Prefabrik ikki ustunli ko‘prik tayanchlari tezlashtirilgan ko‘prik qurilishida maydon mehnatini va transport harakatining uzilishini kamaytira oladigan muhim ko‘taruvchi tizimlardir; biroq yuqori seysmik xavfli hududlarda prefabrik ustun–poydevor va ustun–rigel ulanishlari mustahkamlik, plastiklik va yaxlitlik jihatidan joyida quyilgan tizimlarga yaqinlashishi kerak. Ushbu tadqiqot ustun bilan poydevor orasida ustma-ust armatura, tenon-socket joylashtirish va keyin quyiladigan ultra yuqori samarali beton (UHPC) nam chokini birlashtiruvchi yangi ulanish tizimini taklif qiladi. Uchta 1/3 masshtabli ikki ustunli tayanch quasi-static siklik yuklash ostida taqqoslangan: joyida quyilgan CIP etalon, rigel ulanishida bellows grouting ishlatadigan RWS-1-BGC va post-cast UHPC tenon-core ulanishidan foydalanadigan RWS-2-PTC. Prefabrik namunalarning eng yuqori gorizontal ko‘tarish quvvatlari mos ravishda 940.50 va 925.48 kN bo‘lib, CIPning 892.01 kN qiymatidan yuqori. Yakuniy yuk RWS-1-BGCda 870.74 kNga yetib, CIPga nisbatan %14.8 oshgan. UHPC bilan kuchaytirilgan ustun tagligi shikastlanish va plastik sharnirning bevosita taglikda jamlanishini kamaytirib, plastik deformatsiya zonasini yuqoriga ko‘chirgan. CIP dastlab qattiqroq va qoldiq siljishi kichikroq bo‘lsa-da, prefabrik tayanchlarda qattiqlik yo‘qolishi sekinroq yuz bergan. RWS-1-BGC bir xil siljishda CIPga yaqin bir siklli energiya sarfi va kattaroq yakuniy siljish tufayli yuqoriroq kumulyativ energiya sarfini ko‘rsatgan. ABAQUS Concrete Damage Plasticity modeli eksperimental eng yuqori quvvatlarni taxminan %0.6–2.5 og‘ish bilan qayta ishlab chiqqan; parametrik tahlilda UHPC chok balandligi va ustun oralig‘ining ta’siri cheklangan, armatura nisbati esa eng kuchli loyihalash o‘zgaruvchilaridan biri ekanligi aniqlangan. Natijalar faqat ko‘rib chiqilgan 1/3 masshtabli quasi-static tajribalar va ular bilan tasdiqlangan sonli model uchun amal qiladi; real zilzila harakati, uzoq muddatli chidamlilik va dala masshtabi alohida tasdiqlanishi kerak.
Prefabrik ikki ustunli ko‘prik tayanchlarida ulanish nega muhim?
Prefabrik tizimda ustun, poydevor va rigel alohida qismlar sifatida ishlab chiqarilgani uchun zilzila vaqtida moment, kesuvchi kuch va o‘q bo‘ylab yuk ushbu montaj interfeyslaridan ishonchli tarzda uzatilishi kerak. Ulanish yetarli bo‘lmasa, yuqori mustahkam ustun tanasi sog‘lom qolgan taqdirda ham shikastlanish birikma zonasida jamlanib, butun tizimning plastiklik qobiliyatini cheklashi mumkin.
Tadqiqot taklif qilgan Reinforcement-Tenon UHPC Wet Joint Socket (RWS) tizimi uchta asosiy funksiyaga ega:
- tenon va socket montaj vaqtida geometrik joylashtirishni ta’minlaydi,
- ustun va poydevor armaturalari nam chok hududida ustma-ust davom etadi,
- yuqori mustahkamlik va yoriqdan keyingi ko‘tarish qobiliyatiga ega UHPC bu hududni monolitga yaqin xatti-harakatga olib keladi.
