碳纤维增强复合材料（Carbon Fibre
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预制节段拼装桥墩具有施工工期短,对环境影响小,构件质量易保证等优点。但其在地震作用下耗能能力差、整体刚度较低,在中高烈度地区的应用受到限制,鉴于此,本文采用桥墩加固的方法,提高预制节段拼装桥墩的耗能能力及整体刚度,以达到提升桥墩抗震性能的目的。本文研究的节段拼装桥墩采用底部节段与承台现浇,其余节段预制拼装的混合体系,该体系兼具现浇与预制桥墩的特点。考虑到碳纤维增强复合材料（Carbon Fibre Reinforced Plastics,简称CFRP）具有强度大,自重轻、柔性好、易剪裁等优点,且易于施工和震后更换。本文采用CFRP对混合体系节段拼装桥墩进行加固,以提升混合体系节段拼装桥墩的抗震性能。结合既有混合体系节段拼装桥墩试验,开展了CFRP加固混合体系节段拼装桥墩的拟静力数值研究,并验证数值模型的准确性;以CFRP加固高度、加固厚度及节段接缝位置加固作为设计参数,分析其对桥墩的塑性损伤、整体刚度、耗能能力的抗震性能指标的影响;基于单节点塑性损伤分析思想,研究混合体系节段拼装桥墩和CFRP加固混合体系节段拼装桥墩的力—位移曲线简化计算方法。具体开展了以下几个方面的研究工作:（1）结合混合体系节段拼装桥墩及CFRP加固混合体系节段拼装桥墩试验,采用ABAQUS建立桥墩的三维实体有限元数值分析模型,并对比分析了数值模拟结果与试验结果,验证建模方法可用性。（2）基于建立的桥墩建模方法和模型,开展CFRP加固混合体系节段拼装桥墩的参数敏感性研究,选取CFRP加固高度、加固厚度和节段接缝位置加固3个参数,建立了相应的桥墩数值分析模型,通过数值模拟结果分析,分别研究3个参数对混合体系节段桥墩抗震性能的影响。（3）利用单节点塑性损伤分析的思想计算桥墩力-位移曲线,对拟静力试验下CFRP加固及未加固的混合体系节段拼装桥墩分阶段进行受力分析,以假设墩顶侧向位移作为解析出发点,以获得力—位移曲线的简化计算方法,并与试验结果及数值模拟结果进行对比验证。主要得到以下结论:（1）通过承载力、耗能能力、刚度退化及应力状态等分析,将数值模型结果与试验结果对比,发现均具有相似的变化规律且吻合性良好,验证出此数值模拟方法和模型的适用性。（2）采用CFRP加固混合体系节段拼装桥墩可一定程度上提高桥墩的承载能力,但其耗能水平下降;CFRP加固高度、加固厚度变化对桥墩抗震性能影响较小;节段接缝位置加固时,随着加固层数的增加,桥墩底部逐渐形成类似于整体现浇桥墩的塑性铰区,可有效提高桥墩的承载力、整体刚度和耗能能力等抗震性能。（3）采用简化分析方法求得未加固及CFRP加固的混合体系节段拼装桥墩力—位移曲线,发现均具有相似的变化规律且吻合性良好;通过数据对比发现结果之间的对比误差均在18%以下,说明该简化分析方法具有较好的可行性。
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