PHC管桩轴向抗拉强度的计算

PHC管桩的资料中只有混凝土的预压应力、管桩的极限开裂弯矩和单桩结构的允许承载力（指受压）三项力学指标，缺乏PHC管桩在承受轴向拉力时的指标。当PHC桩用于船坞底板作为锚碇坞底板以承受浮托力时，或在高桩码头中作业拉桩时，桩的轴向拉力就是设计所必须掌握的指标了。由于PHC管桩构造上的特殊性，不能按规范中计算预应力混凝土轴心受拉构件那样计算其抗裂轴心抗拉强度和极限轴心抗拉强度。     

PHC管桩轴力-抗弯承载力关系国内外标准对比

在国家“一带一路”倡议的推进下，先张法预应力高强混凝土（PHC）管桩全面在海外各类工程项目中应用，然而海外PHC管桩的技术标准和设计习惯与国内存在较大差异，这使得以国内标准为基础的PHC桩力学性能难以为国外设计人员所适应。比较了国内混凝土结构标准与常用美标、英标、欧标及日标中对于混凝土结构及桩基的相关规定，着重对与设计关系密切的PHC管桩轴力-弯矩承载力关系进行计算和对比。经过梳理发现，中国标准的简化计算公式在降低部分精度的情况下，可以给出较为完整光滑的轴力-弯矩承载力关系曲线；各国标准对于管桩轴向承载力设计值的规定有所不同，依照国外标准很难给出较为完整光滑的曲线。     

某改进型后张法大管桩结构抗弯试验研究

改进型后张法大管桩是将目前已有的预应力混凝土大直径管桩和PHC管桩的各自优点结合起来开发的新型管桩。为研究其抗弯性能,通过对6根桩进行现场抗弯试验,得出其抗裂弯矩和极限弯矩。结果表明,改进型后张法大管桩的抗裂性能有很大提高;还对大管桩桩结构抗弯试验方法提出了改进建议。     

PHC管桩抗剪试验研究

针对国内PHC管桩在水运工程中应用广泛但受剪承载能力计算方法尚未明确统一的情况,对3根直径800 mm、壁厚110 mm的PHC800B110-5型管桩进行抗剪试验研究.通过观察受剪状态下的裂缝开展、挠度变形、破坏状态,分析剪跨段桩身最大主应力、最大剪应力和主应力角度;研究试验桩的受剪破坏过程,得到试验桩的抗裂剪力和极限剪力.从试验结果可知,管桩在开裂之后到发生破坏仍然具有一定的承载能力.     

考虑桩-土作用的PHC管桩极限变形及其影响因素分析

单调荷载作用下PHC管桩的极限变形是判断结构损伤的一项重要参数。为了解桩、土参数对PHC管桩在单调荷载作用下变形的影响,采用ABAQUS有限元软件的纤维梁单元模型和共结点法,建立考虑桩土相互作用的PHC管桩有限元模型,使用P-y土弹簧模拟桩土相互作用,混凝土采用UCONCRETE03本构模型,预应力纵筋采用USTEEL02本构模型,分析配筋率、桩基入土深度、土体不排水抗剪强度、轴压比等参数对PHC管桩极限变形的影响规律。计算结果表明:桩基极限位移随桩基配筋率的提高而增加,但随桩基入土深度、土体不排水抗剪强度、轴压比的增加而减少,并拟合单调荷载作用下的PHC桩基极限位移的计算公式。     

西班牙Rom规范与中国JTS规范桩基承载力设计方法对比

针对西班牙Rom规范与中国JTS规范中桩基承载力设计方法的异同,对西班牙Rom规范中单桩承载力设计方法以及各自的适用范围进行总结,从两本规范的单桩轴向抗压承载力、单桩轴向抗拔承载力等方面进行对比分析。结合工程实例,分别依据西班牙Rom规范和中国JTS规范对单桩轴向抗压承载力、单桩轴向抗拔承载力进行计算和对比。结果表明,中国JTS规范计算的允许抗压承载力设计值比西班牙Rom规范偏小,而允许抗拔承载力设计值比西班牙Rom规范偏大。     