Uchta namuna qanday yaratildi?
| Namuna | Asosiy yondashuv | Ustun–rigel ulanishi |
|---|---|---|
| CIP | To‘liq joyida quyilgan | Monolitik |
| RWS-1-BGC | Prefabrik + UHPC nam chokli socket | Bellows Grouting Connection |
| RWS-2-PTC | Prefabrik + UHPC nam chokli socket | Post-Cast Tenon-Core Connection |
Manba matnida RWS-1 va RWS-2 poydevor tenonining qaysi tomonda joylashgani haqidagi izohlar bo‘limlar orasida to‘liq izchil emas. RWS-2-PTC montajini ko‘rsatuvchi Figure 2 ustun tagligida oldindan hosil qilingan tenon poydevordagi socketga joylashtirilishini ko‘rsatadi, kirish va xulosa bo‘limlaridagi ayrim jumlalar esa ikki konfiguratsiyani teskari nomlaydi. Shu sababli ulanishlar bu yerda xavfsiz tarzda BGC va PTC yuqori ulanish turlari bilan ajratilgan.
Material mustahkamliklari qay darajada?
| Material | Manbada o‘lchangan qiymat |
|---|---|
| C40 betonning 28 kunlik siqilish mustahkamligi | 41.6 MPa |
| UHPCning 28 kunlik siqilish mustahkamligi | 129.4 MPa |
| 16 mm HRB400 armaturaning oqish mustahkamligi | 471.60 MPa |
| 16 mm HRB400 armaturaning tortilish mustahkamligi | 653.33 MPa |
| 8 mm xomutning oqish mustahkamligi | 463.22 MPa |
Prefabrik tayanchlarning UHPC nam chok hududi 500 mm kenglik va 450 mm balandlikda loyihalangan va bu hududda %1.93 armatura nisbati ishlatilgan.
Quasi-static zilzila imitatsiyasi qanday qo‘llandi?
Ikki gidravlik domkrat vertikal o‘q bo‘ylab yukni berar ekan, gorizontal gidravlik aktuator rigel darajasidan ikki yo‘nalishli siklik siljish bergan. Manba umumiy vertikal yukni 773.55 kN va o‘q bo‘ylab siqilish nisbatini 0.2 deb bildiradi.
Gorizontal siljish darajalari 2 mm dan boshlanib 81 mm gacha, ya’ni taxminan %4 drift darajasigacha oshirilgan; har bir daraja uch sikl takrorlangan. Sinov ko‘tarish quvvati eng yuqori qiymatning %85 idan pastga tushganda yoki armatura singanda tugatilgan.
UHPC ulanishi shikastlanishni qanday o‘zgartirdi?
CIP namunasida gorizontal va qiya yoriqlar oldinroq boshlangan; siljish oshishi bilan ustun tagligidagi beton qoplamada jiddiy ezilish va ko‘chish yuz bergan. Prefabrik namunalarda UHPC bilan kattalashtirilgan taglik dastlabki yorilishni kechiktirgan va taglikdagi shikastlanishni kamaytirgan.
Ushbu kuchaytirish plastik sharnirni butunlay yo‘q qilishdan ko‘ra, kritik deformatsiyani UHPCdan yuqoridagi oddiy beton hududlariga ko‘chirishga sabab bo‘lgan. Shu tariqa ulanish zonasidagi shikastlanish nazorat qilinar ekan, ustun tanasi zilzila energiyasining kattaroq qismini deformatsiya orqali yuta oladi.
CIP nega dastlab qattiqroq?
Monolitik CIP tizimida ustunning yuqori siljishi asosan ustun egilishidan hosil bo‘ladi. Prefabrik tizimlarda esa ustun egilishiga qo‘shimcha ravishda montaj birikmalarida kichik aylanishlar yuz beradi. Shu sababli boshlang‘ich qattiqlik CIPda yuqoriroq.
| Namuna | \(K_0\) | \(K_y\) | \(K_r\) | \(\lambda_s\) |
|---|---|---|---|---|
| CIP | 73.36 kN/mm | 50.45 kN/mm | 7.63 kN/mm | 15.1% |
| RWS-1-BGC | 69.26 kN/mm | 41.95 kN/mm | 7.75 kN/mm | 18.5% |
| RWS-2-PTC | 66.32 kN/mm | 38.49 kN/mm | 7.05 kN/mm | 18.3% |
Biroq sikl soni va siljish oshgani sari CIP qattiqligi prefabrik tayanchlarnikiga qaraganda tezroq kamaygan.
