预应力管桩水平承载特性分析及接桩技术研究

【摘要】：预应力混凝土管桩在理论研究方面仍不能满足其在工程中的应用和开发,尤其是对其作用水平荷载时的抗侧性能分析。本文在以往研究成果的基础上,采用有限元三维数值模拟计算对预应力管桩的抗水平承载特性进行分析。另外,由于管桩是预制并在现场施工拼接的,接桩技术对其接桩部位的抗侧性能影响乃至其整体抗侧性能的影响也是需要考虑的,本文因此也针对不同接桩类型的施工和受力特点,分析接桩技术对管桩抗侧性能的影响。 文章主要包括以下几方面内容: (1)根据桩基承载理论和研究现状以及预应力混凝土管桩的发展状况、种类和特点等内容,本文确定以预应力管桩为研究对象,主要针对预应力管桩的水平抗侧承载特性进行分析和研究,同时考虑管桩的接桩技术对管桩抗侧性的影响; (2)根据水平承载桩的计算方法和理论以及桩土相互作用理论,分析单桩水平受荷受力特性以及基桩水平承载力确定方法; (3)确定试验场地,选取郑州某工程对预应力管桩进行静力载试验检测,基于该工程实例中的试桩试验数据对管桩的单桩竖向抗压承载力和单桩水平承载力进行分析和计算。在此基础上根据非线性有限元的基本理论和桩土互相作用理论,采用ANSYS软件对管桩单桩建立桩土相互作用下的三维有限元计算模型,分别计算在不同桩–土之间摩擦系数大小、桩身弹性模量、桩顶约束条件以及桩径壁厚条件下对管桩桩身位移和桩身弯矩影响,探究各个因素对预应力混凝土管桩单桩抗侧性能的影响; (4)针对管桩接桩技术的不同,分析不同接桩类型对应管桩接桩部位的受力特点,研究管桩接桩的质量控制和影响因素,从而探讨提高管桩接桩部位抗侧性能的接桩技术。