Сейсмические характеристики модернизированных железобетонная эстакада моста
Экспериментальная проверка моста причал для сейсмические характеристики представлены в этой статье. Типичные склонности Bay Area Rapid Transit в (Барта) Уэст-Окленд-воздушных направляющая была исследована на половину шкалы. Два псевдо-циклического двунаправленного испытания были проведены на одном моделирования тестового образца существующего пирса в том числе предлагаемых мер модифицированной.
Двадцать четыре побоям свай в основу момент потенциала в системе тестирования. Этот тест оценил вероятность отказа механизма соединения крышки свайных кучу. Второе испытание изолировали колонка основе совместных лишая кучу rotation шапку и перевода. В ходе этого испытания модернизированных крышка свая была проведена оценка ее совместного реагирования сдвига.
Результаты теста показали наличие системы ограниченной пластичности системы после отказа кучу, а затем качалки реакции пирс. Результаты совместных испытаний сдвига указал модифицированной было достаточно, чтобы предотвратить провал совместных сдвига и помогла установить допустимый колонка 1footing совместных напряжения сдвига для использования в модифицированной конструкции.
Ключевые слова: создание, совместное; кучу шапку.
(ProQuest информации и обучения: ... обозначает формулу опускается.)
ВВЕДЕНИЕ
Справочная оценки
Расположенный в районе залива Сан-Франциско, Bay Area Rapid Transit (BART) Воздушное направляющая система состоит из 2000 холмов. Воздушная направляющая является частью 74 миль исходной системы железнодорожного бежать в Сан-Франциско BART администрации. Разработанный в соответствии с требованиями, которые сейчас считаются устаревшими, исходная система была построена в конце 1960-х. Системы BART остается важным средством передвижения в заливе Сан-Франциско области и составляет в среднем 300000 пассажиров в day.1
Исследования аналогичных мосты между 1950 и 1970 предложил возможные недостатки в разработке структур, подобных воздушных направляющих. В результате катастрофических сбоев в 1989 году землетрясения Лома Приета и 1994 Нортридж землетрясения. Сейсмические модернизации, однако, оказался очень успешным в смягчении этих deficiencies.2, 3
Опытный образец был 1:2 макет Воздушная направляющая Барта Бент-P16. Это наклонился был выбран как это представитель стандартных наклонился, используемых в оригинальной системы BART (рис. 1 (а)). Бент-P16 был выбран благодаря своей высокой колонке продольной отношение укрепление 6,2%, что характерно для верхней границы укрепления отношений, используемых в BART воздушных структур. Колонна с высокой степенью усиление обеспечивает высокую совместных напряжений сдвига в столбце реакторные крышки совместных области. Бент-P16 показано на рис. 1 (б) и (с) и состоит из 1,524 м диаметром гексагональные колонки усилены с № 18 арматуры, которые не были переносной сращивания на границе столбца основе. № 5 спираль была использована на 76,2 мм шагом в расширении основе.
Области сейсмической уязвимости исследованы в этом тесте были скопления кучи крышки связи основе, а в колонке реакторные крышки connection.4 предлагаемой модифицированной была разработана для уменьшения каждого из этих уязвимостей. Допустимое напряжение сдвига совместных, которые будут использоваться при модернизации проектные расчеты, однако, не был уверен в связи с модифицированной детализации. Предлагается модифицированная состояла дюбелей, которые остановились над существующими мат нижней, чтобы предотвратить возможность повреждения нижней мат. Кроме того, эти штифты не может быть во главе или подключены на дне. Значение 1,0 [радикальных] [функция] ^ югу МПа с ^, указанные в пункте 7.7.1.4 в Колтранс сейсмических Дизайн Критерии версии 1.2,5 считается слишком высокой. Меньшее значение основных напряженности была использована в первоначальных оценок. Эта величина, однако, в результате бетона толщиной слоев и пьедесталы, которые часто были выше, чем готовой класса. Значение используется при первоначальной оценки было признано консервативной, но не было никаких оснований для использования более высокой стоимости.
Результаты испытаний подтвердила использование допустимых напряжений, что значительно выше, чем первоначально использовались, а также убедиться, что 1,0 [радикальных] [функция] ^ югу МПа с ^ 'была слишком высока. Фаза II результаты позволяют более экономно модифицированной дизайн, который был утвержден путем тестирования ..
Испытание целей
Две фазы программы испытаний была завершена. Цель первого этапа заключается в анализе пирса ответ, когда во многом зависит от связи свайных основаниях. На этом этапе ожидается отказов был перелом кучу штифта. В фазе II, совместного поведения в связи колонка основу был рассмотрен исключающих разрушение в связи свайных основаниях. Основная цель второго этапа заключалась в оценке columnfooting совместное выступление после переоборудования для создания соответствующих допустимых совместных напряжения сдвига, которые будут использоваться во время ретрофита дизайн Воздушная направляющая Барта. Таким образом, тест цели рассмотреть следующие:
* Свайных основе соединения поведения;
* Модифицированной наложения поведения, а
* Совместного реагирования на сдвиг связи колонка основе.
ЗНАЧЕНИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
Эта статья предлагает понимание использования механических устройств, которые включают основы гибкости тест пристани моста. Дополнительные Уникальной особенностью данного исследования было двунаправленный протокол загрузки используется в две фазы испытаний. Хотя, содержащие такие уникальные функции, исследования определили приемлемый уровень совместных напряжения сдвига для модернизации и механизмы реакции типичных пристани моста в воздушном системы BART в направляющих.
Описание теста
Испытательная установка
Рис 2 (а) и 3 () показывают испытания в вертикальном разрезе установки для этапа I и II, соответственно. Эта группа состояла из одной гексагональной железобетонная колонна (рис. 2 (б)). Колонна была поддержана на квадрат, коническая шапка сваи и сваи 24 побоям. Сваи были побоям 1:4 или 1:8, в зависимости от их местоположения в кучу, как крышка следующих построенных характеристики (рис. 4 (а)). Как построенных свай были сборного и предварительно напряженного с подключением детали показаны на рис. 4 (б). Испытание свай представлял этой связи подробно, как показано на рис. 4 (с). Эти сваи были сборные и построен в серии с почвенно-структуры механизма, который моделируется прочность почвы и жесткости. Почвенно-структуры механизма фрезерованные арматурного проката с выходом на эквивалентное количество масштабных потенциала взаимодействия почву сваи.
Куча условий крышка границы были таковы, что вращение кучи крышки было разрешено в ходе первого этапа, но ограничены в фазе II. На протяжении тестирования, кучи крышки перевод был ограничен. Был сделан вывод о проведении независимых экспертных оценок, что кучи крышки горизонтального перемещения может быть проигнорировано по практическим соображениям, в этих испытаниях в связи с наличием пассивного давления грунта. Пассивное давление ограничения (см. рис. 2) при условии сопротивления боковой загрузкой на сжатие только. Хотя, моделирующих поведение непринужденно почвы при сжатии, ограничения также включены удержал-удержал условии, что позволило безудержное вращение крышки кучу. В фазе II испытания, восемь крепежными стержнями были помещены через кучу колпачок и стал на якорь в подвале лаборатории крепления крышки кучу против вращения. Это было необходимо, чтобы проверить поведение совместных месте соединения крышки колонка кучу.
Колонка до кучи капитализации совместных искажений измерялся с помощью строки потенциометров, установленных сверху модифицированной наложения и на якоре в низу крышки. Поливинилхлоридные трубы предоставлен доступ на эти четыре потенциометров в рамках совместной ядро под углом 45 градусов, но не свой вклад в совместные силы (рис. 5) для приборов макета.
Два 2,22 МН-потенциал, давно инсульт приводы условии предопределенных двунаправленный боковой загрузки истории в ходе испытания. Приводы были размещены в 45-градусный угол от реакции стены и были подключены к нагрузке заглушку на колонке (рис. 3 (б)) на высоте эквивалентно положение центра масс в фактических согнуты. В фазе I, осевой нагрузки 912 кН моделируемых мертвым грузом силовой плюс дополнительные мертвым грузом в колонну и кучу колпачок, необходимых для удовлетворения требований подобия права в низу крышки. Осевой нагрузкой 756 кН, был применен в Фазе II для удовлетворения потребностей подобия права на столбец базы. Осевой нагрузки был применен через нагрузку незавершенная используя четыре с сервоприводом полые гнезда ядра.
Акт испытаний
На основе наблюдений из трех нелинейной истории анализов, 6 было установлено, чтобы загрузить модульного тестирования в двух направлениях. Эти исследования проводились на Бент P7 (по аналогии с Бент-P16), а для учета основы гибкости. Анализ показал ответ, в котором преобладает смещение происходит в одном направлении, но сопровождалось уменьшением ортогональных перемещения component.4 загрузки протокол был разработан для перемещения орбитальной ограниченной 30 градусов в поперечном направлении (см. рис. 6 ( )). Первичного продольном направлении нагрузки обозначается индексом L, а в поперечном направлении обозначается "Транс". Нелинейные анализ времени история также свидетельствует о важности моделирования ближайшем импульса поля. Величина этого импульса, 6 (с).
Протоколы испытаний на обоих этапах тестирования были разделены на два этапа: силы и перемещения контролируемых управление. Force-контролируемых этапов, были использованы для расчета упругой жесткости и определить идеализированной боковой выход силы H ^ югу у, L ^. По окончании форс-контролируемых этапе перемещения контролируемых этапе был проведен до произошел сбой. Силу контролируемых стадии называется Этап 1 Этап 2 в то время как указывает перемещения контролируемых загрузки последовательности. В итоге протокол загрузки, Таблица 1 показывает, расследований, проводимых для масштабного тестирования Бент-P16.
