Префабрик эки мамылуу көпүрө тирөөчтөрү тездетилген көпүрө курулушунда аянттагы эмгекти жана транспорттун үзгүлтүккө учурашын азайта ала турган маанилүү көтөрүүчү системалар болуп саналат; бирок сейсмикалык коркунучу жогору аймактарда префабрик мамы–пайдубал жана мамы–ригель байланыштары бекемдик, ийкемдүүлүк жана бүтүндүк жагынан жеринде куюлган системаларга жакындашы керек. Бул изилдөө мамы менен пайдубалдын ортосунда бири-бирине жабышып кирген арматураны, шип-сокет жайгаштырууну жана кийин куюлуучу ультра жогорку натыйжалуу бетон (UHPC) нымдуу түйүнүн бириктирген жаңы байланыш системасын сунуштайт. Үч даана 1/3 масштабдуу эки мамылуу тирөөч quasi-static циклдик жүктөө астында салыштырылган: жеринде куюлган CIP эталону, ригель байланышында bellows grouting колдонгон RWS-1-BGC жана post-cast UHPC tenon-core байланышынан пайдаланган RWS-2-PTC. Префабрик үлгүлөрдүн эң жогорку горизонталдык көтөрүү жөндөмдүүлүктөрү тиешелүүлүгүнө жараша 940.50 жана 925.48 kN болуп, CIPтин 892.01 kN маанисинен жогору. Акыркы жүк RWS-1-BGCде 870.74 kNга жетип, CIPке салыштырмалуу %14.8 көбөйгөн. UHPC менен күчөтүлгөн мамы түбү бузулуунун жана пластикалык шарнирдин түздөн-түз түпкө топтолушун азайтып, пластикалык деформация аймагын жогору жылдырган. CIP башында катуураак жана калдык жылышы төмөн болсо да, префабрик тирөөчтөрдө катуулуктун жоголушу жайыраак жүргөн. RWS-1-BGC бирдей жылышта CIPке жакын бир циклдик энергия сарптоону жана чоңураак акыркы жылыштын эсебинен жогору кумулятивдик энергия сарптоону көрсөткөн. ABAQUS Concrete Damage Plasticity модели эксперименттик эң жогорку жөндөмдүүлүктөрдү болжол менен %0.6–2.5 четтөө менен кайра жараткан; параметрдик талдоодо UHPC түйүнүнүн бийиктиги жана мамылардын аралыгынын таасири чектелүү, ал эми арматура катышы эң күчтүү долбоордук өзгөрмөлөрдүн бири экени аныкталган. Натыйжалар текшерилген 1/3 масштабдуу quasi-static эксперименттер жана алар менен тастыкталган сандык модель үчүн гана жарактуу; реалдуу жер титирөө кыймылы, узак мөөнөттүү туруктуулук жана талаа масштабы өзүнчө тастыкталышы керек.

Префабрик эки мамылуу көпүрө тирөөчтөрүндө байланыш эмне үчүн маанилүү?

Префабрик системада мамы, пайдубал жана ригель өзүнчө бөлүктөр катары чыгарылгандыктан, жер титирөөдө момент, кесүүчү күч жана октук жүк ушул монтаждык интерфейстер аркылуу ишенимдүү өткөрүлүшү керек. Байланыш жетишсиз болсо, жогорку бекемдиктеги мамы денеси бүтүн калган күндө да, бузулуу бириккен аймакта топтолуп, бүт системанын ийкемдүүлүгүн чектеши мүмкүн.

Изилдөө сунуш кылган Reinforcement-Tenon UHPC Wet Joint Socket (RWS) системасы үч негизги функцияга ээ:

• шип жана сокет монтаж учурунда геометриялык жайгаштырууну камсыз кылат,
• мамы менен пайдубалдын арматуралары нымдуу түйүн аймагында бири-бирин каптап уланат,
• жогорку бекемдикке жана жаракадан кийинки көтөрүү жөндөмдүүлүгүнө ээ UHPC бул аймакты монолитке жакын жүрүм-турумга жеткирет.

Үч үлгү кантип түзүлдү?

Булак текстинде RWS-1 жана RWS-2нин пайдубал шипинин кайсы тарапта жайгашканы тууралуу түшүндүрмөлөр бөлүмдөр арасында толук шайкеш эмес. RWS-2-PTC монтажын көрсөткөн Figure 2 мамынын түбүндө алдын ала түзүлгөн шип пайдубалдагы сокетке киргизилерин көрсөтсө, кириш жана жыйынтык бөлүмдөрүндөгү айрым сүйлөмдөр эки конфигурацияны тескери атап коёт. Ошондуктан бул жерде байланыштар коопсуз түрдө BGC жана PTC жогорку байланыш түрлөрү менен айырмаланган.

