过去地震 中钢筋混凝土 (RC)桥墩 的损坏 多数 是由于弯曲延性不足或抗剪能力不够 而引起 的，为改善
其抗震性能 ，在地震 地面运动激励下 ，研究分别使用碳纤维增强复合材料 (CFRP)和形状记忆合 金 (sMA)后 RC桥
墩 的抗震特性 。结果 表明 ：在提高墩柱 的强 度、等效刚度 以及降低墩 柱的残余 位移等 方面 ，使用 SMA均 明显优于
使 用 CFRP。
关 键 词 ：桥 梁 ；钢 筋 混 凝 土 桥 墩 ；形状 记 忆 合金 ；主 动 约束 ；抗 震 特 性
中图分类 号 ：U442．55 文献标 志码 ：A 文章编号 ：1671—7767(2011)04—0039—03
1 引 言
过去 地震 中许 多摧 毁性 的桥 梁 破坏 均 由 1根 或
多根 钢筋 混凝 土 (RC)墩 柱 的破坏 而 引起 。从 1989
年 的洛 马 一 普 里 塔 地 震 、1994年 的 北 岭 地 震 以 及
1995年 的 日本神 户 地震 灾害 中可 看 出 ，现有 桥 墩 在
中强地震 中易 于损 坏，这促使研究者对地震 中 RC
桥墩 的损 伤 与破 坏 原 因 进 一 步研 究 。研 究证 明 ，过
去地 震 中损坏 的桥 墩 多数 是 因弯 曲延 性 不足 或抗 剪
能力 不够 而 引起 的。延 性 不 足 的 原 因 有 ：① 桥 墩横
向配 筋不 足 ；②在 塑性 铰 区域 的钢筋 搭接 长度 不够 。
在 RC桥 墩 外 面 加 钢 套 管 或 纤 维 增 强 复 合 材 料
(FRP)从 而 施 加 被 动 约 束 是 提 高 其 延 性 的 常 用
方 法 。
虽然被动约束方法 已被普遍接受并在世界各地
应 用 ，但研 究 表 明 ：对桥 墩施 加 主动 约束 的效果 会更
好 。这些研 究 包括 进行 主 动约束 效果 方 面 的材 料试
验 研究 ；研 究混 凝土 受 主动 约束后 的基 本 特性 ；探讨
通过对混凝土构件施加主动约束来改善其抗震性能
的可行 性 。其 中，有些 是 研 究 用 预 应 力 箍 筋 实 现 主
动约束 ，其它是试图使用 预应力纤维增强复合材料
实 现 主动约 束 。研 究 结 果 表 明 ：墩 柱 施 加 主 动约 束
后 ，可以避免其剪切 破坏 ，同时也会改 善其抗弯性
能 。尽管主动约束技术有许多优点 ，其实际应用还
是 有些 困难 ，例 如 在 现 场 提供 约束 力 的工 艺 。本 文
提 出一 种简 便而 有 效 的 新 技 术 ，即使 用 形状 记 忆 合
金 (SMA)对 RC桥 墩施 加 主 动 约束 ，通 过 与使 用 碳
纤 维增 强 复 合 材 料 (CFRP)的 传 统 约 束 工 艺 对 比 ，
探讨 这一 新 技术 的有 效性 。
2 SMA 丝及 其对桥 墩 的约束 机理
sMA是 具有 独 特 的超 弹性 和 形 状 记忆 效 应 等
热 力 学特性 的 一类 合 金 。随着 温 度 变 化 ，这 种 合金
中马 氏体成 分也 会发 生变 化 ，从 而 改变其 力学 特性 。
过 去 40年 中 ，研 究人 员 为考察镍 钛 合金 的形状 记忆
效 应做 了大 量 的研 究 工 作 。研 究 表 明 ：马 氏体镍 钛
合金具有高于环境温度的马氏体相变结束 温度 Mf，
此时其呈现塑性且会产生很大的残余应变。如果将
这种合金加热至高于奥氏体相变结束温度 A ，合金
便 恢 复到其 原始 形状 ，此 即形状 记忆 效应 。
图 1为用 预应 变 SMA 丝对 RC桥墩 施加 约束 。
如图 1所示 ，将 100 的马氏体 SMA 丝缠绕在 RC
桥墩 上 ，然后 将其 加 热 至 高 于奥 氏体 相 变 结束 温 度
A r，SMA丝欲恢复到其原有形状 ，同时对桥墩施加
了约束 力

因本站资料资源较多，启用了多个文件服务器，如果浏览器下载较慢，请调用迅雷下载，特别是超过了5M以上的文件！请一定调用迅雷，有时候速度就会飞起哦，如果您的浏览器自动加载了PDF预览，文件太大又卡死，请按下载说明里的把PDF插件关闭了就可以直接下载，不会再预览了！