：在分析 轴向力对桥梁桩基应变影 响规律 的基础上 ，提出在钢 筋混凝 土桩横截 面中心布 置无粘结 预应 力 钢筋(新型桩)以提高桩 的抗弯承载 能力 。为了解新型桩 的抗弯性 能 ，制作 17根新 型桩并对 它们进行 弯 曲试验 。 分 析新 型 桩 的 力 学 特 性 发 现 ：即 使 在 弯 矩 作 用 下 纵 向钢 筋 屈 服 ，桩 的 中 性 轴 也 在 不 断 地 靠 近 其 形 心 轴 ，由于 预 应 力 钢筋对桩产生较大 的轴 向压力 ，使得受压 区混凝 土对提高桩的抗弯强度 的贡献 增加 ；高强螺旋 箍筋 、碳纤维 布和填 充混凝土对混凝土 的约束作用提供 了足 够大 的侧 向约束 力 ，使得 桩 的抗弯 强度 大大 提高 。室 内弯 曲试 验结果 表 明 ，提 出的用碳纤维 布约束及混凝土填充 的预应力 钢筋混凝土桩 比传统 的混凝 土预制桩抗 弯承 载力大 。基 于研 究 结 果提出了确定新型桩弯矩 ～曲率关 系的解析方法 。研究证 明 ，如果采 用这种 新型 桩基础 ，即使 建在 易发生液 化 的软土地基上 ，桥 梁结 构在设计地震荷载作用下仍 有可能保持完好 。 关 键 词 ：桥 梁 工 程 ；预 制桩 ；高 强 混 凝 土 ；预 应 力钢 筋 ；碳 纤 维布 ；抗 弯 强度 ；弯 曲 试 验 中 图分 类 号 ：U448；U443．159 文 献 标 志 码 ：A 文 章 编 号 ：1671— 7767(2013)02—0041— 08 1 引 言 在混 凝 土 桥 梁 的抗 震 设 计 中 ，塑 性 铰应 布 置 在 桥墩 底部 ，而非桩 基 础上 ，以保 证桥 梁在 经历 大地 震 后能 够修 复 。然 而 ，如 果 混 凝 土桥 梁 建在 易 发 生 土 壤液 化 的地 层 (如 软 土 )之上 ，发 生 大 地震 时桩 基 础 的破 坏仍 难 以避 免 。如 1995年 日本 神 户地 震 时 ，建 在 吹填 地基 上 的很多 混凝 土预 制 桩基础 结 构物 就遭 到 了严 重 的破坏 。基 于 三维数 值模 拟 ，Uzuoka等人 提 出在 大地 震 中置 于液化 土层 中的预 制混 凝土 桩基 础破 坏 原 因是桩 的抗 弯 强 度 和 延 性 不 足 。 因此 ，为 了最大 限度 地保 持 结 构 震 后 的可 靠 性 ，同 时尽 可 能 减 少桥 梁 的维修 费 用 ，应 增 加 打 人 液 化 土 层 的 预 制 混 凝 土桩 的抗 弯强度 和 延性 。 在 日本 ，大 部 分桥 梁 的桩 基 础 由 于恒 载 引起 的 轴 向力 很小 ，随着弯 矩 增 加 中性 轴 会 逐 渐 靠 近截 面 受 压边 缘 。因此 ，即使 这些 桩 使 用 的混 凝 土 抗 压 强 度 在 100MPa以上 ，也 无法 使 桩 的抗 弯 强度 得 到 提 高 。本 文提 出一种 提高 钢筋 混凝 土桩 抗 弯强度 的新 方 法 ，即在 钢筋 混凝 土桩 横 截 面 中心 布 置 无 粘 结 预 应 力钢 筋 如 图 1所示 ，在较 小 轴 向力作 用下 ，由于 存 在 无粘 结预 应力 钢 筋 ，与传 统 的钢 筋 混 凝 土 桩 相 比，新 型桩 的 中性 轴 更 接 近 形 心 轴 。 因此 桩 的受 压 区横 截 面面积 增 大 ，提 高 了桩 的 抗 弯 强 度 。该新 型 桩 的混凝 土抗 压强 度 为 100MPa，纵 向钢 筋 屈 服 强 度 为 700MPa，横 向钢 筋屈 服强 度为 1450MPa，粘 贴碳 纤维 布 以 防止混 凝土 保护 层脱 落 。为进 一步 了 解该 新 型桩 的弯 曲特性 ，制 作试 验 桩 并 对 其 进 行 弯 曲试 验 ，基 于 研究 结 果 提 出确 定这 种 新 型 桩 弯矩 ～ 曲率关 系的解 析方法 。

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