Usul va Natijalar
Yuk–siljish quvvati
| Namuna | \(\Delta_y\) | \(F_y\) | \(F_m\) | \(\Delta_u\) | \(F_u\) | \(\mu\) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| CIP | 15.20 mm | 766.96 kN | 892.01 kN | 58.93 mm | 758.21 kN | 3.88 |
| RWS-1-BGC | 18.73 mm | 785.84 kN | 940.50 kN | 72.98 mm | 870.74 kN | 3.90 |
| RWS-2-PTC | 19.71 mm | 758.70 kN | 925.48 kN | 77.80 mm | 790.86 kN | 3.94 |
RWS-1-BGC va RWS-2-PTCning eng yuqori quvvatlari CIPdan mos ravishda %5.4 va %3.8 yuqori. Yakuniy quvvatdagi o‘sishlar esa %14.8 va %4.3 ni tashkil qiladi.
Energiya sarfi
Gisterezis egri chizig‘i o‘rab turgan maydon bir siklda sarflangan energiyani anglatadi. Bir xil siljishda RWS-1-BGCning bir siklli energiya sarfi CIPga yaqin, RWS-2-PTCdan esa umumiy holda yuqoriroq.
RWS-1-BGC kattaroq yakuniy siljishgacha yuk ko‘targani uchun umumiy sikllar soni va shu sababli kumulyativ energiya sarfi CIPdan yuqori bo‘lgan. RWS-2-PTCning katta siljishlardagi rigel shikastlanishi esa kech bosqichdagi energiya sarfini cheklagan.
Ekvivalent viskoz so‘nish
Uchala namunada ham boshlang‘ich ekvivalent viskoz so‘nish nisbati taxminan 0.05 atrofida bo‘lib, shikastlanish rivojlangani sari ortadi. CIP dastlab yaxlitroq tuzilma bo‘lgani uchun dastlabki yuklash bosqichlarida yuqoriroq so‘nish ko‘rsatadi. Prefabrik namunalarda katta siljishlarda shikastlanish rivojlangani sari so‘nish nisbatlari CIP darajasiga yaqinlashadi.
Qoldiq siljish
CIP prefabrik tayanchlarga qaraganda kichikroq qoldiq siljish ko‘rsatgan. Manba buni monolitik konstruktiv yaxlitlik bilan bog‘laydi. Katta siljishlarda PTC ulanishining BGCga nisbatan qayta markazlanish xatti-harakatini yaxshilagani qayd etiladi.
Egrilik
Ustun tagligi va yuqori plastik sharnir hududlarida o‘lchangan egriliklar yuk amplitudasi ortgani sari oshgan. Prefabrik namunalarning egriliklari aksariyat yuklash darajalarida CIPdan past bo‘lib qolgan; UHPC bilan kattalashtirilgan taglik va UHPC yuqori ulanish mahalliy egilish talabini kamaytirgan.
FEA modeli
ABAQUS modelida C40 va UHPC uchun Concrete Damage Plasticity yondashuvi ishlatilgan. Beton va UHPC C3D8R elementlar bilan, armatura T3D2 elementlar bilan modellashtirilgan; armatura beton ichiga embedded-region constraint bilan joylashtirilgan.
Kontakt interfeyslarida normal yo‘nalishda hard contact, tangensial yo‘nalishda penalty friction va 0.35 ishqalanish koeffitsienti qo‘llangan. Ayrim keyin quyilgan UHPC–C40 ulanishlari Tie constraint bilan ifodalangan.
| Namuna | Tajriba | FEA | Matnda berilgan xato |
|---|---|---|---|
| CIP | 892.01 kN | 886.35 kN | −0.63% |
| RWS-1-BGC | 940.50 kN | 917.32 kN | −2.46% |
| RWS-2-PTC | 925.48 kN | 907.36 kN | −1.96% |
Table 6ning chop etilgan RWS-2 qatorida xato belgisi musbat ko‘rinsa-da, manba ta’rifi va raqamlar FEA tajribadan past ekanini ko‘rsatgani uchun atrofdagi matndagi −1.96% qiymati bilan mos keladi.
