TSC管桩抗弯强度计算方法

TSC管桩的抗弯性能是进行桩基设计的重要指标。现行JG/T 272—2010中抗弯强度计算依据DL/T 5030—1996标准规定,而DL/T 5030—1996中对混凝土壁厚有严格规定,对TSC管桩的适用性有待商榷。针对TSC管桩抗弯承载力进行了理论推导,建立了管桩抗弯强度理论计算方法,同时与JG/T 272—2010规范值进行对比分析。计算结果表明该抗弯强度理论公式与规范值结果吻合程度较好,适用性更广。     

组合式预应力TSC桩的抗弯性能研究

组合式预应力预制高强混凝土薄壁钢管桩(组合式预应力TSC桩)是以预应力高强混凝土管桩为基础形式、桩顶一定范围内混凝土外套钢管并保持全桩等截面的新桩型。该桩型在继承TSC桩优点的同时有效降低了造价,工程应用前景良好。在目前该桩型市场投入较小、结构性能有待深入验证的背景下,通过对普通预应力TSC桩和组合式预应力TSC桩分别进行抗弯试验,得到相应的极限弯矩、挠度分布等并进行比较分析,从而为组合式预应力TSC桩在实际工程中的应用提供依据。     

TSC管桩高应变测试适应性研究

通过一定的检测手段及时发现问题对控制工程质量非常关键。对于常规预制桩,国内相关完整性和承载力检测手段相对较为成熟,也有多种检测标准或规范,但对TSC桩这种特殊桩型,质量检验标准、质量检验手段尚不明确,也缺乏相关标准规范,在一定程度上阻碍了TSC桩的推广应用。提出适合水运行业TSC管桩波动方程的计算方法,并结合现场试验和数值模拟对采用高应变法测试TSC单桩承载力的可行性进行论证,研究结果表明采用高应变法测试TSC桩身完整性和单桩承载力是可行的,在开展TSC桩高应变检测时,测量传感器安装在钢管上、混凝土上均可。     

TSC管桩低应变测试方法

通过一定的检测手段及时发现问题对工程的质量控制将会起到非常关键的作用。对于常规预制桩,国内相关完整性和承载力检测手段相对较为成熟,也有多种检测标准或规范,但对TSC桩这种特殊桩型,质量检验标准、质量检验手段尚不明确,也缺乏相关标准规范,在一定程度上阻碍了TSC桩的推广应用。提出适合水运行业TSC管桩波动方程的计算方法,并结合数值模拟和现场检测对采用低应变法测试TSC桩身完整性的可行性进行了论证,研究结果表明采用低应变法测试TSC桩身完整性是可行的。     

预制高强混凝土薄壁钢管桩在满堂式码头中的应用

对于采用全直桩的满堂式高桩码头,在水平荷载作用下,对基桩的抗弯强度和刚度要求高。预制高强混凝土薄壁钢管桩(TSC桩)外壁为钢管桩,内壁为混凝土管桩,兼具钢管桩与混凝土管桩的优点,具有桩身抗弯能力好、刚度大、耐锤击性能好的特点,且生产效率高、施工工序简单。在某工程全直桩码头设计中,桩基选用TSC桩,较常规PHC桩灌注桩及钢管桩具有优势,可为今后类似的码头设计提供借鉴。     

基于热-结构耦合作用的PHC管桩养护过程开裂原因分析

利用Abaqus有限元分析软件,采用热-结构耦合分析的方法,对PHC管桩不合理降温过程进行模拟,得到降温过程PHC管桩温度场分布规律,定量的获得PHC管桩表面温度应力出现最大值的时间、应力大小及方向,分析了导致压蒸PHC管桩常出现温度裂缝的原因,对提高PHC管桩质量具有实际参考价值。     

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。     

海洋平台钢桩起吊的内胀式吊桩原理分析及试验验证

根据海洋石油平台钢桩起吊的要求,设计了一种基于斜面增力原理的内胀式吊桩器,并详细分析了吊桩原理.对提升管桩进行了动力学仿真分析,研究了镶嵌压块的结构和材料性能,对其与管桩壁的接触过程采用剪切摩擦理论进行有限元分析,得到了管桩内壁的压痕深度.最后的吊桩载荷试验表明,论文中给出的内胀式吊桩方式可以保证大型钢桩起吊的安全性和可靠性.     

