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第43卷第3期Vol.43,No.3

2025年3月JournalofMunicipalTechnologyMar.2025

文章编号：1009-7767（2025)03-0183-09D0I:10.19922/j.1009-7767.2025.03.183

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*，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

中图分类号：TU473.1文献标志码：A

FiniteElementAnalysisofBendingStaticLoadTestofPHCPipePiles

LiMingyu,LiuMingdi?*,ZengShangwei,WanZhihui?,GuoYanwei?,ZhangBaopen

(1.TheSecondEngineeringCo.,Ltd.ofChinaRailwaySevenGroup,Shenyang110005,China;

2.SchoolofTransportationEngineering,NanjingTechUniversity,Nanjing211816,China)

Abstract:Prestressedhigh-strengthconcrete(PHC)pipepileshavehighverticalcompressivebearingcapacity.How-

ever,high-speedrailwaybridgesareoftensubjectedtohigh-speedtrains,horizontalseismicwaves,andwindloads

sothatgoodflexuralperformanceisrequired.Basedonthis,theABAQUSfiniteelementsoftwarewasutilizedto

conductnumericalsimulationsoftheflexuralperformanceofPHCpipepiles.Theeffectsofdifferentloads,restraint

forms,longitudinalreinforcementratios,stirrupreinforcementratios,andprestressapplicationontheflexuralper-

formanceofPHCpipepileswereanalyzed.Theresearchresultsindicatethatundersimply-supportedcon