通讯单管塔管桩基础新型预应力节点性能研究.pdf

《通讯单管塔管桩基础新型预应力节点性能研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、２０１５年第２１期（总第１７４期）江西建材应用研究通讯单管塔管桩基础新型预应力节点性能研究■徐汉平■同济大学土木工程学院，上海２０００９２摘要：预制预应力高强混凝土（ＰＨＣ）管桩具有优异的抗弯性能，适宜作为单管混凝土采用的是塑性损伤本构模拟，预应力采用降温法施加。共设置塔基础。本文采用有限元方法分析了连接通讯单管塔塔身和管桩基础有４个荷载工况，工况Ｐ表示预应力施加完成工况，工况Ｍ１表示１０年的新型预应力节点的性能。分析结果表明，该节点具有较好的承载力，一遇风压荷载作用工况，工况Ｍ２表示５０年一遇风压荷载作用工况，节点破坏的主要原因是节点区下锚板周围混凝土开裂。工况

2、Ｕ表示模型最后一次收敛工况。关键词：ＰＨＣ管桩新型预应力节点应力分析接触分析４分析结果对比比较４．１锚栓应力１概述１．０Ｐ模型四个工况下锚栓Ｍｉｓｅｓ应力如表１所示。在预应力施加［１，２］４Ｇ网络是通讯建设的热点，预计２０１４年至２０１５年期间，我国完成阶段所有锚栓的应力值均为４９０ＭＰａ左右。施加外荷载之后，锚［３］的４Ｇ基站建设总投资将达到１１００亿元。单管塔作重要通讯塔形栓应力不再相同，各个锚栓之间的应力值差距逐渐变大，Ｍ１工况下应［４］式，必将得到大量的实践应用，因此针对单管设计、制造和施工研究力变化幅值为５．７１％，Ｍ２工况下应力变化幅值为７．８７％。具

3、有重要的工程实践意义。表１预应力锚栓应力幅［５］目前我国常见的单管塔基础为普通多桩基础和板式独立基础荷载步平均应力（ＭＰａ）最大应力（ＭＰａ）最小应力（ＭＰａ）应力变化幅值等。基础的混凝土和钢筋用量比较大，混凝土浇筑的工期长，施工质量受到现场人员技术水平和现场施工条件的影响较大。Ｐ４９０．７６４９１．９７４８８．７９—ＰＨＣ管桩单桩基础能很好的弥补上述传统基础的不足。ＰＨＣ管Ｍ１４８９．１８５１６．８９４６１．３０５．７１％［６，７］桩全称是预制预应力高强混凝土管桩，是预先张拉预应力筋，再通Ｍ２４８９．３４５２７．８３４５０．８２７．８７％过离心力让管桩成型，之后

4、经过高温高压养护最终制成的一种圆管型的预应力混凝土构件，管桩混凝土强度不低于Ｃ８０，常见管桩直径为４．２混凝土应力３００ｍｍ到８００ｍｍ，桩身通长布置预应力筋。新型预应力节点的混凝土桩身部分受拉侧和受压侧内外应力分别２管桩基础和预应力方案如下图２所示。四张图分别是桩身受压一侧外表面（ＣＯ），桩身受压一单管塔基础和塔身连接采用预应力法兰节点，如图１所示。塔筒侧内表面（ＣＩ），桩身受拉一侧内表面（ＴＩ），桩身受拉一侧外表面（ＴＯ）底部法兰为设有加劲肋的普通刚性法兰，法兰通过预应力锚栓和桩体的主压应力。图２中可以看出，在预应力施加完成阶段（曲线Ｐ），节点锚固在一起。桩体

5、节点部分与普通ＰＨＣ管桩有所区别，桩身中预埋有处混凝土通长均受压，下锚板所处的位置混凝土应力水平有所降低，这下锚板、预应力锚栓套管、防裂钢筋网等构件。锚栓底部通过螺母锚固是由下锚板变形造成的预应力损失引起的。在下锚板所处位置，混凝于下锚板上，锚栓顶侧在安装塔筒前锚固于上锚板上，安装塔筒后锚固土主压应力值为７．８２ＭＰａ。配有锚栓的节点部分混凝土主压应力较于塔筒法兰板上。桩身下锚板以上位置不设预应力筋和螺旋箍筋，预大，达到了１１．０４ＭＰａ。随着荷载的施加受压侧桩身主压应力逐渐增应力筋通过ＪＬＭ精轧螺纹钢锚具锚固于下锚板上，预应力锚栓和预应大，受拉侧混凝土主压应力逐

6、渐减小，节点破坏的原因是受拉侧下锚板力钢筋逐一间隔排布。节点区外侧设有防裂钢筋网，防止周围混凝土外侧混凝土受拉开裂，裂缝扩展，导致此处节点丧失承载力。崩裂。图１底法兰和基础平面图与剖面示意图管桩生产完成后，锚栓顶端用螺母锚固于上锚板上，管桩在仓储、运输和施工阶段中，均保持有预应力的状态。基础施工完成后，放张预图２节点混凝土部分主压应力曲线应力锚栓，取下螺母，安装上部塔筒，重新张拉预应力锚栓锚固于法兰４．３法兰接触面积分析板上，即完成了预应力法兰节点的安装。不同预应力作用下法兰和上锚板接触面积如表２所示。可以看３有限元分析出，初始预应力的减小会导致在预应力施加完成阶

7、段法兰和上锚板接由于新型预应力节点构造较为复杂，许多构造无法通过常规的研触面积减小。在预应力施加完成工况Ｐ，预应力值每相差１０％，接触面究方法分析，本文采用ＡＢＡＱＵＳ软件对管桩节点区进行数值模拟分积平均相差１．１７％。各个模型的接触面积与弯矩外荷载作用基本呈析。分析模型选取法兰以上０．５ｍ到法兰以下２ｍ范围内的节点区，共线性关系，随着弯矩的增大，接触面积逐渐减小。还可观察到曲线的发建立１．０Ｐ、０．９Ｐ、０．８Ｐ、０．７Ｐ、０．６Ｐ和０．５Ｐ，６个实体模型分别验算不散现象，即预应力值越低，接触面积随荷载作用增大降低的越快。同预应力水平下的节点性能。模型中钢材的本

8、构关系为双