摘要
混合配筋预应力混凝土管桩（PRC管桩）是在预应力混凝土管桩（PHC管
桩）的基础上加入非预应力钢筋来提升管桩的水平承载力。目前对PRC管桩在
轴力下的抗剪、抗弯性能研究较少，并且规范明确指出轴力对管桩的抗剪性能有
积极的影响，但规范公式对此却没有体现，因此本文对PRC管桩在不同轴力下
进行抗剪及抗弯试验、有限元分析以及理论分析，提出了考虑轴力等因素影响的
PRC管桩的抗剪及抗弯性能计算公式，本文主要研究工作及结论如下：
（1）对2根PRC管桩进行抗剪试验，分析轴力对管桩的开裂荷载、裂缝开
展情况以及抗剪刚度的影响，研究管桩在极限荷载下的情况。结果表明：PRC
管桩开裂后，撤去竖向荷载，裂缝闭合，管桩有一定的残余变形，但变形较小，
后续重新加载也不会影响其抗剪承载力，这对实际工程来讲，当PRC管桩受到
水平荷载时，若桩身未达到抗裂剪力，撤去水平荷载，管桩变形可以恢复，且对
管桩的抗剪承载力不会产生明显的影响。轴力增加，提升了PRC管桩的开裂荷
载，限制已开裂部位裂缝长度与宽度的发展,管桩的抗剪刚度略有增加，减小了
管桩的残余变形。
（2）对2根PRC管桩进行抗弯试验,分析轴力对管桩的开裂荷载、裂缝开
展情况以及抗弯刚度的影响，研究管桩的承载力情况。结果表明：PRC管桩开
裂时，撤去竖向荷载，裂缝闭合，管桩有一定的残余变形，但变形较小，后续重
新加载也不会影响其抗弯承载力，这对实际工程来讲，当PRC管桩受到水平荷
载时，若桩身没有达到开裂弯矩，撤去水平荷载，管桩变形可以恢复，且对管桩
的抗弯承载力不会产生明显的影响。轴力增加，提升了PRC管桩的开裂荷载，
限制已开裂部位裂缝宽度与长度的发展，减小了管桩的残余变形和抗弯刚度。
（3）通过有限元软件ABAQUS建模，对PRC管桩的抗剪性能进行模拟，
研究不同轴力下剪跨比对管桩抗剪性能的影响。模拟结果表明：相同剪跨比下，
轴力对管桩的开裂荷载与承载力会有较大的影响，对管桩抗剪刚度也会有影响，
不同剪跨比下轴力产生的影响并不相同。而且，轴力与剪跨比还会影响管桩的开
裂情况及破坏类型。
（4）通过有限元软件ABAQUS建模，对PRC管桩的抗弯性能进行模拟，
研究不同轴力下预应力钢筋直径、非预应力钢筋直径、桩身预应力对管桩抗弯性
能的影响。模拟结果表明：轴力的改变、预应力钢筋直径的改变、非预应力钢筋
直径的改变以及桩身预应力的改变，均不会影响PRC管桩的开裂位置以及最终
I
的破坏形态。轴力对管桩的开裂荷载以及承载力都有很大的影响，并且对管桩抗
弯刚度会有影响。轴力相同时，提升预应力钢筋直径对管桩的承载力提升最为明
显，开裂荷载只与管桩桩身预应力有关系。
（5）根据试验数据和模拟结果进行理论推导，以一些现行规范公式为基础，
提出了考虑轴力作用时的PRC管桩抗裂剪力公式、受剪承载力设计值公式、开
裂弯矩公式、受弯承载力设计值公式。公式计算值与试验数据、模拟数据、文献
数据相比吻合良好，相比于规范公式，更加准确，离散程度更加小，更合理。
关键词:PRC管桩、轴力、抗剪性能、抗弯性能、计算公式
II
ABSTRACT
Prestressedconcretepipepileswithhybridreinforced(PRCpipepiles)isbased
onprestressedhighstrenghconcretepipepiles(PHCpipepiles)withnon-prestressed
reinforcementtoenhancethehorizontalbearingcapacityofthepipepile.Atpresent,
thereislittleresearchontheshearandbendingresistanceofPRCpilesunderaxial
force,andthecodeclearlypo