Этап 1 насильственно контролировать, чтобы уровни 0,5 H ^ югу у, L ^ ^ и 0.75H югу у, L ^. Рис 6 (б) участки номер шага нагрузки от нагрузки уровня Этап 1. Значение H ^ югу у, L ^ определяется в ходе первого этапа, как боковой силы в продольном направлении, которая развивается номинальная сила кучи группу из-за кучи крышки вращения, основанные на замеренных свойств материала. На этапе II, H ^ югу у, L ^ определяется как боковое усилие, соответствующее развитие номинальной прочности при изгибе на базе колонны, рассчитывается с измеренными свойствами материала. Шаг нагрузки и смещения для Этап 2 на рис. 6 (с). Продольного перемещения выход Смещения
ДИЗАЙН ТЕСТ МОДЕЛЬ
Анализ размерностей
Основные различия между, как построенный наклонился и испытательного образца были масштабов и усиление степени используется. Как построенный наклонился был построен в первую очередь с Grade 40 (276 МПа) подкрепление, в то время как испытательная установка была построена в основном с Grade 60 (414 МПа) подкрепления. Разница в классе был усиление из-за трудностей в нахождении деформированного Grade 40 подкрепления. Для достижения подобия законов, разработке модульного тестирования приходилось стали повышенной прочности. Это было достигнуто путем изменения расстояния между бар и бар создания эквивалентные уровни напряжений в исследуемом образце тем, которые содержатся в самом согнуты.
Подобия законов были встречены проектирования 1:2 образца полномасштабное испытание в соответствии Бент P16 с использованием конкретных безразмерные и нормализации отношений (табл. 2 и 3 для сравнения). Эти соотношения обозначаются навесов в таблице 2 и 3. Для достижения подобия законов, процесс сопоставления безразмерные соотношения, как построенный наклонился и опытный образец был реализован для каждого усиление группировки. Соответствующего диаметра бар был выбран интервал скорректирована в соответствии с безразмерной и нормализации отношений.
Безразмерных чисел для испытания модели приводятся в таблице 2 и 3 были сопоставимы как можно ближе к Бент-P16. Безразмерные коэффициенты установлено, что большие отклонения, так как оценка подкрепления не будут приняты во внимание. Таблица 2 (а), однако, показывает ошибку на 2% нормированного значения. Аналогичные результаты получены в таблице 2 (б), 2 (г) и 3 (а). Различия, однако, отметить, в укрепление слоя крышки кучу и модернизации наложения, см. в таблице 2 (с) и 3 (б). Нормализованное отношение нижнего слоя крышки кучу заметно выше, чем требует закон подобия. Это было сделано преднамеренно, чтобы обеспечить способность защищенный член (см. далее "Строительство" раздела).
В дополнение к генерации эквивалентных профилей стресс с помощью подобия законов, создавая модели, поведение которых соответствует, насколько это возможно, что и как построенных наклонился имеет чрезвычайно важное значение. Мощность колонки момент конверт является одним из примеров соответствия модели поведения, как построенный наклонился behavior.4
Пластичность отношения BENT-P16 по сравнению с модульного тестирования
Система перемещения урожая и определения смещения пластичности не могут быть непосредственно между масштабной модели тестирования и Бент-P16. Прямая масштабирования выхода перемещения не представляется возможным, поскольку жесткость сваи и почвенно-структуры жесткости не всегда могут быть расширены за счет различия в граничных условиях. Перемещение пластичности фактической наклонился экстраполируется из исследуемого образца использованием идеализированной дрейфует выходов из пустяковое анализ, как построенный наклонился и результаты тестов.
Идеализированной или дрейфует ссылкой выхода обозначены Перемещения пластичности фактической пирс к югу
... (1)
Строительство
24 свай были построены в серии с soilstructure механизма и расположены в правильном тесте. Тогда базовый блок был брошен с сваи встроенных в нем. Каждый почвенно-структуры механизма была закреплена в базовый блок, но пластиковые рукава помешали базовый блок с связи с бетонных свай. Это позволило свай и soilstructure механизмов противостоять осевые нагрузки. Конический колпак кучу Затем была сконструирована с 51 мм, разрыв между ним и базовый блок, а затем по столбцу и нагрузки незавершенная. И наконец, куча крышка модифицированной была завершена.
На рисунке 7 показана детализация основе. Вертикальные отверстия были брошены в кучи и крышка наложения позволяют использовать осевой нагрузки и позволяют размещать крепежные баров в Фазе II. Испытательного образца частности, предусматривают увеличение горизонтальной арматуры в нижний слой крышки кучу. Двадцать шесть № 5 баров были представлены в каждом направлении в кучу шапка вместо 22 баров соответствующие как построенный деталей. Рост обеспечили укрепление основе был разработан в качестве потенциала защищенный член с прочность на изгиб в нижней крышки кучу усиление превышает силы, поступающая из колонки пластиковых moment.6 Кроме того, дополнительные горизонтальные полосы были помещены в модифицированной наложения на коврик подробно соображений. 6
Модифицированной включены наложения мат, дрель и связей дюбелей и конкретные наложения, но не включают расширенной крышка кучу и дополнительных свай, которые являются частью модифицированной планируется воздушным направляющая. Подробная информация о пакете испытания модифицированной системы может быть найдено на рис. 5. 152 мм конкретные наложение было сделано одно целое с крышкой кучу через 234 пробурено и рабского крючковатым дюбели. 234 отверстий диаметром 22 мм была пробурена на высоте 254 мм над низу крышки. Быстрому установлению раствор был использован для связи № 3 подключили дюбеля в кучу крышка следующие Колтранс спецификаций для бурильных и связей dowels.8
Толщина покрытия из модифицированной нарочно сведены к минимуму для получения высоких напряжений сдвига совместных во время испытаний фазы II. Потому что существующие кучу нижней крышки усиление устанавливается как построенный условия, фактические модифицированной конструкции необходимо будет увеличить толщину наложения и, следовательно, общая глубина фундамента достаточно, чтобы получить адекватную прочность на изгиб. Это, как правило приводит к снижению совместных напряжениях сдвига, чем найти в исследуемом образце.