Материалдардын бекемдиктери кандай деңгээлде?

Префабрик тирөөчтөрдүн UHPC нымдуу түйүн аймагы 500 mm тууралыкта жана 450 mm бийиктикте долбоорлонуп, бул аймакта %1.93 арматура катышы колдонулган.

Quasi-static жер титирөө имитациясы кантип колдонулду?

Эки гидравликалык домкрат тик октук жүктү бергенде, горизонталдык гидравликалык актуатор ригель деңгээлинен эки багыттуу циклдик жылыш берген. Булак жалпы тик жүктү 773.55 kN жана октук кысуу катышын 0.2 деп билдирет.

Горизонталдык жылыш деңгээлдери 2 mmден башталып 81 mmге, башкача айтканда болжол менен %4 drift деңгээлине чейин көтөрүлгөн; ар бир деңгээл үч цикл кайталанган. Сыноо көтөрүү жөндөмдүүлүгү эң жогорку маанинин %85инен төмөн түшкөндө же арматура сынганда токтотулган.

UHPC байланышы бузулууну кантип өзгөрттү?

CIP үлгүсүндө горизонталдык жана кыйгач жаракалар эртерээк башталган; жылыш көбөйгөндө мамы түбүндөгү бетон каптамада олуттуу эзилүү жана түшүп калуу болгон. Префабрик үлгүлөрдө UHPC менен чоңойтулган түп алгачкы жараканы кечиктирип, түптөгү бузулууну азайткан.

Бул күчөтүү пластикалык шарнирди толук жок кылуудан көрө, критикалык деформацияны UHPCден жогору жайгашкан кадимки бетон аймактарына жылдырууга алып келген. Ошентип, байланыш аймагындагы бузулуу көзөмөлдөнүп турганда, мамы денеси жер титирөө энергиясынын чоңураак бөлүгүн деформация аркылуу өзүнө ала алат.

CIP эмне үчүн башында катуураак?

Монолиттик CIP системасында мамынын үстүңкү жылышы негизинен мамынын ийилишинен пайда болот. Префабрик системаларда болсо мамы ийилишине кошумча монтаждык бирикмелерде кичине айлануулар болот. Ошондуктан баштапкы катуулук CIPте жогору.

Ошол эле учурда цикл саны жана жылыш көбөйгөн сайын CIP катуулугу префабрик тирөөчтөргө караганда тезирээк азайган.

Ыкма жана Натыйжалар

Жүк–жылыш жөндөмдүүлүгү

RWS-1-BGC жана RWS-2-PTCнин эң жогорку жөндөмдүүлүктөрү CIPтен тиешелүүлүгүнө жараша %5.4 жана %3.8 жогору. Акыркы жөндөмдүүлүктөгү өсүштөр болсо %14.8 жана %4.3.

Энергия сарптоо

Гистерезис ийри сызыгы курчаган аянт бир циклде сарпталган энергияны билдирет. Бирдей жылышта RWS-1-BGCнин бир циклдик энергия сарптоосу CIPке жакын, ал эми RWS-2-PTCге караганда жалпысынан жогору.

RWS-1-BGC чоңураак акыркы жылышка чейин жүк көтөргөндүктөн, жалпы цикл саны жана ошого жараша кумулятивдик энергия сарптоосу CIPтен жогору болгон. RWS-2-PTCнин чоң жылыштардагы ригель бузулуусу болсо кийинки баскычтагы энергия сарптоону чектеген.

Эквиваленттүү илешкектүү демпфирлөө

Үч үлгүнүн тең баштапкы эквиваленттүү илешкектүү демпфирлөө катышы болжол менен 0.05 чамасында болуп, бузулуу өнүккөн сайын өсөт. CIP башында бүтүнүрөөк түзүлүш болгондуктан, алгачкы жүктөө баскычтарында жогору демпфирлөө көрсөтөт. Префабрик үлгүлөр чоң жылыштарда бузулуу өнүккөн сайын демпфирлөө катыштары CIP деңгээлине жакындайт.

Калдык жылыш

CIP префабрик тирөөчтөргө караганда кичирээк калдык жылыш көрсөткөн. Булак муну монолиттик түзүмдүк бүтүндүк менен байланыштырат. Чоң жылыштарда PTC байланышы BGCге салыштырмалуу кайра борборлошуу жүрүм-турумун жакшыртканы айтылат.

