林区桥梁工程为森林采运工程的重要基础支撑，我国部分林区如四川等处于地震多发区，地震对林区桥梁墩柱造成巨大的破坏，如百花大桥和庙子坪大桥,加上林区环境及水下环境的复杂性使得其加固修复更加困难。林区桥梁在地震中常常出现墩柱弯曲和剪切破坏其表现形式主要为墩柱斜裂缝、混凝土剥落、露筋等缺陷，如不能及时妥善处治，墩柱主体结构钢筋腐蚀和混凝士膨裂剥落将加速，致使该缺陷程度将进一步严重加深，直接影响桥梁的承重能力和安全使用，最终导致桥梁使用寿命缩短，为桥梁桩基础和上部结构埋下安全质量隐患。

各国研究者对混凝土墩柱抗震性能，做了大量的工作,其中以拟静力试验的开展最为广泛。拟静力试验又称低周反复荷载试验,是指对结构或结构构件施加多次往复循环作用的静力试验，是使结构或结构构件在正反两个方向重复加载和卸载的过程，用以模拟地震时结构在往复振动中的受力特点和变形特点。这种方法是用静力方法求得结构振动时的效果，因此称为拟静力试验，或伪静力试验。

拟静力试验是目前研究结构或结构构件受力及变形性能时应用最广泛的方法之一。它采用一定的荷载控制或位移控制对试件进行低周反复循环的加载方法。使试件从开始受力到破坏的一种试验方法,由此获得结构或结构构件非弹性的荷载一变形特性，因此又称为恢复力特性试验。

进行混凝土墩柱拟静力试验的主要目的，首先是通过试验所得的滞回曲线，衡量混凝土墩柱的承载能力、变形能力、耗能能力，同时还可得到骨架曲线，墩柱的初始刚度及刚度退化等参数。从强度、变形和能量等三个方面判断和鉴定结构的抗震性能。并通过试验研究墩柱的破坏机制，为改进结构抗震加固设计方法及设计构造措施提供依据。

模块一、实验简介：

此模块包含三个下属子模块：实验背景、实验简介及目的、实验预习。

实验简介中的部分内容，对林区桥梁混凝土墩柱水下加固抗震起到理论支撑作用，因此在后续对应实验模块的操作界面中，会有对应的热点可以链接至此处，方便学生在实验过程中了解相关的理论知识。

模块二：墩柱设计

步骤 1 - 墩柱设计：在地震场景震动完成后，观察柱体受损情况，点击被毁坏的两根墩柱（弯曲、剪切破坏）柱体，可进入室内实验场景。

首先检查穿戴情况，通过后，利用键盘 WASD键和鼠标在场景内进行 360 度自主漫游，移动至墩柱设计操作位置。

点击柱体，调出墩柱设计菜单，设计面板中的“试件直径、试件高度、混凝土标号、纵筋配筋率、箍筋间距、损伤形式”等参数。

模块三：墩柱加固

步骤 2 - 加固方案选择：在调出的加固方案选择面板中，设计“加固方式”，同时也可以查看设计说明，完成后，点击【确定】按钮，点击【下一步】按钮，完成此步操作。

步骤 3 - 钢筋网设置：在调出的钢筋网设置面板中，设计“纵筋配筋率、箍筋间距”条件参数，同时也可以查看相关设计说明，完成后，点击【确定】按钮，点击【下一步】按钮，完成此步操作。

步骤 4 - 加固厚度的选择：在调出的加固厚度选择面板中，设计“加固厚度”条件参数，同时也可以查看相关设计说明，完成后，点击【确定】按钮，点击【下一步】按钮，完成此步操作。

步骤 5 - 混凝土标号选择：在调出的混凝土标号选择面板中，设计“混凝土标号”条件参数，同时也可以查看相关设计说明，完成后，点击【确定】按钮，点击【下一步】按钮，完成此步操作。

