Study on Composite Damage Index of Bridge Pier based on Shaking Table Test

Yanli SHEN; Weihu CHEN; Bo WEI

doi:10.13409/j.cnki.jdpme.201906050

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

Study on Composite Damage Index of Bridge Pier based on Shaking Table Test

更新时间：2025-09-25

- Study on Composite Damage Index of Bridge Pier based on Shaking Table Test
- Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering Vol. 41, Issue 5, Pages: 987-1000(2021)
- 作者机构：
  
  1.河北工程大学土木工程学院，河北邯郸 056038
  2.河北省装配式结构工程技术研究中心，河北邯郸 056038
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.13409/j.cnki.jdpme.201906050
  CLC： U443.22
- Published：15 October 2021
- 稿件说明：
移动端阅览
申彦利,陈伟湖,魏博.基于振动台试验的桥墩复合损伤指标研究∗[J].防灾减灾工程学报,2021,41(05):987-1000.

SHEN Yanli,CHEN Weihu,WEI Bo.Study on Composite Damage Index of Bridge Pier based on Shaking Table Test[J].Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering,2021,41(05):987-1000.
申彦利,陈伟湖,魏博.基于振动台试验的桥墩复合损伤指标研究∗[J].防灾减灾工程学报,2021,41(05):987-1000. DOI： 10.13409/j.cnki.jdpme.201906050.

SHEN Yanli,CHEN Weihu,WEI Bo.Study on Composite Damage Index of Bridge Pier based on Shaking Table Test[J].Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering,2021,41(05):987-1000. DOI： 10.13409/j.cnki.jdpme.201906050.

摘要

为更准确描述钢筋混凝土矩形空心桥墩的损伤情况，提出一种综合考虑位移和能量的复合损伤指标。基于9个空心桥墩试件的振动台试验结果，分别计算出各试件的位移损伤指标、弹塑性耗能差率损伤指标以及复合损伤指标，通过对三种损伤指标结果对比以及多地震波作用下结果的统计分析，验证了复合损伤指标的适用性；进一步应用复合损伤指标考察了桥墩配箍率、轴压比、配筋率三种参数的变化对空心桥墩损伤性能的影响。研究结果表明：复合损伤指标值介于位移和弹塑性耗能差率损伤指标值之间，且与单一损伤指标相比，复合损伤指标的离散程度较小；应用复合损伤指标对空心桥墩的损伤进行参数分析可知，当轴压比、配筋率一定时，桥墩的损伤程度随配箍率的增大而降低；当配箍率、配筋率一定时，损伤程度随轴压比的增大而提高；当轴压比、配箍率一定时，损伤程度随配筋率的增大而降低。由此说明，复合损伤指标能够反映参数变化对桥墩损伤性能的影响，具有良好的适用性。

Abstract

To describe the damage of reinforced concrete rectangular hollow pier more accurately， a composite damage index considering displacement and energy was proposed. Based on the shaking table test results of nine reinforced concrete rectangular hollow pier specimens， the displacement damage index， elastic-plastic energy dissipation difference damage index and composite damage index of each specimens were calculated， respectively. The applicability of the composite damage index was verified through the comparison of three damage index results and the statistical analysis of the results under the action of multiple seismic waves. Furthermore， the influence of stirrup ratio， axial compression ratio and reinforcement ratio on damage performance of hollow pier was investigated by using the composite damage index. The results show that the composite damage index values are between displacement and elastic-plastic energy dissipation difference damage index values， and compared with the single damage index， the composite damage index has smaller discreteness. The parameter analyses of hollow pier damage using composite damage index show that the damage degree of piers decreases with the increase of stirrup ratio when the axial compression ratio and reinforcement ratio are constant； the damage degree increases with the increase of axial compression ratio when the stirrup ratio and reinforcement ratio are constant； the damage degree decreases with the increase of reinforcement ratio when the axial compression ratio and stirrup ratio are constant. The results show that the composite damage index can reflect the influence of parameters on the damage performance of piers， and it has good applicability.

关键词

Keywords

references

孙治国，王东升，李宏男，等 . 钢筋混凝土空心桥墩应用及抗震性能研究综述［J］. 交通运输工程学报， 2013 ， 13 （ 3 ）： 22 - 32 .

