钢管混凝土梁柱节点受力性能有限元分析

采用大型有限元分析软件ANSYS,对深圳福田大型地下车站主体结构标准段的钢管混凝土柱顶-横纵梁、柱脚-底纵梁以及柱-地下1层梁等节点在梁端及柱端的弯矩、剪力和轴力等荷载作用下的力学性能进行模拟和分析.从钢管混凝土梁柱节点的受力状态出发,分析在梁端及柱端的弯矩、轴力和剪力等荷载作用下节点模型各组成构件(包括柱钢管、梁、加强环梁、承台、抗拔桩等部位)的主应力及切应力分布情况、变形情况和各个截面的内力分布情况等,与各个构件所对应的设计强度值进行对比分析,根据分析结果建议了更合理的节点结构设计与加固方案.

预应力混凝土管桩与桩帽连接节点轴拔性能原型试验研究

通过对直径1200mm的预应力混凝土管桩与桩帽连接节点轴拔性能的原型试验研究,描述了连接节点的破坏形态,分析了连接节点的工作性能和影响轴拔承载力的主要因素,并用有限元对连接节点的受力情况进行了分析计算。在试验的基础上,结合新老混凝土粘结性能的试验结果,对连接节点极限轴拔承载力的计算给出了建议计算公式,其结果与试验数据吻合较好。

钢护筒-混凝土灌注桩承台节点抗震性能试验研究

为探究钢护筒与承台的合理连接方式,对钢护筒-混凝土灌注桩承台节点浅嵌入、锚筋嵌入、深嵌入三种不同的构造形式进行拟静力试验,分析三种不同试件的破坏特征、滞回性能、承载力、刚度、延性及耗能性能等抗震指标,研究钢护筒与承台连接节点形式对节点抗震性能的影响。结果表明:深嵌入节点构造方式的抗震性能最佳,可明显改善节点的承载能力、累积滞回耗能与刚度。锚筋嵌入和浅嵌入试件的主要破坏模式为近节点区承台混凝土的开裂与剥落,浅嵌入的破坏效应最为明显,承载力最差,锚筋嵌入形式虽在承载能力上相较浅嵌入形式提高20%,但仍然提供一种弱节点连接形式。

黄河下游移动式导流坝研究与应用

黄河下游游荡性河段河势游荡多变,难以控制,受长期小水流量过程影响,近几年一些河段畸形河势发育,威胁防洪工程和滩区安全。利用预应力钢筋混凝土管桩、盖梁和连接销柱为主要构件的组合式透水桩坝结构,通过钻机、高压射水拔桩器、吊车等主要施工机具可以进行桩坝施工、拆除和移动,根据桩坝在2009年黄河调水调沙期间的运用观测结果,该结构可以作为控制畸形河势、河道整治的可选坝型,应用前景广阔,但需要进一步开展水上施工技术研究,以便推广应用。

海上预制承台与桩基础连接施工过程的振动监测与分析

为研究湿接缝浇筑过程中预制墩身与桩基在海浪作用下的受力情况,并对湿接缝混凝土的浇筑质量进行评价,以港珠澳大桥CB04标段为工程背景,采用自动采集系统及数据无线传输方式,建立海洋环境下预制墩台与桩基的振动监测系统;基于空间有限元理论,对下部结构进行模拟,建立预制墩台与桩基础之间新、旧混凝土的精细化数值模型,研究海浪作用下湿接缝的受力机理。监测与分析结果表明:该振动监测系统可实现预制墩台与桩基振动效应的同步监测,监测结果可对现场施工起到预警作用;湿接缝混凝土浇注各个施工阶段的拉应力均小于其抗拉强度,结构安全可靠,该施工工艺可行。

预应力混凝土抗拔桩应用与展望

在预应力混凝土抗拔桩研究现状的基础上,总结分析了各类相关技术规程中抗拔管桩及方桩单桩竖向抗拔承载力的设计方法,针对桩身、接头、桩与承台的连接等方面的技术难点提出了相关建议,并介绍了该类桩型在实际应用中的关键问题及解决方法。

港珠澳大桥浅水区非通航孔桥组合梁下部结构设计

港珠澳大桥浅水区非通航孔桥采用85 m连续组合梁桥形式,非通航孔85 m跨下部结构是控制工期的关键工程。文章结合港珠澳大桥工程实践,详细阐述了85m连续组合梁下部结构设计特点,对预制墩身、钢管复合桩基础、埋置式承台新技术等方面进行探讨,承台和墩身均采用预制施工法,具有施工速度快、质量有保证、结构耐久性好等优点。港珠澳大桥采用的全世界首例预制承台墩身整体设计、吊装施工方法,埋置式承台、钢管复合桩的设计理念为今后的跨海大桥建设提供可靠的技术支持,具有重要的工程实践意义。

铁路刚构斜拉桥主墩大型基础深切灰岩顺层山坡治理技术

以黔张常铁路长湾澧水大桥2号墩大型基础深切灰岩顺层山坡的加固为依托,通过分析灰岩中软弱夹层的形成、层位及边坡稳定性,确定边坡的治理措施。对灰岩节理发育情况和滑面进行地质调查,结合钻孔判定软弱夹层的层位;再结合边坡稳定性检算,分析边坡的稳定性。研究结果:层面充填泥土的浅层灰岩处于临界状态,遇扰动可能滑动;基坑开挖后,按深层层面抗剪强度检算的边坡稳定系数不能满足要求。优化设计与施工组织,采取降低临空面高度、减少施工因素影响、加固边坡等综合治理措施。