Свойства материалов
Целевых прочности бетона, указанный для компонентов 34,5 МПа. Хотя конкретные, которые в возрасте старше 30 лет могли бы значительно выше, прочность на сжатие, МПа 34,5 была выбрана в качестве приемлемого силы цели на основе 28-дневного целевая численность 20,7 МПа, указанных в качестве построенных согнуты. При испытании образца, конкретные максимальный размер, указанный для свай и колонна 9,5 мм. Свая крышка конкретные максимальный размер был 12,7 мм. Совокупный размер определяется минимальное расстояние в каждом компоненте и требования подобия права. Во время литья каждого компонента, 152 Таблица 4 () суммирует результаты испытаний на сжатие этих баллонов.
Арматурная сталь для модульного тестирования следовали подробности Бент P16 и предлагаемой модифицированной схеме. Арматурная сталь для как построенный наклонился был указан в качестве Grade 40 (276 МПа) стали. В модульного тестирования, Grade 60 (414 МПа) стали была использована для модели колпачок кучу и столбцов, а сталь 40 была использована для модели дюбелей подключения сваи в кучу шапку. Таблица 4 (б) подвели итоги напряженности испытаний, проведенных на укрепление используется.
Обзор Таблица 4 (б) показывает, текучести Grade 40 (276 МПа), куча штифтов было 441 МПа, что превышает предел текучести Grade 60 (414 МПа) подкрепления. Это увеличило прочность на разрыв связи свайных основе значительно. В результате прочность на разрыв связи было приблизительно равным прочности механизм, используемый для захвата почвы структуры взаимодействия. В некоторых местах это привело к выходу из строя механизма почвенно-структуры до кучи дюбель провал. Влияние кучи дюбелей, имеющих более высокую доходность, однако, подчеркнуть, при условии, стабильные результаты, обеспечивая большее усилие к куче колпачок до кучи провал. Он также признал, что во время построения исходной системы BART, класс 60 арматура становится доступным и не было необычным для подрядчиков, чтобы заменить Оценка 60 баров для оценки 40 баров. Использование кучи дюбели с пределом текучести 414 МПа может быть представителем фактического верхняя прочность соединения кучу колпачок, существующих в воздушном направляющая ..
РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЙ первого этапа
Реакция системы
Рисунок 8 участков боковой силы от бокового смещения для ответа Фаза I. механизм реагирования явилось результатом кучу недостаточность, что привело к качания кучи крышки. Сваи удалось в противоречие с конкретными отслаивание при сжатии. Механизм реагирования показали обнадеживающие результаты, несмотря на тот факт, что текучести Grade 40 (276 МПа), куча штифтов превысил 414 МПа, из-за последующего качания ответ и сохранности крышки кучу. Ограниченной системы перемещения пластичности, однако, присутствовать из-за последовательного отказа сваи. Два растяжение виды разрушения были очевидны в сваи; кучу разрушения шпонки и разрушения механизма почвенно-структуры.
От продольной жесткости системы, полученной в пределах ± 0.75H ^ югу у, L ^, выход перемещения была рассчитана Аналитический анализ пустяковое включены основы гибкости, колонки изгиба и сдвига, и фиксированной конце вращения колонны базы. Анализ, используемый измеряется усиления свойств материалов и целевых прочности бетона, но предполагается, трещины столбец, в результате незначительных несоответствия первоначальной жесткости между прогнозируемой реакции и результаты испытаний наблюдается на рис. 8. Это количество соответствует смещение дрейфа После силу контролируемой загрузки этапе, два цикла Пайл переломы были отмечены с громким стучит во время второго цикла
В соответствии с предлагаемым протоколом загрузки, у моделирование импульсного поля к югу В ходе этого этапа нагружения, многочисленные переломы громким было слышно из-под груды напряженности. В начале этого цикла перемещения, резкое уменьшение потенциала боковой силы результате растяжения неудач внешние отвалы. Это позволило немного снизить мощность в сочетании с увеличением скорости привода нагрузки в результате фиктивно показаниям боковых сил. Приборы ошибочно связывал увеличение нагрузки темпами, как рост боковых сил. Боковые увеличение нагрузки отметил на рис. 8 (а) в качестве фиктивного увеличения жесткости вблизи После Погрузка этапе был остановлен после кромки крышки кучу вступили в контакт с базовым блоком, который представляет собой смещение
Постоянное смещение структуры после ближайшем моделирования импульса поля к югу 8 () в качестве "остаточного смещения". Это остаточное перемещение указывает перемещенных государственной структуры при отсутствии продольной нагрузки был применен. Остаточного дрейфа рассчитывается как Колонка для гибки и фиксированной конце вращения колонны базы составил лишь 3% от этого остаточного смещения.
