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预制装配桥墩作为桥梁快速建造技术的一部分,能够最大限度地减轻对桥位施工环境的干扰,易于保证工程质量,且能降低桥梁生命周期成本,正日益受到国内外工程界的重视。然而,由于预制装配桥墩连接构造形式的多样化及拼装接缝的复杂受力特点,使得其抗震性能有别于现浇混凝土桥墩体系,为此,本文利用理论分析和数值计算相结合的方法,开展预制装配桥墩构造设计、抗震性能及施工技术三个方面的研究,包括以下主要研究内容: (1)针对预制装配桥墩的盖梁与预制墩柱、预制墩柱节段与节段及预制墩柱与基础承台三个不同连接部位,从可施工性、耐久性及结构力学性能等方面探讨了后张预应力连接、灌浆口连接、灌浆管道连接和灌浆套筒连接四种典型连接构造的适用性。 (2)基于内力平衡、几何相容条件与材料本构等条件,研究拼装接缝的力学性能,建立拼装接缝的塑性转动分析模型,提出预制装配独柱墩墩顶荷载-位移曲线的解析计算方法,结合国内外已有预制装配桥墩试验,验证了拼装接缝塑性转动分析模型的精度与准确性。 (3)采用参数验证后的实体有限元模型进行数值仿真分析,研究了不同轴力比、耗能钢筋配筋率预制装配桥墩的滞回特性。建立预制装配桥墩的性能水准,探讨了多级性能水准下预制装配桥墩的量化指标,提出预制拼装框架墩基于性能的抗震设计步骤与方法,并通过工程示例验证了上述基于性能抗震设计方法的可行性。 (4)结合墩柱节段的预制和施工现场的匹配安装两个施工过程,分析施工中的重难点,探讨了预制装配桥墩施工工艺的优势。