整体式斜交桥中桥台钢桩地震响应

采用有限元分析软件SAP2000建立了某整体式斜交桥的三维结构模型，通过离散非线性弹簧单元模拟桥台-台后土以及H型钢桩-桩周土的土-结构相互作用，通过一系列双向地震作用下的非线性时程分析，研究了桩的朝向、桩周土刚度及桩头转动刚度对整体式斜交桥中H型钢桩地震响应的影响规律。研究结果表明:双向地震作用下，H型钢桩的横桥向位移显著大于纵桥向，且受桩朝向的影响更为明显，强、弱轴弯矩均呈正反双向分布，屈服面函数最大值一般位于桩顶，另一峰值则位于桩身2~4 m埋深处；钢桩绕强轴弯曲布置时，桩顶纵桥向位移相比绕弱轴弯曲时降低18.2%，但横桥向位移增大47.7%，桩顶处绕强轴弯矩增加约3.9倍，桩身反向强轴弯矩峰值降低67.0%，桩顶处绕弱轴弯矩基本不变，桩身反向弱轴弯矩峰值增加约1.0倍；随着桩周土刚度的降低，桩顶纵、横桥向位移增大，桩顶屈服面函数值降低，而桩身屈服面函数峰值增加，桩身更不易保持弹性；当桩头采用柔性连接时，桩顶纵、横桥向位移均增大，桩顶屈服面函数值降低，有利于保护桩头，而桩身屈服面函数峰值增加，当桩头转动刚度过低时甚至可能大于桩顶刚度，导致桩身在罕遇地震作用下先进入塑性。      

抗压桩与抗拔桩受力特性的现场破坏性试验

为理清抗压桩与抗拔桩受力特性的异同,基于2根抗压桩和2根抗拔桩的现场破坏性试验,研究了抗压桩、抗拔桩的侧阻和端阻的发挥特性.现场破坏性试验表明:抗压桩的桩端位移-桩端力曲线表现为软化特性;不同土层中抗拔桩与抗压桩极限侧阻的比值平均为0.373～0.763,深部土层中两者比值较小;抗压桩和抗拔桩桩长范围内的桩侧阻力均表现为软化特性,不同土层中抗拔桩、抗压桩侧阻破坏比分别为0.87～0.97和0.83～0.94;抗拔桩和抗压桩侧阻完全发挥时的桩土相对位移分别约为桩径的0.6%～1.5%和0.9%～2.0%.      

考虑SSI的整体式钢桥抗震性能参数分析

利用SAP2000建立了某整体式钢桥的三维有限元模型, 采用非线性弹簧单元和阻尼单元模拟地震作用下桥台-土和桩-土之间的相互作用, 分析了桥梁的模态、非线性时程与相应的参数, 研究了考虑土-结构非线性相互作用的整体式钢桥动力特性和抗震性能, 以及整体式桥台系统的主要设计参数对此类桥梁动力特性和抗震性能的影响。研究结果表明: 压实台后填土、增加桥台高厚比、增加桩周土刚度将使桥梁结构纵向主频增加约6.5%~16.0%, 而H型钢桩的朝向影响仅为1.6%左右; 结构地震响应随着桥台高厚比增加而明显降低, 桥台高厚比为1.44时, 桩顶截面处于塑性阶段, 而高厚比增大到3.15和3.85后, 桩保持弹性状态; 随着台后土密实度的减小, 结构的地震响应明显增大, 增幅大都在40%以上; 桩的朝向由绕强轴弯曲调整为绕弱轴弯曲时, 桩的最大弯矩减小, 但弯曲应力增大, 材料由弹性进入塑性阶段; 随着桩周土刚度增大, 桥梁位移响应明显减小, 桩顶、台顶最大位移及墩底弯矩减小50%左右, 但是桩顶弯矩增大40%以上, 桩的朝向对此几乎无影响; 在满足设计要求及合理范围内, 建议采用高厚比较大与柔性较高的桥台, 并压实台后填土以减小整体桥结构的地震响应, 桥台基础采用H型钢桩时, 建议将其朝向调整为绕强轴弯曲以减小桩、桥台和墩柱的最大弯曲应力与位移。      