Sun Zh G ， Wang D Sh ， LI H N ， et al . Summary of research on application and seismic performance of reinforced concrete hollow piers ［J］. Journal of Transportation Engineering ， 2013 ， 13 （ 3 ）： 22 - 32 . （in Chinese）

孙颖，卓卫东，房贞政 . 规则桥梁抗震性能水准的定义及其量化描述［J］. 地震工程与工程振动， 2011 ， 31 （ 5 ）： 104 - 112 .

Sun Y ， Zhuo W D ， Fang Zh Zh . Definition and quantitative description of seismic performance level of regular bridges ［J］. Seismic Engineering and Engineering Vibration ， 2011 ， 31 （ 5 ）： 104 - 112 . （in Chinese）

柳春光，秦垒磊，张士博，等 . 基于性能的RC桥梁地震易损性分析［J］. 世界地震工程， 2016 ， 32 （ 1 ）： 50 - 58 .

Liu Ch G ， Qin L L ， Zhang Sh B ， et al . Performance-based seismic vulnerability analysis of RC bridges ［J］. World Seismic Engineering ， 2016 ， 32 （ 1 ）： 50 - 58 . （in Chinese）

赵建锋，李洪一，孙伟帅 . 基于易损性曲线的RC桥墩地震损伤评估［J］. 青岛理工大学学报， 2017 ， 38 （ 6 ）： 20 - 26 .

Zhao J F ， Li H Y ， Sun W Sh . Earthquake damage assessment of RC piers based on vulnerability curve ［J］. Journal of Qingdao University of Technology ， 2017 ， 38 （ 6 ）： 20 - 26 . （in Chinese）

张超，申彦利 . 高墩抗震性能评估的适用地震动强度参数研究［J］. 防灾减灾工程学报， 2017 ， 37 （ 1 ）： 9 - 16 .

Zhang Ch ， Shen Y L . Applicable earthquake ground motion strength parameters for seismic performance evaluation of high piers ［J］. Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering ， 2017 ， 37 （ 1 ）： 9 - 16 . （in Chinese）

周长东，陈静，曾绪朗，等 . 钢筋混凝土圆形空心高墩地震易损性分析［J］. 铁道工程学报， 2014 ， 31 （ 11 ）： 65 - 71 .

Zhou Ch D ， Chen J ， Zeng X L ， et al . Seismic vulnerability analysis of reinforced concrete circular hollow high hiers ［J］. Journal of Railway Engineering ， 2014 ， 31 （ 11 ）： 65 - 71 . （in Chinese）

何浩祥，陈奎，范少勇 . 基于弹塑性耗能差率的地震损伤评估模型及分析方法［J］. 振动工程学报， 2018 ， 31 （ 3 ）： 382 - 390 .

He H X ， Chen K ， Fan Sh Y . Seismic damage assessment model and analysis method based on elastic-plastic energy dissipation difference ［J］. Journal of Vibration Engineering ， 2018 ， 31 （ 3 ）： 382 - 390 . （in Chinese）

何浩祥，李瑞峰，闫维明 . 基于多元模糊评定的桥梁综合地震易损性分析［J］. 振动工程学报， 2017 ， 30 （ 2 ）： 270 - 279 .

He H X ， Li R F ， Yan W M . Comprehensive seismic vulnerability analysis of bridges based on multivariate fuzzy evaluation ［J］. Journal of Vibration Engineering ， 2017 ， 30 （ 2 ）： 270 - 279 . （in Chinese）

Park Y J ， Ang A H S . Mechanistic seismic damage model for reinforced concrete ［J］. Journal of Structural Engineering ， 1985 ， 111 （ 4 ）： 722 - 739 .

Park Y J ， Ang A H S ， Wen Y K . Seismic damage model analysis of reinforced concrete buildings ［J］. Journal of Structural Engineering ， 1985 ， 111 （ 4 ）： 740 - 757 .

赵冠远，张同越，陈鑫 . 低周反复荷载下高速铁路桥墩损伤评估［J］. 中国铁道科学， 2014 ， 35 （ 6 ）： 28 - 33 .