码头轨道梁基础PHC桩施工质量异常情况处理措施

预应力高强混凝土管桩(简称PHC桩)具有单桩承载力高、抗裂性能好、质量稳定可靠、穿透力强、耐久性好、桩身耐锤击性好、施工方便等特点。结合广州港南沙港区三期工程水工结构I标工程的监理工作实践,谈谈锤击PHC桩施工质量的异常情况及处理措施。     

预应力混凝土大直径管桩轴向极限承载力计算

介绍预应力混凝土大直径管桩轴向极限承载力计算的经验公式,该公式根据静载试验数据,经概率分析得到。     

考虑应变强化效应海底管道极限承载力研究

文章基于线性强化材料模型,推导了轴向拉力作用下海底管道极限弯矩承载力解析解,给出了海底管道在轴向拉力与弯矩载荷同时作用下的极限承载力的近似解,编制了海底管道极限承载力计算程序BCP。通过与实验结果的比对,验证了解析方法的正确性。结论表明考虑应变强化效应的海底管道极限承载力结算结果更为合理,该文可为海底管道的结构强度设计和安全性评价提供一定的参考依据。     

预应力PHC管桩施工技木浅谈

预应力PHC管桩,作为软土地基上建筑基础主要型式,目前得到广泛的应用.该种基桩具有预制工厂化、质量可控制、加工速率高、单桩承载力高、桩身耐锤击性好、穿透力强、造价便宜等特点.以洋山中港区110kV开关站及降压站工程、消防站工程和管理楼工程的预应力PHC管桩施工为例,介绍了该工程地质情况,打桩前的准备工作和预应力PHC管桩施工技术工艺流程及技术措施.     

改进型后张法大管桩抗弯试验研究

采用四点弯曲试验方法,对6根改进型后张法大管桩进行抗弯试验,测得桩身开裂弯矩和极限弯矩,并与国内同类型高性能管桩的抗弯性能进行对比分析。结果表明：改进型后张法大管桩的抗裂性能有很大的提高,而极限抗弯承载 力提高不明显,在小范围内提高混凝土有效预压应力能提高管桩的抗裂性能;同时,悬臂端的长度对抗弯试验有很大的影响,悬臂端的最佳长度为0.08L~0.1L。     

后张法预应力混凝土长管节管桩抗弯性能研究

后张法预应力混凝土长管节管桩是采用离心工艺制作而成的单管节长度为8 m及以上的混凝土管桩,在港口工程桩基领域具有突出的优势。为研究其力学抗弯性能,通过对1 400 mm长管节管桩的抗弯性能进行理论分析,并对其管节和接头进行抗弯性能试验,监测加载过程中的变形和破坏情况。结果表明,长管节管桩的抗弯性能与其混凝土强度等级、张拉控制应力及预应力损失有较大关系;由于长管节管桩生产采用双层端模、分批张拉等工艺,使其具有优越的抗弯性能,是一种适用于沿海工程的高性能桩型,有广泛的应用前景。     

桩-土-承台相互作用的有限元简化模型

针对低桩承台结构计算中往往只考虑桩土作用,忽视承台与土相互作用的问题,通过工程实例,建立考虑桩-土-承台相互作用的低桩承台有限元简化模型,分析桩间土的承载作用对承台和桩内力的影响。结果表明:在简化模型中考虑桩间土的承载作用后,承台弯矩和桩基轴力可减少35%～40%;桩身弯矩和剪力主要受水平力和土体m值影响;桩基轴力随地基土基床系数的增大而逐渐减小,但减幅逐渐趋缓。     

水平荷载作用下高桩码头叉桩扭角布置研究

以湛江某高桩码头标准结构段桩基布置为例,运用有限元软件ANSYS建立空间有限元模型,考虑4种水平荷载作用控制工况,对不同叉桩扭角布置方案码头桩基内力进行计算分析,讨论水平地震荷载及船舶荷载对叉桩扭角布置的影响.计算结果表明:结构横向水平位移与桩弯矩随扭角的增大而增大,结构纵向水平位移和桩弯矩随扭角的增大而减小;在纵向水平地震荷载组合工况下,码头结构位移及桩弯矩最大;综合考虑纵横向刚度的影响,本码头结构段叉桩扭角选用20°较为合理.     

