后张预应力技术在内河港口大直径嵌岩灌注桩中的应用

摘要

本文首先结合内河架空直立式码头的结构特征及其使用性能,提出了后张预应力在其大直径嵌岩灌注桩的应用的必要性.通过有限元分析对后张预应力灌注桩-岩土体系的相互作用机理进行了阐述,然后分别就不同的基岩环境对后张预应力嵌岩灌注桩的垂直和水平承载性状进行计算分析,同时还提出了预应力损失的计算方法.其次,选取桩径和嵌岩深度为设计变量,桩身体积为目标函数,建立了可行有效的优化模型,就具体的基岩环境类型对后张预应力嵌岩灌注桩进行了结构优化设计分析,对以后其在实际工程的应用具有重要现实意义.最后,本文就大直径后张预应力嵌岩灌注桩的施工工艺进行了初步探讨,从几个施工方面简述了后张预应力在大直径嵌岩灌注桩中的应用的工程可行性,同样具有现实的借鉴意义.

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第一章绪论

1.1 引言

1.2预应力混凝土结构的发展简史、现状和展望

1.3国内外灌注桩的研究发展与运用情况

1.4预应力技术在内河港口嵌岩灌注桩中运用的提出

1.4.1码头桩型的发展简况

1.4.2后张预应力技术运用的提出

1.5本文研究的主要目的和内容

第二章后张预应力混凝土桩的变形性能和裂缝控制

2.1概述

2.2变形性能

2.2.1荷载—位移曲线的意义

2.2.2构件位移的计算分析

2.3裂缝机理

2.3.1混凝土开裂成因

2.3.2对裂缝的再认识

2.3.3裂缝计算理论

2.3.4预应力混凝土结构裂缝宽度的计算办法

第三章后张预应力嵌岩灌注桩垂直承载性状分析

3.1国内外试验研究情况

3.2现行规范计算嵌岩桩垂直承载力方法

3.3桩—岩土体系的相互作用机理

3.4预应力损失的计算分析

3.5不同基岩环境下桩的垂直承载性状分析

3.5.1垂直外荷载对桩身应力及预应力损失的影响

3.5.2有效预应力下的桩身综合压应力

3.5.3垂直外荷载作用下的桩侧阻力

3.5.4垂直承载力

第四章预应力嵌岩灌注桩水平承载性能的有限元分析

4.1有限元分析基本理论

4.1.1空间分析中的长方体单元和等参数六面体单元

4.1.2有限元分析的一般步骤

4.2有限元模型的建立

4.2.1钢筋混凝土结构有限元模型的选择

4.2.2钢筋混凝土桩的模拟

4.2.3预应力筋的模拟

4.2.4岩土体的模拟

4.2.5计算模型的建立

4.3不同基岩环境下桩的水平承载性状分析

4.4桩基的优化设计

4.4.1结构优化的基本概念和算法

4.4.2 ANSYS的优化模块

4.4.3桩基优化的结果

第五章后张预应力嵌岩灌注桩施工工艺初步探讨

5.1施工工艺的提出

5.1.1预应力筋下料及制作

5.1.2孔道预留及布设

5.1.3混凝土工程

5.1.4预应力筋张拉

5.1.5孔道灌浆

5.2预应力施工偏差及施工质量控制

第六章结论与问题

6.1结论

6.2问题与讨论

致谢

参考文献

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攻读硕士学位期间发表论文及参与科研情况