FEA prefabrik namunalarning boshlang‘ich qattiqligini ortiqcha baholagan va eksperimental sikllarga qaraganda simmetrikroq/to‘laroq gisterezis hosil qilgan. Manba buni montaj tolerantliklari, qo‘shimcha chok egiluvchanligi va armatura–beton bond-slip xatti-harakatining modelga kiritilmagani bilan bog‘laydi.
Parametrik loyihalash tahlili
| Parametr | Ko‘rib chiqilgan qiymatlar | Umumiy ta’sir |
|---|---|---|
| UHPC nam chok balandligi | 350 / 450 / 550 mm | Cheklangan |
| Ustun oralig‘i | 1500 / 1650 / 1800 mm | Cheklangan–o‘rtacha |
| Armatura nisbati | 1.28 / 1.93 / 2.57% | Eng sezilarli |
| O‘q bo‘ylab siqilish nisbati | 0.15 / 0.20 / 0.25 | Quvvatga o‘rtacha; energiyaga cheklangan |
Armatura nisbatini %1.28 dan %1.93 gacha oshirish oqish yukini %9.6 va eng yuqori yukni %18.6 ga oshirgan. Manba yetarli bo‘lmagan armatura erta buzilishga, ortiqcha armatura esa plastik deformatsiya qobiliyatining kamayishiga olib kelishi mumkinligiga e’tibor qaratadi.
350–550 mm oralig‘idagi UHPC chok balandligining umumiy seysmik samaradorlikka ta’siri cheklangan deb topilgani uchun mualliflar RWS-1-BGC uchun 350 mm yetarli bo‘lishi mumkinligini taklif qiladilar. Bu qiymat uchta jismoniy namuna orasida bevosita sinovdan o‘tkazilmagan, balki tasdiqlangan FEA modelidan olingan.
Tadqiqot qo‘llab-quvvatlaydigan xulosalar
- UHPC nam chokli prefabrik ikki ustunli tayanchlar ko‘rib chiqilgan quasi-static sharoitlarda CIPga teng yoki undan yuqori gorizontal ko‘tarish quvvatini ta’minlagan.
- UHPC taglik hududi dastlabki yorilishni va poydevor hududidagi shikastlanishni kechiktirgan.
- Plastik sharnir va shikastlanish talabi kuchaytirilgan taglikdan yuqoriga ko‘chirilgan.
- RWS-1-BGC CIPga yaqin bir siklli energiya sarfi va yuqoriroq kumulyativ energiya sarfini ko‘rsatgan.
- Prefabrik tayanchlarning boshlang‘ich qattiqligi CIPdan past, biroq qattiqlik yo‘qolishi sekinroq.
- UHPC ulanishlar egrilik talabini kamaytirgan.
- CDP asosidagi ABAQUS modeli eng yuqori yuklarni kichik xato darajalari bilan qayta ishlab chiqqan.
- Ko‘rib chiqilgan parametrlar orasida armatura nisbati yuk quvvati va energiya sarfiga eng sezilarli ta’sir ko‘rsatgan.
Tadqiqot qo‘llab-quvvatlamaydigan umumlashtirishlar
- Tadqiqot real zilzila yozuvi bilan shake-table sinovi emas.
- Har bir ulanish turi uchun faqat bitta jismoniy namuna mavjud bo‘lgani sababli statistik takrorlanuvchanlik tasdiqlanmagan.
- 1/3 masshtabli namuna natijalari to‘g‘ridan-to‘g‘ri to‘liq masshtabli ko‘prik samaradorligi sifatida qabul qilinmasligi kerak.
- Uzoq muddatli korroziya, atrof-muhit chidamliligi va takroriy real zilzila ketma-ketliklari o‘rganilmagan.
- 350 mm UHPC chok balandligi bevosita laboratoriya tajribasida tasdiqlanmagan.
- Manbada qayd etilgan tez montaj afzalligi uchun alohida vaqt-xarajat dala sinovi o‘tkazilmagan.
- PTC ulanishining residual displacement afzalligi real prestressed self-centering ko‘prik tizimi samaradorligini anglatmaydi.
- FEA bond-slipni ochiq tarzda modellashtirmagani uchun mahalliy birikma deformatsiyalarining barchasini qamrab olmaydi.
Manba va Usul Haqida Izoh
Asl tadqiqot:Seismic Performance Research of Precast Double-Column Piers with Reinforcement-Tenon UHPC Wet Joint Socket Connection.