Zhao G Y ， Zhang T Y ， Chen X . Damage assessment of high-speed railway piers under low cyclic repeated loading ［J］. China Railway Science ， 2014 ， 35 （ 6 ）： 28 - 33 . （in Chinese）

王军文，丁世广，白维刚，等 . 装配式预应力桥墩地震损伤评估及影响参数分析［J］. 中国公路学报， 2018 ， 31 （ 12 ）： 258 - 266 .

Wang J W ， Ding Sh G ， Bai W G ， et al . Seismic damage assessment and impact parameter analysis of assembled pre-stressed piers ［J］. China Journal of Highway ， 2018 ， 31 （ 12 ）： 258 - 266 . （in Chinese）

王东升，冯启民，王国新 . 考虑低周疲劳寿命的改进Park-Ang地震损伤模型［J］. 土木工程学报， 2004 ， 37 （ 11 ）： 41 - 49 .

Wang D Sh ， Feng Q M ， Wang G X . An improved Park-Ang seismic damage model considering low cycle fatigue life ［J］. Journal of Civil Engineering ， 2004 ， 37 （ 11 ）： 41 - 49 . （in Chinese）

董振华，杜修力，韩强 . FRP约束RC矩形空心桥墩的损伤性能评估［J］. 中国公路学报， 2016 ， 29 （ 1 ）： 67 - 74 .

Dong Zh H ， Du X L ， Han Q . FRP-restrained RC rectangular hollow pier damage performance evaluation ［J］. Chinese Journal of Highway ， 2016 ， 29 （ 1 ）： 67 - 74 . （in Chinese）

谷少康 . 钢筋混凝土空心矩形桥墩振动台试验［D］. 邯郸：河北工程大学， 2018 .

Gu Sh K . Shaking table test of reinforced concrete hollow rectangular pier ［D］. Handan ： Hebei University of Engineering ， 2018 . （in Chinese）

申彦利，谷少康 . 钢筋混凝土空心矩形桥墩振动台试验［J］. 建筑科学与工程学报， 2018 ， 35 （ 5 ）： 128 - 133 .

Shen Y L ， Gu Sh K . Shaking table test of reinforced concrete hollow rectangular pier ［J］. Journal of Building Science and Engineering ， 2018 ， 35 （ 5 ）： 128 - 133 . （in Chinese）

牛荻涛，任利杰 . 改进的钢筋混凝土结构双参数地震破坏模型［J］. 地震工程与工程振动， 1996 ， 16 （ 4 ）： 44 - 54 .

Niu D T ， Ren L J . An improved two-parameter seismic damage model for reinforced concrete structures ［J］. Seismic Engineering and Engineering Vibration ， 1996 ， 16 （ 4 ）： 44 - 54 . （in Chinese）

江近仁，孙景江 . 砖结构的地震破坏模型［J］. 地震工程与工程振动， 1987 ， 7 （ 1 ）： 20 - 34 .

Jiang J R ， Sun J J . Earthquake damage model of brick structure ［J］. Seismic Engineering and Engineering Vibration ， 1987 ， 7 （ 1 ）： 20 - 34 . （in Chinese）

Views

下载量

CSCD

Alert me when the article has been cited

提交

Tools

Publicity Resources

Study on Seismic Response Mechanism of Cross‑fault Tunnels Driven by Fault Site Nonlinearity

Shaking Table Tests and Finite Element Study of Seismic Performance of Full‑containment LNG Storage Tanks

Study on Shaking Table Tests of Electrolytic Desaturation Treatment for Tunnel Engineering

Study of the Seismic Performance of a Novel Cable‑damper Stopper Designed for Boiler Steel Structures Based on Shaking Table Tests

Study on Dynamic Instability Failure of Base‑covered Slope at Different Duration after Rainfall

Related Author

ZHAO Xu

YUAN Yong

LI Ruohan

XIAO Chang

LIU Wei

LIU Jianhua

ZHAO Jincheng

YUE Feng

Related Institution

Key Laboratory of Urban Security and Disaster Engineering of Ministry of Education, Beijing University of Technology

Department of Geotechnical Engineering, Tongji University

Institute of Future Civil Engineering Sciences and Technology, Chongqing Jiaotong University

State Key Laboratory of Disaster Reduction in Civil Engineering, Tongji University

College of Civil Engineering, Tongji University

⁰