静力触探确定沉管灌注桩单桩极限承载力方法

从带预制桩尖的沉管灌注桩与混凝土预制桩同属于挤土桩的观点出发，在较为成熟的混凝土预制桩承载力参数和公式的基础上，提出了利用双桥静力触探方法确定沉管灌注桩单桩极限承载力公式和参数的方法，该方法的计算结果与实测值比较吻合，可在实际工程设计中应用。     

基于蒙特卡罗法的抗拔桩可靠度指标分析

运用蒙特卡罗法,并结合工程实例,对抗拔桩可靠度指标进行分析.计算表明:考虑场地承载力不定性较未考虑时桩更趋于安全,不考虑场地承载力不定性时可靠度指标对计算模式和桩侧摩阻力折减系数的均值和变异系数均敏感,荷载变异系数对可靠度指标有较大影响.此外,得出可靠度指标较安全系数更能符合抗拔桩的客观实际.     

基于蒙特卡罗法的抗拔桩可靠度指标分析

运用蒙特卡罗法，并结合工程实例，对抗拔桩可靠度指标进行分析。计算表明：考虑场地承载力不定性较未考虑时桩更趋于安全，不考虑场地承载力不定性时可靠度指标对计算模式和桩侧摩阻力折减系数的均值和变异系数均敏感，荷载变异系数对可靠度指标有较大影响，此外，得出可靠度指标较安全系数更能符合抗拔桩的客观实际。     

软土地基抗拔桩极限抗拔力影响因素分析

抗拔桩的极限抗拔力是软土地基中抗拔桩设计的重要参数,为研究和分析抗拔桩极限抗拔力的影响因素,在国内外相关研究分析的基础上,结合上海火车南站抗拔桩静载试验实测数据,并通过ABAQUs有限元软件进行数值分析,研究了桩体弹性模量、桩长、桩径3种因素对抗拔桩极限抗拔力的影响。结果表明,桩体弹性模量对抗拔桩的极限抗拔力影响不大,而桩长、桩径的增加均能明显提高抗拔桩的极限抗拔力。     

埋入式H型钢桩-桥台节点受弯性能与承载力

为研究整体式桥台无缝桥中埋入式H型钢桩-桥台节点的受弯性能，通过建立节点的有限元模型，分析了桥台厚度、混凝土强度、钢桩朝向、埋深比、钢材强度和轴压比6个参数对节点受弯承载力和破坏模式的影响，并在此基础上，针对不同的破坏模式提出了节点受弯模型与承载力计算公式。研究结果表明:绕钢桩强轴弯曲的节点在埋深比小于2.0时发生桥台混凝土承压破坏，增大钢桩埋深比和混凝土强度等级可有效提高节点受弯承载力；绕钢桩强轴弯曲的节点在埋深比大于2.0时，或绕钢桩弱轴弯曲的节点在埋深比大于1.0时，发生钢桩屈服破坏，提高钢桩的钢材强度等级可提高节点受弯承载力；随着轴压比的增大，发生绕钢桩强轴屈服破坏的节点的受弯承载力明显降低，但轴压比对发生桥台混凝土承压破坏或冲切破坏的节点的受弯承载力的影响可以忽略；提出的节点受弯承载力计算方法能较为准确地预测不同破坏模式的埋入式H型钢桩-混凝土桥台节点的受弯承载力，计算值与有限元结果比值的均值和计算值与试验结果比值的均值为分别为0.981和0.941，因此，可用于该类型节点的受弯承载力计算和破坏模式分析；建议钢桩埋深不少于2.0倍桩宽与混凝土桥台厚度大于2.4倍桩宽，这样可有效避免桥台混凝土的承压破坏和桥台边缘混凝土的冲切破坏。      