Рассмотрение рис. 8 () показывает, увеличения емкости модульного тестирования между смещениями 203 и 236 мм. Расширение возможностей на данный момент является фиктивным и является результатом контакта крышки кучу и базовым блоком. Это увеличение мощности следует игнорировать, поскольку она не является частью системы реагирования. Тот же эффект отмечается на обратном цикле, когда погрузка противоположной стороны кучи крышки вступил в контакт с базового блока на перемещение -94 мм и продольной силы -187 кН.
Колонка ответ
В первый этап испытаний, колонки и модернизированных крышка кучу устойчивых трещин от изгиба, но нет сил деградации. Колонка трещин расширенной почти на всю высоту колонки, а максимальная ширина трещины были ограничены до 0,3 мм в основании колонны. Степень трещин от изгиба до почти на всю высоту колонки, вероятно, в связи с прекращением продольной арматуры.
Штамм чтения из продольных балок, свидетельствуют уступая место во время циклов нагружения к югу 0.75H ^ у, L ^ и Не все показания деформации, однако, увеличилось за урожай. Это указывает на то, что локализованные уступая место в некоторых барах, но колонна пластического шарнира не развивались в этой фазе.
Записи колонны поперечной деформации показали незначительное совместной экспансии. Сообщений об ущербе не обнаружено, как максимум измерений деформации были меньше, чем 25% урожая во время первого этапа тестирования. Измерение поперечных деформаций были приняты в рамках совместного колонка основе и указал, что модифицированная является достаточным для предотвращения сбоев в совместной системы тест, как построенный кучу конфигурации.
Фиксированная конце вращения колонны базы было мало различий между циклов нагружения. Это означает, что выход проникновения в основу и фиксированной конце вращения были незначительными в ходе первого этапа I.
Пайл крышка ответ
Свая крышка показали практически никаких повреждений в конце этапа I. Модернизация процедур предотвратить провал совместных сдвига и кучу крышка сохранить его целостность. Совместное искажения или панели деформации, измеренные при линейной потенциометров в рамках совместной крышка колонка куча была менее 1 Это значение было считать незначительным, поскольку панели деформации 0,03 радиан указывает на совместное damage.9 Кроме того, максимальное чтение напряженность в связи с модифицированной сверла и дюбеля-связи составила менее 35% урожая.
Hairline трещин в покрытии модифицированной было отмечено на боковой нагрузки 0.75H югу ^ у, L ^, где волос трещины определяется здесь как менее 0,1 мм. Трещины в покрытии модифицированной продолжали радиально как боковой загрузки возросла, но трещины не увеличиваются выше волос шириной. Отсутствие такого повреждения наложения было отмечено выше волос крекинга, и не было трещин наблюдается по бокам оригинальный колпачок кучу во время первого этапа тестирования.
Пайл-ответ
Пайл ответ значительной степени зависит от циклических двунаправленный боковой загрузкой. Сваи пострадали заметных повреждений во время первого цикла На этом этапе нагрузки, 0,3 мм, трещины были видны на сваях, а также измерения деформации на свайных дюбелей показали обширные уступая (рис. 9 ()), где куча сила измерялась с полным Измерительный датчик нагрузки на мост. Откола от бетонных свай было отмечено, как погрузка увеличилась, а конкретные дробления и пряжками дюбелей кучу наблюдались после тестирования. На отказа системы, куча штифтов перелом напряженности в регионе пряжками (рис. 9 (б)). Второй режим кучу неудача разрушения структуры почвы механизма (рис. 9 (с)). Некоторые сваи не удалось таким способом, но эти сваи, также показали конкретные дробления и обширные выпучивания кучу дюбели нашли в первый отказов. Монотонные текучести почвенно-структуры и механизма кучу дюбели были 129 и 125 кН соответственно, что указывает на два режима отказа были сопоставимы.
Пайл дюбель тензодатчиков измеряется только один значительный цикл деформации растяжения выше доходность. В момент предполагаемого перелома, резкое падение произошло измерения деформаций который был удален из рис. 9 (а) для большей ясности. Первые разрушения кучу было отмечено во время второго цикла Дополнительные куча переломов произошло при погрузке на
Экстраполяция результатов испытаний
Результаты испытаний первой фазы экстраполируются на пирс, поскольку фактическая основа гибкости была учреждена. Анализ с "пластичностью отношений" раздел относится. Максимальной пластичности перемещения, полученные в ходе стабильной гистерезисных петель отношения сила-смещение было Это значение можно экстраполировать на (1). Помимо этого перемещения пластичности, уравнения. (1) не может быть применен в качестве ответа преобладали нелинейных упругих качалки режим, в котором понятие перемещения пластичности является недопустимым.
