92 力 学 3)推出试验 2 加至1.7倍工作荷载后，试件未达到破坏而后 式中：k,为考虑泥皮效应的折减系数。无泥皮时 继续增加至最终荷载（增大轴力试验），5次推出试验 ky=1:有泥皮时kN≤1：k为考虑剪力环加固 均表明，压弯剪钢管复合桩推出试验最终破坏位 效应的修正系数。无剪力环时k,=1:有剪力环时 置为试件与承台连接处，钢管屈曲破坏如图8所示 k≥1：k,F为考虑防腐涂层的折减系数。无防腐 M 涂层时k,=1:有防腐涂层时kF≤1（针对本次模型 钢管 试验所采用的防腐涂层材料及施做工艺) 根据港珠澳大桥的工程设计，钢管复合桩内部 承台 医曲破场 存在泥皮、剪力环和防腐涂层，由于钢管对混凝土 有环箍效应，k=1.023,因此设计时可取k=1,即 认为存在剪力环的情形，泥皮和防腐涂层的存在使 图8推出试验示意图及试验破坏形式 得钢管复合桩的抗压刚度不低于钢管和混凝土抗 Fig 8 Push out test and damage form 压如度之和. 通过对荷载滑移曲线（如图9）进行分析，确定 222抗营刚度 冬组推出试桩的初始滑移荷载及粘结破坏荷载，此 在考虑国内外相关现行规范和设计计算常采 5根钢管复合桩的初始滑移荷载范围在30OkN 用的钢管复合桩刚度计算方法的基础上，结合本次 400kN 钢管复合桩模型试验，研究泥皮、剪力环、防腐涂 根据试验结果研究分析得出试件钢管与混凝 层对其抗弯则度的影响，给出考虑泥皮、前力环 土的极限粘结强度值为0,242MPa0.404MPa。 防腐涂层影响的钢管复合桩抗弯刚度计算公式： 当P≤0.8~1.0F时： EI=kE,l,+kE。 (3a 当0.81.0F<P≤17F时 El=k E1+kEI (3h 式中： P为试验施加荷载 F为钢管复合桩工作有 载：入为考虑荷载水平效应的系数：人，为考虑钢 管复合桩使用寿命的折减系数。海洋环境中主要考 虑钢管的长期腐蚀问题，由腐蚀后利余壁厚与原设 计壁厚钢管的惯性矩之比确定。为考虑泥皮、防腐 涂层、剪力环的影响系数：其中： 图9荷载滑移曲线对比 Fig9 Load-slide curve comparison k=kN·k·kE (4) 2.2钢管复合桩刚度计算方法 式中：ky为考虑泥皮效应的折减系数。无泥皮时 2.2.1抗压刚度 =，有泥皮时kx≤1：k,为考虑剪力环加强 钢管复合柱轴压刚度计算公式 太的修正系 无剪力环时=1,有剪力环 EA=knE,A,+ k≥1：kF为考虑防腐涂层的折减系数，无防腐 式中：k为考虑钢管复合桩使用寿命期间的刚度 涂层时kF=1,有防腐涂层时kF≤1。 折减系数。在海洋环境中主要考虑钢管的长期腐蚀 根据工程设计，钢管复合桩内部存在泥皮、剪 问题，由腐蚀后剩余厚度与原设计厚度比值确定： 力环和防腐涂层的情形，由于钢管对混凝土有环箱 k为考虑泥皮、防腐涂层、剪力环的综合影响系 效应，根据试验结果，可以总结出钢管复合桩的抗 弯刚度计算参数如表3所示。 数：其中： C)1994-2019 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved. http://www.cnki.ne 92 工 程 力 学 3) 推出试验 加至 1.7 倍工作荷载后，试件未达到破坏而后 继续增加至最终荷载(增大轴力试验)，5 次推出试验 均表明，压-弯-剪钢管复合桩推出试验最终破坏位 置为试件与承台连接处，钢管屈曲破坏如图 8 所示。 图 8 推出试验示意图及试验破坏形式 Fig.8 Push out test and damage form 通过对荷载-滑移曲线(如图 9)进行分析，确定 各组推出试桩的初始滑移荷载及粘结破坏荷载，此 5 根钢管复合桩的初始滑移荷载范围在 300kN~ 400kN。 根据试验结果研究分析得出试件钢管与混凝 土的极限粘结强度值为 0.242MPa~0.404MPa。 推出荷载 N/kN 图 9 荷载-滑移曲线对比 Fig.9 Load-slide curve comparison 2.2 钢管复合桩刚度计算方法 2.2.1 抗压刚度 钢管复合桩轴压刚度计算公式： EA k EA k EA   ys s s yc c c (1) 式中： ys k 为考虑钢管复合桩使用寿命期间的刚度 折减系数。在海洋环境中主要考虑钢管的长期腐蚀 问题，由腐蚀后剩余厚度与原设计厚度比值确定； yc k 为考虑泥皮、防腐涂层、剪力环的综合影响系 数；其中： yc yN yJ yF k k kk    (2) 式中： yN k 为考虑泥皮效应的折减系数。无泥皮时 yN k =1；有泥皮时 yN k ≤1； yJ k 为考虑剪力环加固 效应的修正系数。无剪力环时 yJ k =1；有剪力环时 yJ k ≥1； yF k 为考虑防腐涂层的折减系数。无防腐 涂层时 yF k =1；有防腐涂层时 yF k ≤1(针对本次模型 试验所采用的防腐涂层材料及施做工艺)。 根据港珠澳大桥的工程设计，钢管复合桩内部 存在泥皮、剪力环和防腐涂层，由于钢管对混凝土 有环箍效应，kyc=1.023，因此设计时可取 kyc=1，即 认为存在剪力环的情形，泥皮和防腐涂层的存在使 得钢管复合桩的抗压刚度不低于钢管和混凝土抗 压刚度之和。 2.2.2 抗弯刚度 在考虑国内外相关现行规范和设计计算常采 用的钢管复合桩刚度计算方法的基础上，结合本次 钢管复合桩模型试验，研究泥皮、剪力环、防腐涂 层对其抗弯刚度的影响，给出考虑泥皮、剪力环、 防腐涂层影响的钢管复合桩抗弯刚度计算公式： 当 P F ≤ 0.8 ~ 1.0 时： E ws s s wc c c I k EI k EI   (3a) 当0.8 ~ 1.0 1.7 F  P F ≤ 时： E ws s s wc c c I k EI k EI    (3b) 式中：P 为试验施加荷载；F 为钢管复合桩工作荷 载； 为考虑荷载水平效应的系数； ws k 为考虑钢 管复合桩使用寿命的折减系数。海洋环境中主要考 虑钢管的长期腐蚀问题，由腐蚀后剩余壁厚与原设 计壁厚钢管的惯性矩之比确定。为考虑泥皮、防腐 涂层、剪力环的影响系数；其中： wc wN wJ wF k k kk    (4) 式中： wN k 为考虑泥皮效应的折减系数。无泥皮时 wN k =1，有泥皮时 wN k ≤1； wJ k 为考虑剪力环加强 效应的修正系数。无剪力环时 wJ k =1，有剪力环时 wJ k ≥1； wF k 为考虑防腐涂层的折减系数，无防腐 涂层时 wF k =1，有防腐涂层时 1 wF k ≤ 。 根据工程设计，钢管复合桩内部存在泥皮、剪 力环和防腐涂层的情形，由于钢管对混凝土有环箍 效应，根据试验结果，可以总结出钢管复合桩的抗 弯刚度计算参数如表 3 所示。 压曲破坏