步骤 6 - 浇筑加固仿真：完成以上所有参数条件设置后，系统自动调出泵车浇筑墩柱加固包围的过程仿真动画。仿真动画完成后，右上角出现“墩柱养护说明”面板，点击【确定】按钮完成此步操作。

模块四：试件加载

步骤 7 - 应变片布置：完成墩柱加固模块内容后，根据提示，点击进入“试件加载”模块，在这里首先系统自动运行室内吊机将试件吊送至试验区位置的吊送过程。

吊送完成后，右下角出现的“应变片布置”对话框，在面板下方出现了剩余可布置应变片的数量，点击【确定】按钮，开始布置应变片。

鼠标左键点击发光区域，在柱体上布置应变片，左侧面三个，右侧面三个。

步骤 8 - 位移计布置：完成应变片布置后，系统自动将视角切换至货架位置，上面放有位移计，点击右侧“位移计布置”面板下方的【确定】按钮，再点击高亮的位移计。

步骤 9 - 加载参数设置：镜头自动移至试验区，位移计已完成安装，右侧出现“位移计布置”相关的条件参数设置对话框，在面板中设计“轴压比、加载制度”条件参数，同时可以点击查看相关设计说明，完成后，点击【确定】按钮。

步骤 10 - 加载过程仿真：镜头自动移至油源位置，点击油源金属面板上的圆形红色开关按钮，打开油源开关。

系统自动将视角移至试验区位置，在右上提示面板中，点击【开始加载】按钮，开始进行试件加载。

整个试件加载过程分三个阶段，第一个阶段，试件随上方作动器带动下，左右拉拽来回摇动，墩柱表面完好；第二个阶段，墩柱随着摇摆的时间推移，下方出现裂纹；第三个阶段墩柱下方出现碎裂剥落，露出钢筋网。

整个过程中，右侧试件加载数据面板中的滞回曲线及所有的加载数据随柱体摆动、毁坏过程，同步产生变化，最后档柱体完成毁坏效果停止摆动，右侧数据也停止变化。

点击右下角【下一步】按钮，系统自动弹出对话框，点击确定将离开试件加载场景，到室外场景进行现场水下加固。

模块五：水下加固

步骤 11 - 钢筋网安装：系统自动将视角退出室内场景，来到开始的室外场景跨海大桥上位置,一辆泵车从左侧驶入画面中央，右侧出现“钢筋网安装”的设置面板。

点击【确定安装】按钮后，可以调出安装钢筋网的仿真动画。

步骤 12 - 模具安装：钢筋网自动安装完成后，右侧出现“模具安装”面板，在面板中选择安装使用的材料，此时也可以点击【设计说明】按钮查看相关设计说明，设置后，点击【确定安装】按钮。

点击【确定安装】按钮后，可以调出模具安装的仿真动画。

步骤 13 - 浇筑混凝土：模具安装自动安装完成后，右侧出现“浇筑混凝土”面板，在面板中选择浇筑使用的混凝土标号，此时也可以点击【设计说明】按钮查看相关设计说明，设置后，点击【确定安装】按钮。

点击【确定安装】按钮后，可以调出浇筑混凝土的仿真动画。

步骤 14 - 实验结果生成：浇筑混凝土自动安装完成后，点击【确定完成】按钮，界面右侧会自动出现实验数据结果的对话框。

模块六：实验报告

1、实验报告

实验报告记录了实验者所有的实验数据，系统根据标准的答案和实验数据进行比对给出相应的主观分数。仿真结果的缺陷分析则作为实验者的实验总结，提交给老师后获得客观分数。

2、学习交流

学习讨论模块实际上就是留言版，其一是建立一个老师和学生的交流讨论的平台，其二是为了保留实验的记录热度。可以作为一个外部链接在平台上开设一个专属的区域。

3、实验帮助

实验帮助中设计三部分的内容：其一，实验操作说明；其二，实验参考文献数据；其三，实验的评分标准。