После завершения Фазы I, колонка была подготовлена для второго этапа испытаний. Подготовке включены recentering колонны, затирки 51 мм, зазор между крышкой и основанием кучу блок и размещение крепежные стержни через кучу шапку.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЙ-PHASE II
Целом ответ
Механизм реагирования на второй этап испытания пластического шарнира в столбце базы (см. рис. 10 для боковой силы от бокового перемещения ответ). Совместных провал сдвига не произошло, и совместные целостность была сохранена, несмотря на значительное трещин в основаниях.
Максимальное продольное смещение 363 мм, что соответствует дрейф 7,9% при Дрифт рассчитывается на этапе II в качестве бокового смещения в пункт погрузки, деленная на высоту от поверхности крышки модернизированных кучи к месту погрузки, 4,57 М. На этом уровне пластичности, множественные разрывы спиральная арматура произошли и потери устойчивости колонны продольных балок, не наблюдалось. Остаточного дрейфа после этого цикла нагружения составила 5,7% (рис. 3 (б) и 10 (а)). Образца осуществляется также с незначительными после выхода жесткости деградации до уровня вязкости Незначительное количество кучу поднятия крышки было зарегистрировано менее 8 мм, в ходе второго этапа испытаний. Перемещения из-за кучи крышки поднятия были оценены во время обработки данных, и результаты, показанные были скорректированы для устранения смещений, кучи крышки ротации.
Колонка ответ
Колонка смещение текучести была рассчитана 92,5 мм от жесткости, полученные при ± 0.75H ^ югу у, L ^ (H ^ югу у, L ^ является выход силы получили от аналитического анализа пустяковое включения колонки изгиб, сдвиг, и фиксированной конце вращения использованием измеряется усиление свойства материала и целевых прочности бетона). Колонке мало деградации силы после циклов Наступления значительных откола произошло в ближайшем импульса области к югу Продольный изгиб бар при попытке перемещения ГРП поперечной арматуры произошло на этот груз, и переломы продолжал обратного цикла.
Колонка продольных деформаций превысила доходность деформации при перемещении пластичности 1,0 во всех барах приборами с датчиками. Двунаправленный протокол загрузки этого теста оказывают существенное влияние на продольных деформаций бар, четыре бара инструментальной выставлены аналогичные показания деформации при циклов нагружения.
показания Тензометрические показал податливость совместных усиление сдвига в ближайшем импульса области к югу Максимальный уровень деформации, записанные на поперечной арматуры колонке в рамках совместного регионе в 2,5 раза монотонной выход напряжения. Приборы находились в основе и захватили совместной экспансии. Чтения в аналогичной величины для толкать и тянуть циклов, как ожидалось, однако результаты измерений в верхней части фундамента ниже, чем измерения, принятые в рамках основного шва. Это указывает на то, что верхний армирующий слой, установленной в модифицированной сдержанной совместной расширение в верхней части фундамента. Кроме того, совместное поперечной арматуры в рамках совместного осталась нетронутой и способствует совместной сдвига передачи, несмотря на перелом поперечной арматуры в пластическом шарнире регионе.
Кривизна измерения показывают, максимальная средняя кривизны будет 0,0681 рад / м в длину 284,5 мм. Это кривизны измеряется от 41 до 325 мм над модифицированной наложения. Кривизна измерения показали, значительное увеличение в ближайшем импульса поля, а до этого, нагрузка измерения уровня кривизны были ниже 0,0098 рад / m. В столбце базы, максимальное значение столбца фиксированной конце вращения 0,019 радиан и измерялась более 41 мм, расстояние между метками непосредственно над наложения модернизации.
Пайл крышка ответ
Крекинг в модифицированной наложения и кучу колпачок был минимальным. Основной ущерб был ограничен пластического шарнира регионе колонны. Максимальная ширина трещины по бокам кучи крышки были порядка 0,3 мм. Crack шириной порядка 1,0 мм были отмечены в модифицированной у колонны базы Эти трещины расширенной радиально из колонки, где они распространяются по сторонам модифицированной с шириной около трещины более 0,3 мм. Это максимальная ширина трещины указал модифицированной повреждения и совместное расширение, но не указывается основание отказа.
Совместное сдвига искажения измеряются с помощью совместных ядро минор (рис. 11). Максимальное значение 0,0037 рад был записан, но эта стоимость была значительно ниже 0,03 рад, что считается significant.9 Эти результаты свидетельствуют о диагональных трещин в регионе, включая совместные основной колонны и расширения в кучу шапку. Существовал без ущерба, однако, к куче колпачок с указанием совместное разрушение при сдвиге.
Максимального напряжения, измеренное на сверла и дюбеля-связи составила менее 74% урожая. Хотя дюбель штаммов находятся ниже доходность, растяжения смещение произошло в дюбели, как модифицированной наложения занимается дюбелями для передачи основу сил.
