整体桥扩孔桩-土相互作用有限元分析
2021-01-27陈宏彬董桔灿
广东土木与建筑 2021年1期
陈宏彬,董桔灿
(1、广东省冶金建筑设计研究院有限公司 广州510080;2、深圳市市政设计研究院有限公司 深圳518000)
0 引言
结构与土的相互作用,是目前整体式无缝桥结构设计中的一个重点和难点问题,如何考虑桩-土相互作用是整体桥受力分析中的关键[1-3]。对于整体桥结构,桥台和主梁节点采用固结方式整体浇筑,因此桥台桩不仅承受主梁传下来的竖向荷载,同时受到主梁传递来的剪力和弯矩,这就要求桥台桩具有足够的抗弯和竖向承载能力。在国外的整体桥工程中,桥台桩多采用钢桩,而我国目前以钢筋混凝土桩为主,与相同承载力的钢桩相比,钢筋混凝土桩截面尺寸大、刚度大、变形能力小,不利于主梁纵桥向变形的释放[4-5]。通常采用在桩头包布隔离法与扩孔法增加钢筋混凝土桩纵桥向变形能力。多项研究表明,包布隔离法对钢筋混凝土桩抗侧向变形能力的增幅有限;扩孔法是在桩的上部一定范围内,扩大孔的直径,先将桩安装就位,然后在桩周围的空隙内用松散的砂土填充,降低土对桩的水平约束作用。
国内外学者对扩孔法孔内填料、扩孔桩的效果等进行了大量的研究,结果表明该方法对降低侧向刚度效果明显,并且能够增大桩的抗侧向变形能力。Dar⁃ren 等人[6]在对新英格兰地区应用的整体桥情况调查中发现,整体桥桩基的上部做扩孔的设计方法,被佛蒙特州和马萨诸塞州广泛采用,增大桩基的变形能力,两个州分别使用碎石或卵石和一定压实度的砂填充孔内空隙。……
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