Ийрилик

Мамынын түбүндө жана жогорку пластикалык шарнир аймактарында өлчөнгөн ийриликтер жүк амплитудасы өскөн сайын көбөйгөн. Префабрик үлгүлөрдүн ийриликтери көпчүлүк жүктөө деңгээлдеринде CIPтен төмөн болгон; UHPC менен чоңойтулган түп жана UHPC жогорку байланыш жергиликтүү ийилүү талабын азайткан.

FEA модели

ABAQUS моделинде C40 жана UHPC үчүн Concrete Damage Plasticity ыкмасы колдонулган. Бетон жана UHPC C3D8R элементтери менен, арматура T3D2 элементтери менен моделденген; арматура бетон ичине embedded-region constraint аркылуу киргизилген.

Контакт интерфейстеринде нормал багытта hard contact, тангенциалдык багытта penalty friction жана 0.35 сүрүлүү коэффициенти колдонулган. Кийин куюлган айрым UHPC–C40 байланыштары Tie constraint менен көрсөтүлгөн.

Table 6нын басылып чыккан RWS-2 сабында ката белгиси оң көрүнгөнү менен, булактагы аныктама жана сандар FEA эксперименттен төмөн экенин көрсөткөндүктөн, тегеректеги текстте берилген −1.96% маанисине шайкеш келет.

FEA префабрик үлгүлөрдүн баштапкы катуулугун ашыкча баалап, эксперименттик циклдерге караганда симметриялуураак/толугураак гистерезис жараткан. Булак муну монтаждык толеранттуулук, кошумча түйүн ийкемдүүлүгү жана арматура–бетон bond-slip жүрүм-турумунун моделге киргизилбегени менен байланыштырат.

Параметрдик долбоордук талдоо

Арматура катышын %1.28ден %1.93кө жогорулатуу агуу жүгүн %9.6 жана эң жогорку жүктү %18.6 көбөйткөн. Булак жетишсиз арматура эрте бузулууга, ал эми ашыкча арматура пластикалык деформация жөндөмдүүлүгүнүн азайышына алып келиши мүмкүн экенин белгилейт.

350–550 mm аралыгындагы UHPC түйүн бийиктигинин жалпы сейсмикалык көрсөткүчкө таасири чектелүү деп табылгандыктан, авторлор RWS-1-BGC үчүн 350 mm жетиштүү болушу мүмкүн деп сунуштайт. Бул маани үч физикалык үлгүнүн арасында түз лабораториялык сыноодон өткөн эмес, текшерилген FEA моделинен алынган.

Изилдөө колдогон жыйынтыктар

• UHPC нымдуу түйүндүү префабрик эки мамылуу тирөөчтөр изилденген quasi-static шарттарда CIPке тең же андан жогору горизонталдык көтөрүү жөндөмдүүлүгүн камсыз кылган.
• UHPC түп аймагы алгачкы жараканы жана пайдубал аймагындагы бузулууну кечиктирген.
• Пластикалык шарнир жана бузулуу талабы күчөтүлгөн түптөн жогору жылдырылган.
• RWS-1-BGC CIPке жакын бир циклдик энергия сарптоону жана жогору кумулятивдик энергия сарптоону көрсөткөн.
• Префабрик тирөөчтөрдүн баштапкы катуулугу CIPтен төмөн, бирок катуулуктун жоголушу жайыраак.
• UHPC байланыштары ийрилик талабын азайткан.
• CDP негизиндеги ABAQUS модели эң жогорку жүктөрдү кичине ката деңгээли менен кайра жараткан.
• Изилденген параметрлердин ичинен арматура катышы жүк жөндөмдүүлүгүнө жана энергия сарптоого эң байкаларлык таасир берген.

Изилдөө колдобогон жалпылоолор

• Изилдөө реалдуу жер титирөө жазмасы менен shake-table сыноосу эмес.
• Ар бир байланыш түрү үчүн бир гана физикалык үлгү болгондуктан, статистикалык кайталануучулук тастыкталган эмес.
• 1/3 масштабдуу үлгүнүн натыйжалары түздөн-түз толук масштабдуу көпүрөнүн көрсөткүчү катары кабыл алынбашы керек.
• Узак мөөнөттүү коррозия, айлана-чөйрөгө туруктуулук жана кайталанган реалдуу жер титирөө ырааттуулуктары изилденген эмес.
• 350 mm UHPC түйүн бийиктиги түз лабораториялык экспериментте тастыкталган эмес.
• Булакта айтылган тез монтаж артыкчылыгы үчүн өзүнчө убакыт-чыгым талаа сыноосу жүргүзүлгөн эмес.
• PTC байланышынын residual displacement артыкчылыгы реалдуу prestressed self-centering көпүрө системасынын көрсөткүчүн билдирбейт.
• FEA bond-slipти ачык моделдебегендиктен, жергиликтүү бирикме деформацияларынын баарын кармабайт.