Экстраполяция результатов испытаний
Несмотря развития трещины в совместном регионе, совместного сохраняет свою целостность при обратном циклов нагружения до номинальной совместных напряжение сдвига 0,7 [радикальных] [функция] ^ югу МПа с ^ ', где [функция] ^ югу с ^ 'является прочность бетона сваи ниже крышки наложения в день тестирования, а не целевой strength.2 Модернизация меры предотвратить провал совместных сдвига и при условии нагрузки путь, который установил этот уровень стресса. Модернизация, как построенный наклонился должны также развивать номинальное напряжение сдвига 0,7 [радикальных] [функция] ^ югу МПа с ^ ', где [функция] ^ C ^ югу' является текущим конкретные силы, как- построили кучу крышка ниже наложения.
Измеряется прочность бетона составила 57% больше, чем целевой прочности бетона в 34,5 МПа. Использование погашения права для бетона, прочность бетона в Бент-P16, по оценкам, 53 MPa.10 Это хорошо согласуется с измеренной прочности бетона в тестовом образце в день тестирования. Точной оценки современного прочности бетона в качестве построенных шапки кучу важно оценить допустимый совместных сдвига, так как неспособность режима зависит от фактической прочности бетона из гнутого.
Стойки и галстук модель кучи крышки иллюстрирует нагрузки путь в кучу крышки испытательного образца (рис. 12). Он отметил, что совместные обручи имеют незначительное влияние на общее поведение, как сила, связанная с совместным укрепление обруч мала по сравнению с другими совместными силами. Хотя силы совершили совместное укрепление малы, совместного укрепления улучшить крепление стержней при растяжении и помогли развернуться сжатия поля в совместных ядра. Совместные силы подкрепления получить как интеграл от 20 обручей в кучу крышка совместных действующее на диагональные трещины в суставе.
Из-за циклического нагружения, результирующая сила сжатия Cs = 2148 кН, перевозимых продольной колонке бары смещается вниз. Этот сдвиг вниз был вызван связи потери в колонке продольных балок, сдался. Увлеченные дюбели устанавливаются в модифицированной сваи крышки помогли закрепить эти полоски на сжатие. Крючковатым дюбелей передал сжимающей силы до модифицированной наложения, где он был распространен через конкретные стойки.
Галстук AB (см. внизу слева на рис. 12) передал растягивающее усилие от узла к узлу B с помощью конкретных растягивающих сил. Node B является местом, где растяжение конкретные силы был переведен в дрель и связей модифицированной дюбели. Пайл дюбелей и на якоре в ходе первого этапа убедительно показал, что растягивающие напряжения в бетоне могут быть разработаны. Таким образом, передача напряжения к крючковатым дюбелями с помощью конкретных является приемлемым, и длинные сверла и дюбеля-связи имеют важное значение для обеспечения этой передачи происходит.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Экспериментальная проверка моста причал для сейсмических исполнении была представлена. Типичным наклонился Западной Окленд BART в воздушном направляющая была исследована на половину шкалы. Два псевдо-циклического двунаправленного испытания были проведены на одном моделирования тестового образца существующего пирса в том числе предлагаемых мер и модифицированной в том числе механизм для имитации основу структуры взаимодействия.
В тестовой системе, Фаза I ущерб был выделен на сваях. Сваи провалились из-за разрушения арматурного проката на растяжение при скалывания бетона очевидным при сжатии. Это привело к качалке режим реакции пирс. Экстраполяция результатов испытаний показывает, что ограниченные перемещения пластичность системы
В фазе II испытания, повреждение колонки в пластическом шарнире региона, вовлеченного откола бетона, выпучивания из продольных балок, колонны и разрушения поперечной арматуры. Максимальный дрейф 7,9% показывает удовлетворительное количество пластичности присутствует. Номинальное напряжение совместных сдвига в основе достигли 0,7 [радикальных] [функция] ^ югу МПа с ^ ', и достаточно модифицированной в соответствии кучи крышки совместных искажения сдвига низким, сводя к минимуму кучу колпачок, растрескивания и изоляции к серьезным разрушениям в столбце . Кроме того, использование длинных дюбелей дрель и связей важно для передачи растягивающих сил из кучи дюбелями для наложения как показано на стойки и галстук модель на рис. 12.
Развитие колонке пластиковые петли Фаза II означает, что совместное напряжения сдвига полученные в ходе испытания могут быть экстраполированы на фактических пристани. Малый совместных деформаций сдвига зарегистрированы на втором этапе испытаний показывают, что совместные напряжения сдвига до 0,7 [радикальных] [функция] ^ югу МПа с ^ 'может быть устойчивым в кучу шапок с предлагаемой модернизированных мер. Такой стресс может быть устойчивым и без пластиковых движущиеся колонны над кучу шапку.