PHC管桩承台底土反力的研究

采用大型有限元程序ANSYS进行分析PHC管桩承台底土反力的分布机理,从承台底土反力得出群桩的工作破坏性状,从而得出一些有益的结论。

某高桩码头断桩现象分析

介绍某高桩码头靠岸侧斜桩在桩帽处断桩现象,分析认为在斜桩轴向力的水平分力作用下,斜桩与桩帽的连接强度不足是断桩主要原因,软土地基、施工质量和堆场超载也是断桩原因,建议桩的结构计算时要进行斜桩与桩帽或横梁连接计算。

基于桩土共同作用下的两桩承台数值分析

利用大型有限元分析软件建立了桩土两桩承台的非线性计算模型,对其受力性能进行了分析。首先利用试验数据,验证了有限元模型的可靠性;其次分析比较了不同距厚比的两桩承台在共同作用下承受荷载时的力流分布和受力特征,对比了承台内钢筋的应力及发展趋势;最后探讨了承台在共同作用下的受力机理,为两桩承台的设计优化提供了参考。对于距厚比w/h0≤1的两桩承台建议可采用空间桁架模型计算,而距厚比w/h0>1的两桩承台则可采用深受弯的梁式体系进行计算。

预制装配式承台结合面抗剪承载力对比研究

预制装配式承台在桥梁结构中正逐渐推广应用,但桥梁行业现行规范对此类结构尚无相关设计规定。结合面作为预制装配结构的关键受力面和薄弱位置,有必要对其抗剪承载能力进行深入研究。结合采用预制装配式承台的工程实例,对中国规范、美国规范关于预制装配式承台结合面抗剪承载力进行对比研究。研究结果表明,各个规范对于结合面抗剪承载力的认知机理存在差别,导致不同规范给出的结合面抗剪承载力存在较大差异:《预制装配整体式钢筋混凝土结构技术规范》(SJG18-2009)抗剪承载力最低,《Building Code Requirements For Structural Concrete And Commentary》(ACI-318M-19)抗剪承载力最高,《装配式混凝土结构技术规程》(JGJ1-2014)居中。综合安全性与经济性考虑,推荐预制装配式承台结合面抗剪承载力按照《装配式混凝土结构技术规程》(JGJ1-2014)或ACI-318M-19计算。本研究扩展了装配式结构规范的适用领域,为预制装配承台的设计提供了范例,对后续同类设计项目具有一定的参考意义。

建筑物改建设计中既有基础的再利用

通过火力发电厂厂区综合管架或室内外设备平台改造工程实践,提出一种充分利用原结构柱基础作为新结构柱基础一部分的待拆建(构)筑物改建设计中既有基础免拆除再利用的设计方法,即在改造方案中仅拆除原结构基础以上部分,根据新结构柱需要在原基础附近增加基桩,在原基础及新增基桩上设置联合承台作为新结构柱基础。这种改造方法可减少拆除工程量,大大减小了深、宽方向的拆除开挖尺度。

襄阳东津站枢纽共建地下车站结构方案研究

为实现大型交通枢纽工程零距离换乘及空间高效利用,需要克服结构合建引起的界面交叉干扰、结构形式复杂、地下工程抗裂防水等技术难题。结合襄阳东津站综合交通枢纽工程地下车站与国铁站房、桥梁、地下空间等整体合建、同步实施的具体实践,创新采用双排桩墙基坑支护方案,给大面积综合交叉施工提供充分的作业面,节约工期和投资;采用多结构体系耦合分析,并利用大型联合承台与梁筏基础结合的方案,合理满足结构承载要求,同时施工工序、质量易于把控;采用多道防线皮肤式防水技术,解决了地下结构防水问题,避免结构渗漏水。通过探讨此类枢纽工程共建地下结构基坑支护、结构与基础设计以及抗裂防水等关键技术方案,较好解决了结构设计技术以及现场交叉施工中的系列难题,实施效果显著,为类似工程提供了重要的参考价值。

加筋填芯预应力高强混凝土管桩-承台节点拉弯受力性能分析

预应力高强混凝土(PHC)管桩-承台连接节点处于复杂受力环境,其受力机理亟待深入研究。基于ABAQUS建立不截桩加筋填芯混凝土桩-承台节点模型,对其在拉弯联合加载工况下的受力机理进行研究,验证数值模拟过程的合理性,并考察了管桩嵌入深度和承台高度对节点各部件应力分布、混凝土损伤及荷载-位移曲线的影响。研究结果表明:采用有限元数值模拟得到的加筋填芯桩-承台节点的荷载-位移曲线、管桩桩身和承台的损伤与试验结果吻合;随着管桩嵌入深度和承台高度的增加,节点的初始刚度和承载力显著提高;当管桩嵌入深度较小时,节点的刚度下降主要是由预应力筋、锚筋的屈服和混凝土部件的损伤引起的;当管桩嵌入深度较大或承台高度较小时,节点整体刚度的下降是由混凝土部件的损伤引起的。

新型抗拔管桩承台接桩连接设计研究

对《预应力混凝土管桩图集》中的管桩与承台的接桩节点进行了改进,提出了取消填芯混凝土、将锚固钢筋安装于端板并增设下锚钢筋的接桩节点形式。利用数值模型验证了上锚钢筋与下锚钢筋的作用及接桩节点的抗拔承载力。计算结果表明:所提出的上锚钢筋布置方案是合理的,提出的下锚钢筋可以延缓管桩端部的开裂,取消填芯混凝土的接桩节点具有充足的抗拔承载力。