動荷載作用下預應力混凝土靠船樁裂縫形態(tài)研究.pdf

1、樁基是工程建設中非常重要的一種基礎型式，樁基工程造價通常占到土建工程總造價的1/4以上。在港口工程中，通常在碼頭前沿設置靠船樁來減小碼頭所受的船舶撞擊力、延長碼頭的使用壽命?？看瑯妒窃诖a頭前沿打入土中的直樁，其利用自身的彈性變形和其上設置的橡膠沖墊的變形來吸收船舶的巨大撞擊能量。
　　 預應力鋼筋混凝土靠船樁在偶然荷載作用下可能出現(xiàn)裂縫，混凝土的開裂對結構耐久性的影響成為不可避免的工程難題。裂縫不僅影響結構的外觀，更給使用者造成

2、心理恐慌;特別是對于水工鋼筋混凝土結構，與水直接接觸的構件很多，裂縫的存在容易導致構件內鋼筋銹蝕，也嚴重地影響著結構和構件的承載能力、耐久性，以及抗?jié)B性、抗凍性等性能。
　　 對于外荷載作用下鋼筋混凝土結構的裂縫問題，人們往往對三個方面的問題普遍關注，一個為裂縫的開裂荷載和對應開裂彎矩的大小，第二個為裂縫的發(fā)展及分布，第三個就是裂縫的寬度。截至目前，國內外對于預應力鋼筋混凝土靠船樁的研究甚少，關于靠船樁在船舶動荷載下的裂縫問題的

3、研究幾乎處于空白狀態(tài)。
　　 基于鋼筋混凝土結構裂縫的基本理論和鋼筋混凝土仿真分析原理，運用研究所涉及的接觸—碰撞理論、動力大變形理論、材料非線性理論，本文提出用單元刪除法來模擬預應力鋼筋混凝土靠船樁在外荷載下的裂縫，給出了單元刪除法實施的具體步驟和裂縫寬度的計算方法，并將數(shù)值模擬結果與試驗研究的結果進行對比分析。經過比選，采用JHC模型作為混凝土材料的本構模型，非常適合模擬動荷載作用下混凝土材料的彈塑性和粘性性質，可以模擬大應

4、變、高應變率和高壓作用下的混凝土材料的變形和破壞。最后證明，單元刪除法不僅可以真實形象地模擬荷載作用下靠船樁的開裂荷載、開裂位置、裂縫的發(fā)展分布及裂縫形態(tài)，而且通過計算可以得到在不同荷載下裂縫寬度的大小。
　　 基于材料的開裂韌性理論，對預應力鋼筋混凝土靠船樁進行了優(yōu)化設計。結果表明，運用較高的混凝土強度(C80)、較大的預張拉力（1.4倍的原設計值）、相對較高的配筋率(p=1.51％)對靠船樁試件重新優(yōu)化設計，能夠顯著地提高靠