预应力混凝土管桩接头抗弯承载力试验

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1、第25卷2011年10月江苏科技大学学报(自然科学版)JOURNALOFJIANGSUUNIVERSITYOFSCIENCEANDTECHNOIDGYV01．25OcI．201l预应力混凝土管桩接头抗弯承载力试验黄广龙1，颜荣华t，周文苑1，陈巧2(1．南京工业大学交通学院，江苏南京210009)(2．江苏建华管桩有限公司，江苏镇江212413)摘要：预应力混凝土管桩大量用于桩基工程，其连接通常采用端板焊接方式，接头的抗弯性能能否满足桩身承栽要求是关键问题．通过对预应力混凝土管桩焊接接头的抗弯承载力试验，研究其在弯矩作用下桩身变形及破坏特征，分析接头破坏的原因．

2、试验表明：加裁后端板与混凝土连接处开裂、主筋镦头断裂，受弯作用下接头具有脆性破坏的性质，常规焊接接头抗弯性能难以达到桩身强度要求．预应力混凝土管桩须在接头处采取加强措施，以满足水平承栽务件下对管桩强度的要求．关键词：预应力混凝土管桩；焊接接头；抗弯性能：试验研究中图分类号：TU378文献标志码：A预应力混凝土管桩具有质量可靠、施工速度快、造价较低、工期短且环保等优点，成为桩基础的主要形式之一，近年来在深基坑支护工程中得到推广使用【ll，针对预应力混凝土支护桩的应用编制了相应的规程和图集12-3]．由于基坑工程中管桩主要承受水平荷载，接头的抗弯承载力能否满足设计要

3、求是设计人员必须考虑的问题．已有很多专家认识到焊接接头的存在的问题，文献【4】统计了断裂的55根预应力混凝土管桩，其中断裂在焊接头的共39根，占70．9％，说明焊接头的隐患不容忽视，并提出加强焊接接头的一些具体工程措施．文献【5]研究了管桩水平断裂问题，文献[6]通过应力波在预制管桩接头处传播性能的研究，分析利用反射波信号综合反映接头处端头板接触面的接触情况和焊缝的焊接质量．预应力混凝土管桩接头处材料的物理力学性质差别大，在水平荷载作用下受力比较复杂，对其抗弯性能的试验研究也相对较少lT-S1．为研究水平承载作用下预应力混凝土管桩接头抗弯性能，对3根预应力混凝土

4、管桩接头抗弯承载力进行试验，研究其在弯矩作用下桩身变形及破坏特征，分析接头破坏的原因．1试验方案设计1．1试件介绍本次试验选用外径500mm，内径300mm的预应力混凝土管桩试件3根，桩长均为10m．将3根完整的预应力混凝土管桩试件从跨中部位断开，端头两两对焊，做成3根接头构件，此时加荷区在原管桩端头，该部分基本完好无损．试件具体参数见表1．表中极限弯矩理论值别按照混凝土结构设计规范》(GB50010—2002)c耳汁算．1．2试验方法预应力混凝土管桩接头抗弯试验参照《先张法预应力混凝土管桩》试验标准，采用简支梁对称加载17l，如图1所示，其中，a=0．5m，L

5、=10m．垂直向下加载时，采用如下弯矩计算公式嗍表l试验桩参数表收稿日期：20“—08—15基金项目：江苏省基础研究计划(自然科学基金)资助项目(BK2009732)作者简介：黄广龙(1967-)．男。安徽广德人，博士，教授．研究方向为岩土工程方面的教学与科研．E—mail：glhuan96710@163．toni“苏科技★々{m(自#科学m31=}‘}‘一I“盎”^(I)式中，M为抗弯弯矩．单位为kN·m；Ⅳ为管桩重量．单位为kN；L为管桩长度．单他为m；P为竖向荷驻(垂直加鼗应考虑加载设薪的盈盘【)，单位为kN根据式(I)，由抗裂弯矩及极限弯矩理论值反算，则

6、可得到加载荷载P根据计算结果，采用如下加载方式进行接头抗弯试验：1)接开裂弯矩的20％的级差由0加载至开裂弯矩的80％，每级菏载的持续时间为3rain；然后按开裂夸矩的10％的级差继续加载至开裂弯矩的100％．每级荷载的持续时问为3min，观察是否右裂缝出现，测定井记录裂缝宽度2)如果加载至开裂弯矩的100％时未出现裂缝，则按开裂弯矩的5％的级差继续加载至裂缝出现每级荷载的持续时问为3mill，测定并记录裂缝宽度3)按极限弯矩的5％的级差继续加载至槛跟状态．每级荷载的持续时间为3min，观察并记录各项读数，■。，‘5、f7，，】374一‘：一二‘、2．n2L⋯0

7、M一¨，～Ij“一，。l—ip*，2--镕∞＆i目；3．日老＆i＆．}-女m；5--#l喙．o一#t*日2H^目：，·廿R*女自*女^；8-．Tj*∞激目1抗膏试冀}童田1．3澍试内窖1．31挠度测量由于管桩长达10m．为了求得管桩的真正挠度^至少需要布置7个位移计在圈2所不的A，B，c，D．E．F，G7个点上布置位移计1．32应变测量为测试预应力混凝土管桩应变分布情况，需在跨中截面从上到下依次均匀布置应变片南于预应力混凝土管桩材牵}的非弹性性质．桩截面的应力分布往往不理则为了求得拔面上应力分布规律和确定巾和轴的位置．沿截面高度布置7个测点另外．可能端扳或焊缝处

8、较为薄落，为弄清其受力状