不同损伤模式下的单舷侧散货船舷侧板架极限能力研究

对单舷侧散货船板架因装卸货物等受损后的结构极限承载能力的影响进行了研究,采用非线性有限元软件ABAQUS,建立单舷侧散货船板架完整模型和4种损伤模型,进行了舷侧板架在垂向载荷、船体纵向载荷、以及包括剪切和侧向压力的组合载荷作用下的非线性有限元计算。结果表明,因1根肋骨与板材之间连接的不同损伤,导致了相邻的其他肋骨工作应力不同程度的增加,或多或少地削弱了板架的承载能力,尤其在组合载荷的作用下,当一根肋骨的脱焊长度达肋骨长度的2/3时,板架极限承载力可下降15%。     

Experimental characterization of FRP composite-wood pile structural response by bending tests

A special prefabricated fiber reinforced polymer (FRP) composite shield or jacket was developed to repair wood piles in the field. Two types of load-transfer mechanisms between the wood pile and the FRP composite shield were developed and tested: (1) cement-based structural grout; and (2) steel shear connectors with an expanding polyurethane chemical grout. The objective of this paper is to characterize the structural response of full-size pre-damaged wood piles repaired with the FRP composite shield system. A three-point bending test procedure was used to simulate the response of a pile subjected to lateral loads. The load-deformation response, deflected shape profile, relative longitudinal displacements (slip), strain distribution, ultimate bending moment capacity and mode of failure were evaluated. Wood piles were pre-damaged by reducing approximately 60% of the cross-section over a portion of the pile. It was found that a pre-damaged wood pile repaired using the FRP composite shield with cement-based grout exceeded the bending capacity of a reference wood pile. The repair system using the FRP composite shield with steel shear connectors and polyurethane grout did not fully restore the bending capacity of a reference wood pile; however it can be used for marine borer protection when wood damage is not critical.     

主桩套板结构受力特性研究

主桩套板结构作为一种板桩墙结构形式,各构件受力情况较复杂。结合工程算例应用NL法进行水平承载力计算,并利用ABAQUS有限元分析软件建立3D桩土模型进行数值模拟,以验证理论方法的可靠性,发现主桩承担了绝大部分荷载,套板所受横向弯矩较竖向要大得多。基于ABAQUS研究不同套板尺寸下主桩的力学特性,着重分析当套板宽度、厚度和入土深度发生变化时主桩的弯矩变化,结果表明主桩的受力情况深受套板宽度的影响,其跨中最大弯矩随套板宽度的增加而明显增加,而套板厚度和入土深度对主桩的影响相对较小,在实际工程中可以根据需要做适当调整。     

散货船碰撞损伤后的剪切极限强度

船体梁受到碰撞损伤后,必须有足够的剩余强度用以抵抗最大外弯矩,同时还需能够承受最大剪力.在众多类型的船舶中,散货船是一种抗剪能力较差的船型.对于其碰撞损伤后纵向剩余极限弯矩的研究已有较多的文献[2-7],而对于碰撞损伤后的剪切极限强度的研究目前还比较少.针对这一现状,本文的主要目的在于分析讨论散货船受到碰撞损伤后的极限承剪能力;分析结构几何尺寸,碰撞损伤形状以及边界条件等各种因素对碰撞破损船体抗剪能力的影响.为了方便起见,文中也给出了相应的回归经验公式.本文同时还推导了一个船体梁碰撞损伤后的初始屈服剪力计算公式.最后,本文以一艘散货船为例,计算分析其碰撞损伤后的抗剪能力,从中得出一些有益的结论.