[发明专利]一种跨海大桥主墩混凝土桩基础损伤分析方法

说明书

本发明属于桥梁桩基承载力分析技术领域，具体涉及一种跨海大桥主墩混凝土桩基础损伤分析方法，本发明通过设定桩基的损伤指数，并将桩基损伤指数与桩基各状态下曲率和桩体极限破坏状态下的曲率之间的比值以及常数1进行比较，依据比较结果划定桩基损伤指数，损伤指数的确定考虑了弯矩、剪跨比、轴压比、纵筋配筋率、体积配箍率等多重因素的影响，分析结果客观、准确。

技术领域

本发明属于桥梁桩基承载力分析技术领域，具体涉及一种跨海大桥主墩混凝土桩基础损伤分析方法。

背景技术

混凝土构件损伤机理比较复杂，受多重因素影响，国内外学者提出了不同的损伤分析模型，主要从变形和耗能两方面来确定构件损伤指数，经过学者们不断改进和完善，对结构动力损伤分析需要从最大变形和累积耗能两方面联合考虑才能更加真实的反映构建的损伤状况。考虑到跨海大桥主墩基础材料参数和几何尺寸的不确定性，根据群桩单桩受力变形分析，桩基截面曲率能够代表桩基受力变形发生损伤到破坏全过程的受力特性。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够通过桩基截面曲率来确定桩基损伤程度的跨海大桥主墩混凝土桩基础损伤分析方法。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：一种跨海大桥主墩混凝土桩基础损伤分析方法，包括如下步骤：

步骤1：建立混凝土桩基础损伤分析模型，设定第i个桩基的损伤指数D_i，并使：

上式中：

β为组合参数，β＝(-0.447+0.073λ+0.24n₀+0.314ρ_t)×0.7ρ_ω；

—桩端截面实测曲率；

—桩体混凝土开裂时的曲率，即混凝土达到混凝土抗拉强度标准值时的曲率；

—桩体混凝土极限破坏状态下的曲率，即混凝土达到混凝土极限压应变时的曲率；

∫dε—为循环加载的累积滞回耗能；

M—桩端截面弯矩；

λ—剪跨比；

n₀—轴压比；

ρ_t—纵筋配筋率，ρ_t＜0.75％时取为0.75％；

ρ_ω—体积配箍率；

步骤2：设定桩基各状态下曲率与桩体极限破坏状态下的曲率之间的比值以及常数1作为损伤指数D_i的对比参考值；其中为桩基混凝土达到抗拉强度设计值时的曲率，为桩基截面屈服曲率，即桩基钢筋达到钢筋抗拉强度标准值时桩基的曲率；

步骤3；将实验桩基的损伤指数D_i与所述对比参考值进行比较，并依据比较结果划定桩基的损伤程度，损伤程度包括以下几级：

完好：

轻微：

中等：

严重：

破坏：D_i≥1.0。

本发明的技术效果在于：本发明通过设定桩基的损伤指数，并将桩基损伤指数与桩基各状态下曲率和桩体极限破坏状态下的曲率之间的比值以及常数1进行比较，依据比较结果划定桩基损伤指数，损伤指数的确定考虑了弯矩、剪跨比、轴压比、纵筋配筋率、体积配箍率等多重因素的影响，分析结果客观、准确。

附图说明

图1是本发明的桩基损伤程度划分图；