Авторы
Экспериментальное исследование, представленное в данной работе было проведено в лаборатории Чарльз Ли Пауэлл структуры в Университете Калифорнии, Сан-Диего, Калифорния тестирования была профинансирована в Сан-Франциско Bay Area Rapid Transit округ (BART) в рамках модернизации сейсмических Уэст-Окленд-воздушных направляющих. Полезные замечания инженеров в HNTB-БЕКТЕЛ и BART коллегиального обзора Комитет высоко оценили. Особую благодарность М. Джонс HNTB отметить за его сотрудничество на протяжении всего проекта.
Нотация
^ К югу куча = куча брутто площадь поперечного сечения
B = куча крышка ширина
C = сжимающая сила
C ^ C ^ югу = конкретные силы сжатия
C ^ югу ы = силы стали сжатие
C ^ Итого = общая сила сжатия (C ^ Итого = C ^ C ^ югу C ^ S ^ к югу)
D = диаметр описывающих гексагональные колонки
F ^ югу у = выход силы подкрепления
[Функция] ^ югу с = 28 ^ 'день прочности при сжатии конкретные цилиндра или указанного прочности бетона
[Функция] ^ югу у = текучести укрепление
H ^ югу у, L = боковые продольные нагрузки, соответствующей развития номинальной прочности свай для Фазы I, или номинальный предел прочности при изгибе у основания колонны для Фазы II. На основании измеряемых свойств материала
Н = модернизированных глубина крышки свая
M ^ югу п = предсказал ACI прочность на изгиб
ы = шаг арматурных прутков
T = растягивающей силы
V = поперечная сила
V ^ к югу с = столбец поперечной силы
Ссылки
1. BART, сейсмической безопасности, Bay Area Rapid район Transit, июнь 2004.
2. Пристли, MJN; Seible, F.; и Кальви, ГМ, сейсмических Дизайн и модернизации мостов, John Wiley
3. Сяо, Ю.; Пристли, MJN; Seible, F.; и Хамада, N., "сейсмическая оценка и модернизация моста Колонка Фундамент", SSRP Доклад 1994/11, Отдел структурной инженерии, Университет Калифорнии, Сан-Диего, Калифорния . мая 1994 года 200 с.
4. Скетлер, МДж; Рестрепо, СО и Seible, F., "Воздушная BART направляющая Бент испытаний Доказательство", SSRP Доклад 2002/13, Отдел структурной инженерии, Университет Калифорнии, Сан-Диего, Калифорния, октябрь 2002, 57 стр. .
5. Колтранс, "Сейсмическая Версия Дизайн Критерии 1,2", Калифорнийский департамент транспорта, Сакраменто, Калифорния, декабрь 2001.
6. Джонс, М., личные сообщения HNTB-Bechtel, апрель 2002.
7. Пресленд, RA, "сейсмические характеристики модернизированных железобетонных моста Пирс", Research Report 2001-03, факультет гражданского строительства университета Кентербери, Крайстчерч, Новая Зеландия, 2001, 513 с.
8. Колтранс, "Стандартные спецификации," Калифорнийский департамент транспорта, Сакраменто, Калифорния, июль 1999, с. 371-372.
9 Лин, C., "Сейсмическая Поведение и проектирование железобетонных внутренних дел шарниры Колонка Beam," Research Report 2001-01, Департамент строительства, Университет Кентербери, Крайстчерч, Новая Зеландия, 2001, 471 с.
10. Невилл, М., свойства бетона, 4-е издание, John Wiley
Входящие в состав МСА Мэтью Дж. Скетлер является аспирант Университета Калифорнии, Сан-Диего (UCSD), Сан-Диего, Калифорния Он получил степень бакалавра в строительстве из университета Нотр-Дам, штат Индиана, и степень магистра по строительной техники из UCSD. Его исследовательские интересы включают проектирование сейсмостойких сооружений и модернизацию зданий и мостов.
Входящие в состав МСА Хосе И. Рестрепо является доцент структурной инженерии в Калифорнийском. Он получил степень гражданской инженерии Универсидад де Медельин, Колумбия, и его кандидат в строительстве из университета Кентербери, Крайстчерч, Новая Зеландия. Его исследовательские интересы включают проектирование сейсмостойких зданий и мостов включения элементов сборного железобетона, а также оценки сейсмической и модернизации старых железобетонных зданий и мостов.
Фридер Seible, ВВСКИ, является деканом UCSD Джейкобс инженерной школы и проводит Эрик и Johanna Рейсснера кафедры прикладной механики и строительной техники. Он получил докторскую степень в строительстве в Университете Беркли, Калифорния, Беркли, Калифорния Он является членом комитетов МСА 341, сейсмостойкость железобетонных мостов, E 803, факультет сети Координационного комитета, Международной конференции и конгрессы комитету, а также Совместное ACI-ASCE Комитет 334, Бетон Shell Дизайн и строительство.
Эд Мацуда является сейсмических технический руководитель по Bay Area Rapid Transit (BART), Сан-Франциско, штат Калифорния Он получил степень бакалавра в строительстве из Университета Вашингтона и степень магистра по гражданской инженерии Калифорнийского университета в Беркли.