PDFdagi mualliflar: Jundong Fu, Hongmei Ren, Qi Li, Dianchao Wang, Shui Wan va Zheng Lu.
Muassasalar: Department of Disaster Mitigation for Structures va 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 aloqa muallifi: Zheng Lu.
DOI: 10.2139/ssrn.7199959.
SSRN identifikatori: 7199959.
Nashr holati: SSRNda 31 iyul 2026 kuni e’lon qilingan 36 sahifali preprint/working paper qaydi. Xuddi shu sarlavha bilan alohida ekspert taqrizidan o‘tgan versiya ushbu baholash sanasida tasdiqlanmagan.
Bibliografik metadata izohi: SSRN veb-qaydi Jundong Funi mualliflar ro‘yxatidan chiqarib, Zheng Luni ikki marta ko‘rsatadi. PDF shuningdek bylineda mavjud bo‘lmagan Yuyan Xie uchun e-mail qatorini ham o‘z ichiga oladi. Verianla ilmiy identifikatsiyasi tayyorlanganda manba PDF byline’i asos qilib olingan.
Tajriba: Bitta CIP va ikkita prefabrikdan iborat uchta 1/3 masshtabli ikki ustunli ko‘prik tayanchi; doimiy o‘q bo‘ylab yuk va drift-controlled quasi-static cyclic lateral loading.
Material: C40 beton, UHPC va HRB400 armatura. O‘lchangan 28 kunlik siqilish mustahkamliklari C40 uchun 41.6 MPa va UHPC uchun 129.4 MPa.
Sonli model: ABAQUS; C3D8R beton/UHPC, T3D2 armatura, Concrete Damage Plasticity, surface-to-surface contact, hard contact, friction coefficient 0.35, embedded-region va Tie constraint.
Modellashtirish chegarasi: Armatura–beton bond-slip xatti-harakati alohida interfeys modeli bilan ifodalanmagan va bu holat ayniqsa yield displacement va boshlang‘ich qattiqlik farqlarida manba tomonidan muhim izoh sifatida ko‘rsatilgan.
Manba ichidagi ulanish izohi: RWS-1/RWS-2 poydevor tenon-socket yo‘nalishi kirish/xulosa matni bilan §2.1 va RWS-2 montaj Figure 2 o‘rtasida izchil emas. Ushbu farq Verianla tomonidan yashirincha uyg‘unlashtirilmagan.
Manba ichidagi Table 6 izohi: RWS-2-PTC peak-load FEA qiymati tajribadan past bo‘lsa-da, jadvaldagi xato belgisi musbat chop etilgandek ko‘rinadi; atrofdagi matn −1.96% beradi. Xuddi shu jadvalda peak-load ustunining kN/mm yorlig‘i ham qiymatlarning fizik ma’nosi va Table 4 bilan mos emas; yuk qiymatlari kNda.
Moliyalashtirish: Shanghai Magnolia Talent Program Pujiang Project (25PJD127) va National Natural Science Foundation of China (No. 52578374).
Bog‘liq tadqiqotlar: Xuddi shu tadqiqot guruhining 2026 yildagi Experimental and numerical study of prefabricated bridge columns with UHPC-core socket connection va Seismic performance of key-connection UHPC precast segmental hollow bridge columns ishlari shu UHPC–prefabrik ko‘prik tayanchi tadqiqot yo‘nalishining yaqin metodologik oldingi ishlari; joriy ish ikki ustunli RWS/BGC/PTC tizimi tufayli alohida eksperimental qayddir.
Ma’lumot mavjudligi va manfaatlar to‘qnashuvi: Yuklangan PDFda alohida va ochiq Data Availability yoki Conflict of Interest bayon bo‘limi ko‘rinmaydi; Verianla tomonidan qo‘shimcha bayon yaratilmagan.
Mualliflik huquqi: SSRN qaydi orqali olingan preprint figuralari aynan ko‘paytirilmasligi kerak. Figure 1–18dagi ulanish, shikastlanish, gisterezis va parametrik munosabatlar Verianla uchun original texnik sxemalar bilan qayta chizilishi kerak.
Izoh qoldiring
E-pochta manzilingiz chop etilmaydi. Majburiy maydonlar * bilan belgilangan