整体桥H型钢-RC阶梯桩与土相互作用拟静力试验

以H型钢-RC阶梯桩模型试验为背景,进行了2根H型钢-RC阶梯桩(HS-RC-0.25、HS-RC-0.50)及1根H型钢桩(HS)的低周往复荷载拟静力试验;在桩顶施加水平位移荷载,埋设应变片与土压力计,采用特殊设计的桩身水平变位测试方法,得到了H型钢-RC阶梯桩桩身破坏特点、沿桩深方向的桩身水平位移与应变、骨架曲线和滞回性能曲线;利用OpenSEES对比分析了桩顶自由与固定条件下阶梯桩桩顶水平变位能力,得到了阶梯桩水平承载力折减系数与转化系数,对比了利用折减系数得到的模型桩水平承载力计算值与试验值。试验结果表明:H型钢桩的桩顶弹性变形为2~25 mm,其水平变形能力强,承载能力好,加载全过程滞回环饱满,耗能效果好;刚度比对阶梯桩的破坏模式无显著影响,阶梯桩的上段钢桩均无明显的屈曲破坏,变截面处混凝土严重剥落且破坏位置相同;随刚度比增大,阶梯桩-土体系屈服位移及屈服荷载均提高,HS-RC-0.25较HS-RC-0.50桩顶屈服位移减小了29.15%,桩身应变突变减小;阶梯桩的滞回环在加载初期因为滑移表现为捏拢状,而在加载后期过渡为饱满的梭形,耗能效果良好,HS-RC-0.50加载全过程的耗能比HS-RC-0.25多25.4%,具有较好的水平变形能力;对比试验值,HS-RC-0.25的计算误差为-9.68%,HS-RC-0.50的计算误差为-2.47%。可见,HS-RC阶梯桩能满足整体桥桩基的水平变形需求,利用折减系数能较好地计算阶梯桩的水平承载力特征值。      

整体式斜交连续梁桥抗震性能

采用SAP2000软件建立了某整体式斜交连续梁桥的三维有限元模型,通过非线性时程分析,研究了整体式斜交连续梁桥在地震作用下的受力特性及抗震性能,并探究了跨数、斜交角、台后土密实度和墩高等主要结构及基础参数对该类桥梁地震响应的影响。研究结果表明:整体式斜交连续梁桥中震害变形主要集中于桥台桩,桩顶截面在峰值加速度为0.4g的地震作用下形成塑性铰时,墩顶支座无破坏,且桥墩几乎无损伤;桥台桩位移及纵桥向弯矩的最大值均位于桩顶,而横桥向弯矩最大值可能位于桩顶或桩身反向弯矩峰值处;随着跨数的增加,整体式斜交连续梁桥的地震响应尤其是墩顶支座剪切应变及桥面转角明显增大,当跨数由单跨增加到4跨时,地震响应均增加了1倍以上,墩顶支座剪切应变甚至增加近2倍;随着斜交角的增加,桩顶纵桥向位移、桩顶截面屈服面函数值及中跨转角明显增大,斜交角为60°时,桩顶纵桥向位移增加了3倍以上,斜交角为45°时,墩顶支座剪切应变最大;随着台后土密实度的增加,各构件纵桥向位移响应与墩顶支座的纵向剪切变形降低,桥台桩、桥墩纵桥向位移及墩顶支座纵向剪切变形分别减小了12.9%、9.3%和9.5%;随着墩高的增加,墩顶位移明显增加,而支座剪切应变明显降低,但桩顶位移及桩顶截面屈服面函数值几乎不变;当墩高从4 m增大到9 m时,墩顶漂移率增大了42.1%,墩顶支座剪切应变减小了57.5%。      

抗拔桩承载力取值研究

根据抗拔桩的静载试验,对实测结果与估计承载力特征值进行比较,分析产生抗拔桩承载力高低的原因,论证有效锚杆长度.     

南水北调大桥桩基载荷试验设计、施工方案

静载荷试验是确定单桩承载力方法中最基本、最可靠的方法.以南水北调大桥桩基栽荷试验设计、施工方案为例,采用慢速维持荷栽法进行静压试验来测定单桩承载力和荷载与位移关系,其方法可为同类工程提供参考.     

