预应力混凝土桥墩抗震性能分析与模型试验研究

预应力混凝土桥墩在国内外广泛应用，我国主要应用于跨海海峡桥和城市高架桥中。本项目主要研究预应力混凝土桥墩抗震性能与设计计算方法。从工程实际出发，通过拟静力试验和基于弹塑性纤维模型的数值分析，掌握预应力混凝土桥墩的动力特性，得到预应力混凝土桥墩弯剪相互作用破坏模式和破坏机理；通过模型试验，研究预应力混凝土桥墩接头的抗震承载能力、滞回特性，给出接头极限承载力的计算公式；并通过数理统计分析，得到预应力混凝土桥墩的设计计算方法。为预应力混凝土桥墩在工程中的应用提供依据。

本项目对预应力混凝土桥墩滞回性能、抗震性能、动力开裂性能和无粘结预应力混凝土桥墩极限抗弯承载力展开研究，并完成了振动台模型试验。研究发现，配置预应力钢束能够减小墩柱的受拉区域，降低了混凝土的拉应力，推迟了模型裂缝的出现，并且减小墩顶变形。预应力桥墩后期的自复位能力，残余变形等较普通钢筋混凝土桥墩好，但也存在耗能能力较普通钢筋混凝土弱的缺点，在进行预应力混凝土桥墩设计时，需综合考虑高延性和低残余位移的需求。对于预应力混凝土桥墩，增大普通钢筋配筋率对提高极限抗弯承载力最有效，但要控制预应力钢筋的数量。