预应力高强混凝土管桩抗弯静载试验有限元分析
李明宇1，刘明帝2*，甑尚维1，万志辉2，郭严伟2，张宝盆1
(1. 中铁七局集团第二工程有限公司，辽宁 沈阳 110005; 2. 南京工业大学 交通运输工程学院，江苏 南京 211816)
摘 要： 预应力高强混凝土(PHC)管桩虽具有高竖向抗压承载力，但在高铁桥梁应用场景中，常承受高铁高速运行、水平地震波和风荷载所致水平荷载作用，故需要有良好的抗弯性能。基于此，借助ABAQUS有限元软件对PHC管桩抗弯性能进行了数值模拟，并分析了不同荷载、约束形式、纵筋配筋率、箍筋配筋率和预应力施加对PHC管桩抗弯性能的影响。研究结果表明：在简支约束下，随着跨中荷载的递增，管桩跨中上表面混凝土受压、下表面钢筋受拉的受力分布格局基本恒定，但桩身与钢筋最大应力增加;变更约束为上下固定约束时，PHC管桩桩身应力减小，跨中截面钢筋应力增大;提高纵筋配筋率可显著增强桩身刚度与延性;适度降低箍筋配筋率对PHC管桩抗弯性能影响甚微;预应力施加可显著改善PHC管桩承载力与抗弯性能。该研究成果可为PHC管桩工程应用的设计与施工提供参考。
关键词： PHC; 管桩; 抗弯性能; 静载试验; 有限元分析; 本构模型
基金项目： 中国博士后科学基金面上项目(2022M723534);江苏省高等学校基础科学(自然科学)研究重大项目(23KJA560005)
引文格式： 李明宇，刘明帝，甑尚维，等. 预应力高强混凝土管桩抗弯静载试验有限元分析[J]. 市政技术，2025，43(3)：183-191. (LI M Y，LIU M D， ZENG S W，et al. Finite element analysis of bending static load test of PHC pipe piles[J]. Journal of municipal technology，2025，43(3)：183-191.)