公路桥梁大型钻孔灌注桩静载荷试验实录

笔者介绍了一大型钻孔灌注桩静载荷试验及桩身应力测试 ,并根据测试结果 ,重点分析了粘性土层中摩擦型灌注桩的承载力 变形特征 ,并对桩侧极限摩阻力及桩端承载力的取值问题进行了讨论 .本文得出的结论对今后大型钻孔灌注桩的设计及规范的修订具有参考价值     

钻孔灌注桩桩端后压浆承载特性研究

后压浆技术可大幅提高钻孔灌注桩的承载力。基于西安至铜川扩建工程试桩的现场静载试验,分析了桩端后压浆的增强加固机理,深入研究了后压浆钻孔灌注桩单桩竖向承载力特性,桩侧阻力及桩端阻力的发挥性状。利用实测结果,得出了后压浆增强系数,并提出了后压浆单桩极限承载力的计算公式,可为相关领域的工程提供一定的借鉴。     

浅谈预应力管桩的施工

预应力管桩在施工时,用压桩机在工地采用静压或者锤击的方法把桩压人地基。预应力管桩具有较高的强度,它与桩帽和地基土共同构成复合地基,以提高地基的承载能力、降低沉降量,达到加固地基的目的。     

PHC管桩竖向承载力现场试验分析

通过静载试验确定某场地PHC管桩的竖向承载力,并通过高应变试验和静栽试验进行对比分析,讨论两者之间的联系,为静压管桩的进一步推广和应用提供依据。     

自平衡法在客专站房工程基桩施工中的应用

传统的基桩竖向承载力静载试验加载反力装置主要有锚桩横梁反力装置、压重平台反力装置和锚桩压重联合反力装置三种方式.三者均通过反力平台或装置提供反力,通过油压千斤顶在桩顶施加荷载.堆载法受场地和吨位等条件限制,要解决几百甚至上千吨的荷载来源,运输、堆载过程繁琐.锚桩法需设置多根锚桩和反力梁,试验时间长且费用高.基于此,通过结合工程实例,对自平衡法在站房基桩施工中的应用进行了研究.     

钻孔灌注桩桩顶后期缩径原因分析及对策

钻孔灌注桩常因桩顶混凝土质量差、河床下降等原因外露,在水流和砂石的作用下发生桩顶后期缩径,钢筋外露并锈蚀,降低了结构的耐久性和承载力,缩短了工程的使用寿命.建议通过加强施工管理,提高桩身混凝土质量,以及恶劣环境下保留钢护筒等措施,避免桩顶后期缩径.     

下沉短桩越顶问题的有限元分析

下埋短桩是一种介于抗滑键与全长桩的一种特殊的抗滑桩,在合适的位置上采用将桩顶下沉设置较短的桩就可使边坡达到设计要求的安全系数,而桩身内力较全长桩有所降低,因此从经济角度与受力方面来看,具有良好的应用前景,但是滑体有可能沿桩顶失稳剪出,导致边坡工程失败,在应用上受到了很大的制约.现以云阳县太公沱至余家包库岸大咀段库岸滑坡工程为例,对用下埋短桩治理后是否越过抗滑短桩桩顶问题,采用了有限元强度折减法验证.     

下沉短桩越顶问题的有限元分析

下埋短桩是一种介于抗滑键与全长桩的一种特殊的抗滑桩,在合适的位置上采用将桩顶下沉设置较短的桩就可使边坡达到设计要求的安全系数,而桩身内力较全长桩有所降低,因此从经济角度与受力方面来看,具有良好的应用前景,但是滑体有可能沿桩顶失稳剪出,导致边坡工程失败,在应用上受到了很大的制约.现以云阳县太公沱至余家包库岸大咀段库岸滑坡工程为例,对用下埋短桩治理后是否越过抗滑短桩桩顶问题,采用了有限元强度折减法验证.