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桥梁减隔震钢支座剪力销剪断性能试验研究
摘要
为了探究桥梁减隔震钢支座剪力销剪断性能特点，本研究对其进行试验分析。通过制作试样进行剪力销剪断测试，并分别观测并记录剪切力与位移曲线，得到剪力-位移曲线。在试验过程中，对试样进行观察，比较其剪力销剪切过程中的不同现象和特点，从而探究减隔震钢支座剪力销的剪切性能。研究结果表明，剪力销剪断过程中先是位置的塑性变形，随后发生杆条弯曲和面的剪切破坏，最后产生韧质破坏，其破坏形态具有早期脆性、中期结构承力过渡以及后期延性破坏的特征。本研究的结果可以为减隔震钢支座剪力销的应用提供理论支持和指导。
关键词：桥梁；减隔震；钢支座剪力销；剪切；破坏形态
Abstract
Inordertoexplorethecharacteristicsoftheshearpinshearpropertiesofthebridgeseismicisolationsteelsupport,thisstudyconductedexperimentalanalysisonit.Shearforceanddisplacementcurvewereobservedandrecordedthroughtheshearpinsheartestofthespecimen,andtheshearforce-displacementcurvewasobtained.Duringtheexperiment,thespecimenwasobserved,anddifferentphenomenaandcharacteristicsoftheshearpinshearprocesswerecomparedtoexploretheshearpropertyoftheseismicisolationsteelsupport.Theresearchresultsshowthatduringtheshearpinshearprocess,plasticdeformationofpositionoccursfirst,followedbybarbendingandsurfaceshearfailure,andfinallyductilefailureoccurs.Itsfailuremodehasthecharacteristicsofearlybrittleness,mid-structurebearingtransition,andlateductilityfailure.Theresultsofthisstudycanprovidetheoreticalsupportandguidancefortheapplicationofshearpinsinseismicisolationsteelsupports.
Keywords:bridge;seismicisolation;steelsupportshearpin;shear;failuremode
1.引言
随着经济的快速发展和城市化进程的加快，桥梁的重要性逐渐突显出来。而随着桥梁所面对的各种自然灾害和人祸，桥梁的防震抗灾能力也越来越成为人们关注的焦点。在此背景下，钢支座减隔震体系作为一种桥梁抗震体系，备受关注。其中，减隔震钢支座作为钢支座减隔震体系的关键组成部分，其设计和施工精细度是决定减隔震体系抗震性能的重要因素之一。而在减隔震钢支座中，剪力销作为重要的传力部分，其性能指标也值得深入研究。本研究旨在探究减隔震钢支座剪力销的剪切性能及破坏形态，为其设计和应用提供理论支持和指导。
2.试验方法
2.1实验设备与试样制备
本研究使用普通张力机作为试验设备，其中，剪力销的型号为XGS-25，试样尺寸为40mm×40mm×220mm。试样的制备过程中需要注意对试样进行清洗，去除杂物和表面的粉尘。
2.2试验流程
试样制备完成后，放置在张力机上，调整张力机上夹具与剪力销的位置。开启张力机，通过缓慢施加力，观察剪力销的变形情况并记录其剪力与位移曲线。当剪力销发生破坏时，停止试验并记录试验结果。
3.实验结果与分析
3.1剪力-位移曲线
图1.剪力-位移曲线
从图1中可以看出，在试验过程中，当施加的力逐渐增大时，试样出现了不同程度的位移，剪力销的剪力逐渐增加，形成了一个典型的剪力-位移曲线。在图1中，曲线的初段为线性段，表明剪力销的刚度较高；随着加载力的不断增加，剪力销出现了弹性损伤，曲线逐渐变平缓；当加载力达到一定值时，发生剪切破坏，剪力急剧下降。随着剪力销破坏的进一步发展，试样出现韧质破坏，位移不断增加，剪力销的剪力逐渐降至零。
3.2剪力销剪切破坏过程与破坏形态
在试验过程中，观察试样的变形过程，可以发现，试样剪切过程中，剪力销首先发生位置上的塑性变形，随后杆条出现一定程度的弯曲，面出现少量的剪切破