Булак жана Ыкма Жөнүндө Эскертүү

Түпнуска изилдөө:Seismic Performance Research of Precast Double-Column Piers with Reinforcement-Tenon UHPC Wet Joint Socket Connection.

PDFдеги авторлор: Jundong Fu, Hongmei Ren, Qi Li, Dianchao Wang, Shui Wan жана Zheng Lu.

Мекемелер: Department of Disaster Mitigation for Structures жана State Key Laboratory of Disaster Reduction in Civil Engineering, Tongji University; Shanghai Urban Construction Vocational College; Department of Bridge Engineering, Tongji University; University of Tokyo; Southeast University.

PDF байланыш автору: Zheng Lu.

DOI: 10.2139/ssrn.7199959.

SSRN идентификатору: 7199959.

Жарыялоо статусу: SSRNде 31-июль 2026-жылы жарыяланган 36 беттик preprint/working paper жазуусу. Ушул эле аталыштагы өзүнчө рецензияланган версия бул баалоо күнүндө тастыкталган эмес.

Библиографиялык metadata эскертүүсү: SSRN веб-жазуусу Jundong Fuну авторлор тизмесинен чыгарып, Zheng Luну эки жолу көрсөтөт. PDF ошондой эле bylineда жок Yuyan Xie үчүн электрондук почта сабын камтыйт. Verianla илимий идентификациясы даярдалганда булак PDF byline негиз катары алынган.

Эксперимент: Бир CIP жана эки префабриктен турган үч даана 1/3 масштабдуу эки мамылуу көпүрө тирөөчү; туруктуу октук жүк жана drift-controlled quasi-static cyclic lateral loading.

Материал: C40 бетон, UHPC жана HRB400 арматура. Өлчөнгөн 28 күндүк кысуу бекемдиктери C40 үчүн 41.6 MPa жана UHPC үчүн 129.4 MPa.

Сандык модель: ABAQUS; C3D8R бетон/UHPC, T3D2 арматура, Concrete Damage Plasticity, surface-to-surface contact, hard contact, friction coefficient 0.35, embedded-region жана Tie constraint.

Моделдөө чеги: Арматура–бетон bond-slip жүрүм-туруму өзүнчө интерфейс модели менен көрсөтүлгөн эмес жана бул жагдай өзгөчө yield displacement жана баштапкы катуулук айырмаларында булак тарабынан маанилүү түшүндүрмө катары берилет.

Булак ичиндеги байланыш эскертүүсү: RWS-1/RWS-2 пайдубал шип-сокет багыты кириш/жыйынтык тексти менен §2.1 жана RWS-2 монтаж Figure 2 ортосунда шайкеш эмес. Бул айырма Verianla тарабынан үнсүз түрдө жараштырылган эмес.

Булак ичиндеги Table 6 эскертүүсү: RWS-2-PTC peak-load FEA мааниси эксперименттен төмөн болгонуна карабастан, таблицадагы ката белгиси оң басылгандай көрүнөт; тегеректеги текст −1.96% берет. Ошол эле таблицада peak-load мамычасынын kN/mm энбелгиси да маанилердин физикалык мааниси жана Table 4 менен шайкеш эмес; жүк маанилери kN.

Каржылоо: Shanghai Magnolia Talent Program Pujiang Project (25PJD127) жана National Natural Science Foundation of China (No. 52578374).

Байланыштуу изилдөөлөр: Ошол эле изилдөө тобунун 2026-жылдагы Experimental and numerical study of prefabricated bridge columns with UHPC-core socket connection жана Seismic performance of key-connection UHPC precast segmental hollow bridge columns эмгектери ушул UHPC–префабрик көпүрө тирөөчтөрү изилдөө багытынын жакын методологиялык мурункулары; учурдагы иш эки мамылуу RWS/BGC/PTC системасы себептүү өзүнчө эксперименттик жазуу болуп саналат.

Маалымат жеткиликтүүлүгү жана кызыкчылыктардын кагылышы: Жүктөлгөн PDFде өзүнчө жана ачык Data Availability же Conflict of Interest билдирүү бөлүмү көрүнбөйт; Verianla тарабынан кошумча билдирүү түзүлгөн эмес.

Автордук укук: SSRN жазуусу аркылуу алынган preprint фигуралары түз көчүрүлбөшү керек. Figure 1–18деги байланыш, бузулуу, гистерезис жана параметрдик мамилелер Verianla үчүн оригиналдуу техникалык схемалар менен кайра тартылышы керек.