1．目的及意义

随着我国交通网络的不断发展与完善，桥梁凭借其优越的越障能力，被越来越多的应用到交通行业的建设中。而桥墩作为桥梁的主要承重构件，不仅要承受上部结构的恒载，汽车和人群活载，还要抵抗突发的地震，风浪等偶然荷载带来的冲击力，因此其必须要有良好的承载能力，耐久性以及抗震性能。我国地域广大，气候环境复杂，桥墩在各种外界因素的侵害下，容易产生钢筋锈蚀，特别对于近海桥梁及经常使用除冰剂的寒冷地区，由于海水和除冰剂中氯离子的存在，对钢筋产生坑蚀现象，使钢筋凹凸不平的表面容易引起应力集中，严重影响钢筋的力学性能，锈蚀的钢筋还使钢筋混凝土之间的粘结退化，桥梁整体性下降，承载能力降低，危及桥梁安全。北京的西直门立交桥因为长期使用除冰盐，仅使用20年，部分钢筋混凝土构件就被严重腐蚀，不得不拆除重建^[1]。同时，我国部分地区地震频发，锈蚀的钢筋使桥墩在承载能力，刚度，耗能能力等抗震性能指标必然受到一定程度的影响，难以保证在地震荷载下桥梁的安全性。因此对钢筋锈蚀的桥墩抗震性能分析很有必要。

针对这一问题，国内外的许多专家学者进行了深入的研究。吕建峰^[2]系统的分析阐述了公路桥梁钢筋锈蚀的主要原因，并提出了防治措施。Mizam Dogan^[3]揭示了钢筋腐蚀的原因以及腐蚀后对混凝土结构的影响，并进一步提出了预防措施。Anant Parghi , M. Shahria Alam^[4]通过实验，分析了经过加固后桥墩的脆性曲线，对经过FRP复合材料加固后的桥墩进行了抗震评估。Osama Ali, DavidBigaud, Hassen Riahi^[5]应用高效建模的方法，研究了FRP加固对提高钢筋混凝土框架结构抗震性能的有效性。陈昉建^[6]对锈蚀前后不同强度的高强钢筋进行了拉压及反复荷载试验，得到锈蚀前后高强钢筋力学性能的变化，并利用OPENSEES非线性有限元程序对钢筋锈蚀后混凝土柱的抗震性能进行了分析计算。张俊萌^[7]运用数值模拟和实验相结合的方法研究了腐蚀对钢筋混凝土滞回性能的影响。赵建锋^[8]等利用ABAQUS建立非线性动力分析模型，以圆柱形桥墩为例，分析了箍筋纵筋在氯离子侵蚀下分别锈蚀与同时锈蚀前后，在不同服役时间对桥墩抗震性能的影响。成虎，李宏男，王东升^[9]等采用OPENSEES软件模拟了非锈蚀桥墩的振动台试验以及锈蚀缩尺桥墩的拟静力试验，以氯离子侵蚀为模型，考虑桥墩纵筋力学性能衰减及粘结退化问题，对钢筋混凝土的抗震性能进行了分析。经过查阅相关文件，发现国内外的许多研究主要集中在圆形截面的钢筋混凝土柱，对矩形截面的桥墩研究较少，而矩形截面桥墩能更好的解决受力不一致的问题，因此被广泛使用，因此对矩形桥墩钢筋锈蚀前后抗震性能的研究很有必要。

本文的目的是研究钢筋锈蚀对矩形桥墩抗震性能的影响，利用OPENSEES非线性有限元软件建立桥墩计算模型，对锈蚀后桥墩的抗震性能加以模拟，得出抗震性能各项指标数据，与锈蚀前数据进行对比，从而得出锈蚀对矩形桥墩抗震性能的影响。桥梁在的使用过程中由于锈蚀，抗震性能可能越来越低于设计值，本文所得数据可为桥梁结构的全寿命抗震性能设计提供参考，对今后的类似研究也有一定的参考意义。

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2. 研究的基本内容与方案

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通过查阅大量国内外资料，为本论文提供了理论支持和研究思路。确定本论文的研究方向为钢筋在不同锈蚀率对矩形桥墩抗震性能的影响。考虑到锈蚀实验复杂且需要大量时间与物力，因此本文的技术方案为利用OPENSEES非线性有限元软件，通过实例，采用有限元分析法对考虑钢筋锈蚀的矩形桥墩抗震性能进行研究。

本文的基本内容为：查阅大量文献，介绍相关研究的国内外现状，分析钢筋锈蚀对钢筋的影响，同时考虑二氧化碳均匀锈蚀与氯离子坑蚀对钢筋力学性能的综合影响，由此得出在不同锈蚀率时钢筋屈服强度，抗拉强度和延伸率等指标。利用OPENSEES软件，建立矩形桥墩有限元分析模型，结合实例，通过实例实验数据与模拟数据对比证明建模的合理性，并得到其滞回曲线与骨架曲线，得到初始抗震性能指标，包括承载能力，刚度，耗能能力，变形能力等。在初始模型的基础上，考虑前述不同锈蚀率后钢筋的各项力学指标，建立钢筋锈蚀的矩形钢筋混凝土桥墩分析模型，通过软件进行计算分析，得到不同锈蚀率下的矩形桥墩抗震性能指标，与锈蚀前的抗震性能各项数据进行对比，得到最终结论。

本文的目标即得到不同锈蚀率时矩形桥墩抗震性能与锈蚀前抗震性能各项指标的差别，包括承载能力，刚度，耗能能力，变形能力等，并总结其规律，得到最终结论。

3. 参考文献

参考文献

[1] 洪乃丰. 防冰盐腐蚀与钢筋混凝土的耐久性[J]. 建筑技术, 2000(02):102-104.