四樁厚承臺(tái)數(shù)值模擬與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)分析*
王兵1，余奇異2，龔維明3，戴國(guó)亮3
- 摘 要
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王兵1，余奇異2，龔維明3，戴國(guó)亮3（1 路橋建設(shè)重慶豐涪高速公路發(fā)展有限公司， 重慶 401121；2 城市建設(shè)研究院， 北京 100120； 3 東南大學(xué)土木工程學(xué)院， 南京 210096）［摘要］烏江特大橋索塔基礎(chǔ)采用4根直徑4.0m的灌注樁，整體式矩形承臺(tái)平面尺寸為20.0m×16.4m，厚7.5m。運(yùn)用ABAQUS軟件對(duì)烏江特大橋厚承臺(tái)進(jìn)行了數(shù)值模擬，研究了承臺(tái)厚度、樁徑、承臺(tái)埋深對(duì)承臺(tái)傳力機(jī)理的影響，結(jié)果表明，厚承臺(tái)的受力機(jī)理完全符合空間桁架模型，斜壓桿由樁頂指向荷載作用處，底部混凝土充當(dāng)拉桿。通過(guò)對(duì)承臺(tái)內(nèi)部應(yīng)力傳遞時(shí)形成的“拱效應(yīng)”的研究發(fā)現(xiàn)，承臺(tái)厚度和樁徑的增加對(duì)減小承臺(tái)底部受拉是有利的，但這樣會(huì)導(dǎo)致承臺(tái)頂部所需的受壓鋼筋量增大；承臺(tái)埋置深度對(duì)承臺(tái)內(nèi)部拉壓應(yīng)力傳遞的影響可以忽略不計(jì)。在數(shù)值模擬的基礎(chǔ)上，對(duì)原位厚承臺(tái)埋設(shè)了鋼筋計(jì)測(cè)試元件并進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)，實(shí)測(cè)結(jié)果也基本驗(yàn)證了其空間桁架理論的正確性。［關(guān)鍵詞］厚承臺(tái); 數(shù)值分析; 影響因素; 空間桁架理論; 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)中圖分類(lèi)號(hào)：TU473.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1002-848X(2013)19-0099-05Numerical analysis and field test of thick pile cap with four pilesWang Bing1, Yu Qiyi2, Gong Weiming3, Dai Guoliang3(1 Road & Bridge Construction of Chongqing Fengfu Expressway Development Co., Ltd., Chongqing 401121, China; 2 Urban Construction Design & Research Institute, Beijing 100120, China; 3 School of Civil Engineering, Southeast University, Nanjing 210096, China)Abstract: The foundation of the cable tower of Wujiang super bridge is made of four bored piles with diameter of 4.0m and the size of the rectangular pile cap is 20.0m×16.4m×7.5m. ABAQUS is used to carry out numerical analysis on the pile caps to research the effective factors as the thickness and buried depth of pile cap, and pile diameter. Results show that the stress mechanism of thick pile cap matches the spatial truss model in which the diagonal struts point from pile head to the loading point and the concrete under the cap acts as the tie. By studying the aching effect formed inside the pile cap when transferring the internal stress, the results show that the increment of the cap thickness and pile diameter help to reduce the tension under the pile cap while increase amount of bars on top the pile cap. The influence of the buried depth of pile caps on internal stress transfer can be ignored. Based on the numerical simulation, the rebar test elements were amounted to carried out field testing and the data verify its space truss theory.Keywords: thick pile cap; numerical simulation; effective factor; space truss theory; field testing*交通部西部交通建設(shè)科技項(xiàng)目（200331849457）和港珠澳大橋跨海集群工程建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)研究與示范課題（2011BAG07B01）。作者簡(jiǎn)介：王兵，高級(jí)工程師，Email：576369756@qq.com。參考文獻(xiàn)［1］鄭穎人，龔曉南.巖土塑性力學(xué)基礎(chǔ)［M］. 北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1989.［2］JTG D62—2004公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范［S］. 北京：人民交通出版社，2004.［3］莊茁，由小川，廖劍暉，等.基于ABAQUS的有限元分析和應(yīng)用［M］. 北京：清華大學(xué)出版社，2009.［4］盧建峰.樁基承臺(tái)空間桁架理論設(shè)計(jì)方法研究［D］.南京：東南大學(xué)，2001.［5］郭宏磊，丁大鈞.厚承臺(tái)受力機(jī)理研究［J］. 鄭州大學(xué)學(xué)報(bào)，2004,25（1）：22-44.［6］谷倩，朱向陽(yáng).六樁厚承臺(tái)傳力模式試驗(yàn)和有限元分析［J］.工業(yè)建筑，2007,37（3）：50-55.
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