以H型钢-RC阶梯桩模型试验为背景,进行了2根H型钢-RC阶梯桩(HS-RC-0.25、HS-RC-0.50)及1根H型钢桩(HS)的低周往复荷载拟静力试验;在桩顶施加水平位移荷载,埋设应变片与土压力计,采用特殊设计的桩身水平变位测试方法,得到了H型钢-RC阶梯桩桩身破坏特点、沿桩深方向的桩身水平位移与应变、骨架曲线和滞回性能曲线;利用OpenSEES对比分析了桩顶自由与固定条件下阶梯桩桩顶水平变位能力,得到了阶梯桩水平承载力折减系数与转化系数,对比了利用折减系数得到的模型桩水平承载力计算值与试验值.试验结果表明:H型钢桩的桩顶弹性变形为2～25 mm,其水平变形能力强,承载能力好,加载全过程滞回环饱满,耗能效果好;刚度比对阶梯桩的破坏模式无显著影响,阶梯桩的上段钢桩均无明显的屈曲破坏,变截面处混凝土严重剥落且破坏位置相同;随刚度比增大,阶梯桩-土体系屈服位移及屈服荷载均提高,HS-RC-0.25较HS-RC-0.50桩顶屈服位移减小了29.15％,桩身应变突变减小;阶梯桩的滞回环在加载初期因为滑移表现为捏拢状,而在加载后期过渡为饱满的梭形,耗能效果良好,HS-RC-0.50加载全过程的耗能比HS-RC-0.25多25.4％,具有较好的水平变形能力;对比试验值,HS-RC-0.25的计算误差为-9.68％,HS-RC-0.50的计算误差为-2.47％.可见,HS-RC阶梯桩能满足整体桥桩基的水平变形需求,利用折减系数能较好地计算阶梯桩的水平承载力特征值.

桥梁工程;整体桥;H型钢桩;H型钢-RC阶梯桩;桩与土相互作用;拟静力试验;有限元分析

庄一舟;宋琨生;宋永青;陈国栋;黄福云;陈良

浙江工业大学 土木工程学院,浙江 杭州 310014;福州大学 土木工程学院,福建 福州 350108

交通运输工程学报

[1]庄一舟;宋琨生;宋永青;陈国栋;黄福云;陈良-.整体桥H型钢-RC阶梯桩与土相互作用拟静力试验)[J].交通运输工程学报,2022(05):145-162

桩与土相互作用,水平承载力特征值

整体桥,型钢,RC,拟静力试验,模型试验,HS,钢桩,低周往复荷载,加水,水平位移,埋设,应变片,土压力,压力计,特殊设计,变位,桩深,骨架曲线,滞回性能,性能曲线,OpenSEES,位能,承载力折减,折减系数,承载力计算,计算值,弹性变形,水平变形,变形能力,回环,饱满,耗能效果,刚度比,破坏模式,上段,屈曲破坏,变截面,剥落,土体,屈服荷载,桩身应变,滑移,耗能比,计算误差,桥桩,桩基,桥梁工程

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