侧向撞击作用下空心钢筋混凝土柱动力响应的参数分析*

张东杰， 王 蕊， 朱 翔， 赵 晖

(1 太原理工大学土木工程学院， 太原 030024； 2 山西大学土木工程系， 太原 030013)

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近年来，国内外桥墩撞击事故频繁发生[1-2]，墩柱作为桥梁的主要承重构件，其破坏往往会造成桥面的倾覆，甚至整个桥梁结构的坍塌。桥梁的车船撞击问题，引起了国内外学者广泛关注[3-5]。美国混凝土协会ACI[6]、欧洲标准化委员会ECS[7]以及美国公路与运输协会AASHTO[8]均对桥墩撞击问题做出了相应的规定。

空心钢筋混凝土结构具有自重轻、用钢量少以及截面抗弯刚度大等优点，被广泛应用到桥墩结构中[9-10]。目前关于空心钢筋混凝土桥墩的静力性能及抗震性能已有较全面的研究[11-13]。研究表明，荷载作用下，空心钢筋混凝土柱的破坏始于内壁混凝土的变形。为了提高构件的延性，改善空心钢筋混凝土内表面容易发生脆性破坏等问题，Han等[14]提出了内钢管中空钢筋混凝土(internally confined hollow reinforced concrete，ICHRC)构件，ICHRC构件是指在中空钢筋混凝土(hollow reinforced concrete，HRC)构件内部配置钢管而形成混凝土、钢筋以及内钢管协同工作的结构构件，截面形式如图1所示。

图1 ICHRC构件截面示意图

Han等[15-17]对ICHRC试件静力性能及抗火性能进行了一系列理论与试验研究。结果表明，ICHRC试件有较高的强度与较好的延性，内钢管对混凝土提供了有效的约束作用。Wang等[18]为了考察FRP-混凝土-钢管组合梁动力性能，选用3组内钢管空心钢筋混凝土梁作为参照，对其进行落锤撞击试验研究，比较了ICHRC构件与FRP-混凝土-钢管组合构件在侧向撞击下动力响应的区别，但未对内钢管空心钢筋混凝土构件的动力性能进行深入分析。……