橋梁樁基承臺(tái)的空間桁架模型研究.pdf

1、樁基承臺(tái)結(jié)構(gòu)因其承載力高、能適應(yīng)地基不均勻沉降、抗震性能優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn),在近些年來的鐵路橋梁建設(shè)中得到廣泛使用。承臺(tái)結(jié)構(gòu)作為連接大尺寸的墩身和小尺寸的樁基成為橋墩-承臺(tái)-樁基結(jié)構(gòu)體系中的一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。上部結(jié)構(gòu)的荷載通過橋墩傳遞至承臺(tái),經(jīng)由承臺(tái)結(jié)構(gòu)將荷載分流傳向樁基,各樁基再將荷載傳向地基,在整個(gè)荷載傳力過程,承臺(tái)內(nèi)力流的分散傳遞及其受力性能將作為本文研究的重點(diǎn)。承臺(tái)結(jié)構(gòu)內(nèi)部的撐桿-系桿傳力模型已成為主流思想,本文將繼續(xù)對(duì)該傳力模型進(jìn)行深入研究

2、,并對(duì)應(yīng)力流的傳遞所虛擬出的空間桁架進(jìn)行實(shí)際配筋—配置空間型鋼桁架,并對(duì)配置了型鋼桁架的樁基承臺(tái)結(jié)構(gòu)的傳力性能進(jìn)行分析研究。本文的研究內(nèi)容及結(jié)論如下:
　　通過對(duì)九樁樁基承臺(tái)結(jié)構(gòu)施加運(yùn)營荷載、極限荷載,通過MIDAS/FEA有限元軟件對(duì)該樁基承臺(tái)模型數(shù)值模擬分析,得到以下結(jié)論:(1)在運(yùn)營荷載作用下,研究分析了承臺(tái)內(nèi)混凝土壓桿、鋼筋拉桿、樁基應(yīng)力、承臺(tái)位移及樁基位移的分布規(guī)律,承臺(tái)處于彈性工作狀態(tài),承臺(tái)內(nèi)拉桿-壓桿傳力體系基本顯現(xiàn)

3、;(2)通過桁架模型各參數(shù)變化趨勢(shì)圖可直觀得到結(jié)構(gòu)在運(yùn)營荷載、開裂荷載及極限荷載下的應(yīng)力、位移水平,可直接作為設(shè)計(jì)參考;拉壓桿應(yīng)力分析均得到了在結(jié)構(gòu)破壞時(shí),拉壓桿尚有承載能力,拉壓桿的破壞是伴隨承臺(tái)結(jié)構(gòu)裂縫的貫通及結(jié)構(gòu)發(fā)生了較大變形而發(fā)生,繼而承臺(tái)發(fā)生沖切劈裂破壞。
　　通過對(duì)承臺(tái)底部鋼筋網(wǎng)的條帶化等效配置,對(duì)桁架模型的各參數(shù)的力學(xué)特性進(jìn)行對(duì)比分析可得:承臺(tái)結(jié)構(gòu)的等效布筋效果良好。承臺(tái)開裂荷載隨配筋率的增加略有增加,但總體趨勢(shì)變化

4、不大,表明承臺(tái)底部的配筋率對(duì)承臺(tái)底部的開裂影響較小;承臺(tái)的承載能力隨配筋率的增加而提升,但當(dāng)配筋率超過一定數(shù)值時(shí),單純的靠增加配筋已經(jīng)不能提高承臺(tái)的承載能力。
　　對(duì)承臺(tái)內(nèi)配置了空間型鋼桁架的樁基承臺(tái)型鋼模型進(jìn)行研究得到:(1)配置了型鋼桁架承臺(tái)模型的裂縫發(fā)展遲緩于條帶狀布筋承臺(tái)模型;其極限荷載大于條帶狀配筋,樁基承臺(tái)結(jié)構(gòu)的承載能力得到了提升。(2)通過對(duì)不同配筋率工況和配置型鋼工況下承臺(tái)結(jié)構(gòu)的極限承載能力對(duì)比分析可得:配置型鋼桁