含GFRP筋预应力混凝土管桩抗剪性能试验研究

文章介绍了含玻璃纤维增强复合材料(glass fiber reinforced polymer,GFRP)配筋预应力混凝土管桩(以下简称"PRC-G桩"),并进行了抗剪性能的对比试验研究。试验结果表明:GFRP筋与混凝土(C80)可以共同作用,能有效发挥材料的高强性能,GFRP筋的配置较大幅度地改善了普通管桩的抗剪性能,其开裂剪力有显著的提高,是规范值的1.12倍;2种类型桩破坏过程相似,均是从支座处首先出现裂缝,沿桩长方向大致20°~30°夹角方向开展延伸,延伸至加载点垂直面时,以平行于桩长方向继续扩展,最后形成贯通面;按等效圆形截面法计算PRC-G桩的开裂剪力是符合设计要求的,且偏于保守。

GFRP管桩与钢管桩的承载性能模型试验研究

为掌握GFRP管桩的竖向承载性能,进行了泥炭质土条件下GFRP管桩静载荷模型试验研究,对桩侧摩阻力和端阻力分布进行分析。结果表明:GFRP管桩的极限承载力较同等尺寸的钢管桩稍大,同时桩顶沉降也稍大;由于GFRP管桩桩身较大的压缩变形量使得桩身下部桩土相对位移较小,相应的侧摩阻力得不到充分发挥;GFRP管桩的端阻力基本可以忽略不计,不宜作为端承桩使用;GFRP管桩作为承重桩使用的关键是减小桩身压缩变形量。

复合配筋预应力混凝土管桩抗弯性能试验和数值分析

开发研制了复合配筋(GFRP筋)预应力混凝土管桩(以下简称PRC-G桩),并进行了抗弯性能的现场抗弯试验和数值分析。试验研究结果表明,GFRP筋可以明显改善常规管桩的抗弯性能,其开裂荷载和极限荷载均有显著的提高,破坏时PRC-G桩均是受压区混凝土破碎而PRC桩的预应力筋被拉断;数值分析结果表明,PRC桩破坏时,预应力钢筋达到屈服强度1 420 MPa,PRC桩受压区混凝土未达到标准抗压强度,桩身未被破坏; PRC-G桩破坏时,受压区混凝土最大压应力为52.03 MPa,受压区混凝土破碎,管桩破坏。抗弯数值模拟和抗弯试验的结果表明,两者的荷载挠度曲线的规律基本一致。研究成果可为复合配筋(GFRP筋)预应力混凝土管桩在工程中的推广应用提供理论依据。

玻璃纤维筋与钢筋复合配筋预应力混凝土管桩承载性能试验研究

针对预应力钢筋混凝土管桩（普通管桩）水平承载力不足的问题,开发研制了采用玻璃纤维筋与钢筋复合配筋预应力混凝土管桩（复合配筋管桩）,进行了复合配筋管桩与普通管桩受弯和受剪性能的对比试验。受弯试验结果表明：GFRP筋的配置较大幅度改善了普通管桩的承载性能;与普通管桩相比,复合配筋管桩的开裂弯矩和极限弯矩均有显著的提高,且其裂缝分布范围小、数量少且长度略短于普通管桩;两种类型桩裂缝出现前跨中截面应变符合平截面假定,破坏时复合配筋管桩受压区混凝土破碎而管桩的预应力筋被拉断。受剪试验结果显示：配置GFRP筋较大幅地改善了普通管桩的受剪性能,其开裂剪力有显著的提高;两种类型桩破坏过程相似,均是支座处先出现裂缝,并沿与桩长方向大致30°夹角方向开展延伸,当延伸至加载点垂直面时,以平行于桩长方向继续扩展,最后形成贯通面。对比试验结果表明,采用玻璃纤维筋与钢筋复合配筋预应力混凝土管桩在受弯和受剪性能方面均有不同程度的提高,可有效解决普通管桩水平承载力不足的问题。