【摘 要】
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在历次强烈地震中,桥墩之间高差较大的非规则连续刚构桥的矮墩由于其较大的抗推刚度,一直是地震中的易损伤构件。尤其位于高烈度区或近断层的非规则连续刚构桥矮墩,亟待通过降低其抗推刚度或抗震加固措施以提升其延性和承载力。本文针对以上问题提出了一种超高性能混凝土（UHPC）薄壁墩结构,利用UHPC抗压强度高、韧性及耐久性好等优越性能,一方面材料强度的提高能够有效减小矮墩截面尺寸,降低矮墩抗推刚度;另一方面基
【基金项目】
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湖南省自然科学基金面上项目（2021JJ31160）； 湖南省教育厅科学研究重点项目（19A526）； 中南林业科技大学高层次人才引进项目（2019YJ036）； 湖南省普通高等学校教学改革研究项目（HNJG-2021-0526）； 湖南省科技创新计划资助（202
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在历次强烈地震中,桥墩之间高差较大的非规则连续刚构桥的矮墩由于其较大的抗推刚度,一直是地震中的易损伤构件。尤其位于高烈度区或近断层的非规则连续刚构桥矮墩,亟待通过降低其抗推刚度或抗震加固措施以提升其延性和承载力。本文针对以上问题提出了一种超高性能混凝土（UHPC）薄壁墩结构,利用UHPC抗压强度高、韧性及耐久性好等优越性能,一方面材料强度的提高能够有效减小矮墩截面尺寸,降低矮墩抗推刚度;另一方面基于材料良好的韧性和耗能能力,提高矮墩构件的抗震性能。为揭示UHPC薄壁矮墩构件在地震作用下的破坏过程与抗震性能,本文采用试验研究与数值模拟计算相结合的方式进行相关研究,主要研究内容如下:（1）以云南某墩高不同的小半径曲线连续刚构桥为工程背景,从设计的角度将连续刚构桥普通混凝土墩置换成UHPC墩,并借助平面及空间有限元分析方法,对降低了截面尺寸的UHPC薄壁墩进行可行性研究。对UHPC薄壁墩进行了静力分析、静力弹塑性pushover分析以及动力分析。验证了 UHPC薄壁矮墩连续刚构桥与传统矮墩连续刚构桥相比具有良好的变形协调能力,表明UHPC薄壁矮墩具有良好抗震性能。（2）以云南某墩高不同的小半径曲线连续刚构桥的RC矮墩及通过设计计算置换的UHPC墩为原型,一定的缩尺比,考虑纵筋率、轴压比及体积配箍率等参数,设计制作了 4个UHPC薄壁矮墩试件和2个普通钢筋混凝土（RC）墩试件。对4个UHPC薄壁矮墩试件进行低周反复加载试验。试验结果表明:UHPC薄壁矮墩试件和RC薄壁矮墩试件的破坏模式均为典型的弯曲破坏,RC墩的裂缝数量和裂缝宽度均明显高于UHPC墩,UHPC墩裂缝多为细小的微裂缝。UHPC的引入提高了薄壁矮墩的位移延性与抗推柔度,使其力学性能得到显著改善。（3）基于损伤因子的混凝土塑性损伤CDP模型计算理论,利用ABAQUS建立了 UHPC薄壁墩精细有限元分析模型。精细化有限元分析模型模拟结果与试验实测结果吻合较好,损伤云图和模型墩破坏形态的损伤基本相同,表明本文所采用的有限元模型能够较准确地模拟UHPC薄壁墩的力学行为。（4）基于正交分析设计方法进行参数分析,探讨了主筋配筋率、轴压比、UHPC墩壁厚等参数对UHPC薄壁矮墩抗震性能的影响的显著性大小,得到了UHPC薄壁墩各相关力学参数的建议取值,为该新型桥墩在矮墩刚构体系桥梁中的应用提供参考。
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