TSC无功补偿技术在港口工程中的应用

TSC技术能改善港口的电能质量,是一种新型的节能措施。本文介绍了TSC无功补偿技术,港口负载特性及无功补偿中碰到的问题,TSC设备在港口工程中的应用及前景。     

开口管桩承载力计算方法及桩基模型研究

比较了《港口工程桩基规范》以及API RP 2A WSD规范中对于开口管桩单桩承载力两种计算方法各自的优缺点,利用有限元软件ANSYS对目前普遍采用的传统模型和基于荷载传递法的双曲线模型分别建立三维桩基有限元模型进行计算和比较,分析表明后者更加准确合理、适用性更广泛。     

复杂水平荷载作用下部分埋入单桩的计算方法*

在Winkler地基梁模型和有限单元法理论的基础上,提出了一种在复杂水平荷载作用下求解部分埋置水平受荷单桩弯矩和位移的计算方法。将该方法计算结果与经典算例结果和现场试验结果进行对比,验证了该方法的正确性。通过算例分析了水流冲刷作用和桩顶约束条件对部分埋入桩桩身弯矩和位移的影响,分析结果表明,在研究冲刷对桩基水平承载力的影响时应结合桩顶的约束条件。该方法可有效开展复杂水平荷载下部分埋置水平受荷桩的计算分析。     

岸坡被动桩承载性状三维有限元分析*

为深化研究岸坡被动桩的承载特性,运用国际大型通用有限元软件ABAQUS对岸坡被动桩进行三维模拟。研究发现,坡顶荷载是被动桩桩身位移与桩身弯矩的主要影响因素,桩身位移与桩身弯矩随着破顶荷载的增大而增大;坡顶荷载对桩身弯矩的影响主要集中在斜坡范围内;桩顶荷载对减小桩身弯矩有利。结果表明,基于ABAQUS的三维有限元模拟是研究岸坡被动桩的有效方法。     

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。     

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。     

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.     

接触面单元对单桩位移应力的影响分析

在用有限元法分析桩土相互作用的研究中,采用不同的接触面单元得到的结果必然不同。通过分别引入Goodman单元和Desai单元进行单桩有限元分析,研究接触面单元对桩土接触面力学特性及单桩位移应力的影响。分析认为:在桩顶荷载较小时两者的桩土接触面力学特性以及单桩的位移应力差别很小;桩顶荷载较大时,采用Goodman单元计算所得的桩顶沉降小,接触面剪应力大,轴力沿桩身递减快,桩端阻力和沉降都较小,单桩的竖向抗压极限承载力较大。     

板桩结构非线性有限元分析

采用有限元法对板桩结构受力特点进行了分析,结果表明,前墙入土深度和抗弯刚度对板桩结构受力特性有显著影响。入土深度一定时,前墙位移、陆侧弯矩、锚碇墙陆侧弯矩和拉杆拉力均随前墙抗弯刚度的增加而减小,前墙海侧弯矩随之增加;前墙抗弯刚度一定时,前墙陆侧弯矩、拉杆拉力随入土深度增加而减小,入土深度大于某值后,对各项影响较小。     

PHC桩损伤处应力释放与水平受力影响分析

基于大型有限元软件ANSYS建立单桩有限元模型,以某5万DWT高桩码头为例,计算分析PHC桩在桩基完整性检测割桩处的应力释放以及损伤对水平承载的影响。结果表明:PHC桩在割桩损伤处应力释放明显,损伤区域应力变化剧烈,损伤处应力变化规律和应力集中系数与桩的预应力水平无关;水平荷载作用时PHC桩的预应力对于提高损伤桩的抗裂效果明显,损伤处受应力集中影响,预应力水平越高损伤处应力变化越大,而且最不利应力位置也下移到损伤平台内侧处。     

竖向荷载作用下高桩码头桩土耦合分析研究

根据桩-土耦合特性,考虑桩-土之间的接触力学行为,建立桩-土耦合的有限元计算模型。通过该模型计算分析基桩几何特性、材料特性以及土的力学特性,及其对基桩竖向承载力、摩阻力及桩身轴力分布的影响,其结论可为高桩码头桩基的设计提供参考。