PHC樁在高速公路橋梁工程中優(yōu)化設(shè)計(jì)研究.pdf

1、PHC管樁具有施工質(zhì)量容易控制、施工速度快、工后沉降及不均勻沉降小、單樁承載力高、單位承載力造價(jià)便宜等優(yōu)點(diǎn)。工程中其多應(yīng)用于工業(yè)與民用建筑中，在高速公路橋梁工程中尚未得到推廣應(yīng)用。對(duì)PHC管樁承臺(tái)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，管樁填芯補(bǔ)強(qiáng)和管樁樁-土-承臺(tái)之間的相互作用等問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外缺乏系統(tǒng)的分析。因此，對(duì)其進(jìn)行深入研究是十分有必要的。 本文在PHC管樁現(xiàn)場(chǎng)和室內(nèi)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過(guò)理論分析和數(shù)值模擬，從PHC管樁承臺(tái)優(yōu)化設(shè)計(jì)、PHC管樁填芯補(bǔ)

2、強(qiáng)和PHC管樁群樁效應(yīng)系數(shù)和承臺(tái)荷載分擔(dān)比等幾個(gè)方面進(jìn)行研究。在此基礎(chǔ)之上，研究高速公路橋梁工程PHC管樁基礎(chǔ)的優(yōu)化設(shè)計(jì)問(wèn)題，主要研究?jī)?nèi)容和成果總結(jié)如下： (1)對(duì)承臺(tái)設(shè)計(jì)的兩種模式進(jìn)行對(duì)比分析，通過(guò)研究高速公路橋梁工程PHC樁基礎(chǔ)的特點(diǎn)，提出高速公路橋梁PHC樁承臺(tái)的撐-系桿設(shè)計(jì)模式；分析在該設(shè)計(jì)模式中影響承臺(tái)承載力的各種主要因素，并對(duì)其和承臺(tái)承載力的關(guān)系進(jìn)行研究；綜合上述具體分析和研究結(jié)論，在考慮眾多影響因素的前提下，設(shè)想并

3、建立了具體的承臺(tái)優(yōu)化設(shè)計(jì)的模型函數(shù)，使其可以根據(jù)工程實(shí)際參數(shù)運(yùn)用MATLAB進(jìn)行具體的優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算。 (2)通過(guò)研究PHC管樁水平荷載作用下的承載特性，分析各主要因素對(duì)PHC管樁水平承載特性的影響，根據(jù)水平受荷管樁樁身承載特性，通過(guò)理論計(jì)算，分析填芯對(duì)管樁極限抗彎承載力和抗剪承載力的影響，對(duì)填芯體混凝土強(qiáng)度等級(jí)、配筋率、配筋形式對(duì)管樁承載力的影響進(jìn)行分析研究，并且運(yùn)用有限元分析了填芯對(duì)管樁樁身應(yīng)力分布的影響和管樁合理填芯長(zhǎng)度的取

4、值。 (3)通過(guò)有限元計(jì)算，得到了PHC管樁的群樁效應(yīng)系數(shù)和承臺(tái)荷載分擔(dān)比規(guī)律，主要分析了PHC管樁的群樁效應(yīng)系數(shù)和承臺(tái)荷載分擔(dān)比與樁長(zhǎng)、樁間距及樁數(shù)之間的關(guān)系。 (4)通過(guò)PHC管樁在寧常高速公路橋梁工程中的應(yīng)用實(shí)例，從樁型、樁長(zhǎng)、樁數(shù)、樁的平面布置、承臺(tái)和管樁填芯等幾個(gè)方面，進(jìn)行了PHC管樁優(yōu)化設(shè)計(jì)的研究；通過(guò)分析橋梁動(dòng)靜載試驗(yàn)和群樁樁基荷載觀測(cè)結(jié)果，驗(yàn)證了PHC管樁在高速公路橋梁工程中應(yīng)用的適用性和本文優(yōu)化設(shè)計(jì)的可