【摘要】：樁基承臺結(jié)構(gòu)因其承載力高、能適應(yīng)地基不均勻沉降、抗震性能優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)，在近些年來的鐵路橋梁建設(shè)中得到廣泛使用。承臺結(jié)構(gòu)作為連接大尺寸的墩身和小尺寸的樁基成為橋墩-承臺-樁基結(jié)構(gòu)體系中的一個關(guān)鍵點(diǎn)。上部結(jié)構(gòu)的荷載通過橋墩傳遞至承臺，經(jīng)由承臺結(jié)構(gòu)將荷載分流傳向樁基，各樁基再將荷載傳向地基，在整個荷載傳力過程，承臺內(nèi)力流的分散傳遞及其受力性能將作為本文研究的重點(diǎn)。承臺結(jié)構(gòu)內(nèi)部的撐桿-系桿傳力模型已成為主流思想，本文將繼續(xù)對該傳力模型進(jìn)行深入研究，并對應(yīng)力流的傳遞所虛擬出的空間桁架進(jìn)行實(shí)際配筋—配置空間型鋼桁架，并對配置了型鋼桁架的樁基承臺結(jié)構(gòu)的傳力性能進(jìn)行分析研究。本文的研究內(nèi)容及結(jié)論如下： 通過對九樁樁基承臺結(jié)構(gòu)施加運(yùn)營荷載、極限荷載，通過MIDAS/FEA有限元軟件對該樁基承臺模型數(shù)值模擬分析，得到以下結(jié)論：（1）在運(yùn)營荷載作用下，研究分析了承臺內(nèi)混凝土壓桿、鋼筋拉桿、樁基應(yīng)力、承臺位移及樁基位移的分布規(guī)律，承臺處于彈性工作狀態(tài)，承臺內(nèi)拉桿-壓桿傳力體系基本顯現(xiàn)；（2）通過桁架模型各參數(shù)變化趨勢圖可直觀得到結(jié)構(gòu)在運(yùn)營荷載、開裂荷載及極限荷載下的應(yīng)力、位移水平，可直接作為設(shè)計(jì)參考；拉壓桿應(yīng)力分析均得到了在結(jié)構(gòu)破壞時(shí)，拉壓桿尚有承載能力，拉壓桿的破壞是伴隨承臺結(jié)構(gòu)裂縫的貫通及結(jié)構(gòu)發(fā)生了較大變形而發(fā)生，繼而承臺發(fā)生沖切劈裂破壞。 通過對承臺底部鋼筋網(wǎng)的條帶化等效配置，對桁架模型的各參數(shù)的力學(xué)特性進(jìn)行對比分析可得：承臺結(jié)構(gòu)的等效布筋效果良好。承臺開裂荷載隨配筋率的增加略有增加，但總體趨勢變化不大，，表明承臺底部的配筋率對承臺底部的開裂影響較小；承臺的承載能力隨配筋率的增加而提升，但當(dāng)配筋率超過一定數(shù)值時(shí)，單純的靠增加配筋已經(jīng)不能提高承臺的承載能力。 對承臺內(nèi)配置了空間型鋼桁架的樁基承臺型鋼模型進(jìn)行研究得到：（1）配置了型鋼桁架承臺模型的裂縫發(fā)展遲緩于條帶狀布筋承臺模型；其極限荷載大于條帶狀配筋，樁基承臺結(jié)構(gòu)的承載能力得到了提升。（2）通過對不同配筋率工況和配置型鋼工況下承臺結(jié)構(gòu)的極限承載能力對比分析可得：配置型鋼桁架的樁基承臺結(jié)構(gòu)克服了在條帶狀布筋下提升結(jié)構(gòu)承載能力的瓶頸，使結(jié)構(gòu)的承載能力上升了一個臺階。 承臺底部的配筋等效轉(zhuǎn)化過程：均布配筋—條帶狀布筋—優(yōu)化后的條帶狀布筋—布置型鋼桁架。
【圖文】：

t —撐桿計(jì)算高度；sb —撐桿計(jì)算寬度；b —樁的支撐寬度，其中：圓形截面樁的取值為直徑的 0.8 倍，方形截面值為截面邊長；cukf,—邊長為 150 mm 的混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值；idT —與撐桿相對應(yīng)的系桿拉應(yīng)力設(shè)計(jì)值；sA —在撐桿計(jì)算寬度sb 的范圍內(nèi)系桿鋼筋的截面積；s—承臺底到系桿鋼筋的頂層鋼筋中心的距離；d —系桿鋼筋直徑 d，采用不同直徑的鋼筋時(shí)，d 的取值為加權(quán)平均值；1 —系桿拉應(yīng)力線與撐桿壓應(yīng)力線的夾角。桿抗拉承載力的計(jì)算可按下列規(guī)定[11]：0 id sd s T f A（1.6idT —系桿拉應(yīng)力設(shè)計(jì)值；sdf —鋼筋系桿抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；桿-系桿計(jì)算圖示見圖 1.1。

（b）深梁剪跨等于 2h圖 1.2 深梁結(jié)構(gòu)“D 區(qū)”分布模式圖結(jié)構(gòu)構(gòu)件D區(qū)域的桁架模型，由拉桿座區(qū)域。拉桿或壓桿的幾何尺寸主要其中，厚度是與桁架模型投影面垂直寸[16]。力的常見模式，見圖 1.3。
【學(xué)位授予單位】：蘭州交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：U443.15

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2557431