桩基悬臂式挡墙在路基帮宽工程中的应用

研究目的:桩基悬臂式挡土墙充分利用了悬臂式挡土墙的构造简单、施工方便、自身重量轻的优点以及桩基础能够向深部地层传力的特点,能够较好地解决悬臂式挡土墙依靠增大基础底板尺寸来提高抗倾覆、抗滑移能力的问题,也消除了地基工后不均匀沉降对挡土墙变形稳定性的影响,但其计算方法目前尚未形成统一认识。本文参考铁路和港工等行业有关支挡及基础规范规定,深入探讨桩基悬臂挡土墙的基桩内力和变位分析方法、底板受力及内力分析方法、底板抗冲切计算方法等关键问题。研究结论:(1)基桩的内力计算和变位分析以结构单元为单位进行计算,把底板、基桩视为一个整体,在上部荷载和地基土的弹性抗力的作用下,底板、基桩、地基土协调变形,这种计算方法更能反映基桩的受力和变形情况;(2)基桩垂直挡土墙方向的间距对抵抗侧向变形影响尤为明显,因此墙趾、墙踵部位的桩至底板边缘的距离宜以满足最小构造要求为控制布桩条件;(3)底板受力分析采用替代框架法,极大的简化了计算,此计算结果是可靠的;(4)桩基悬臂式挡土墙能够避免挡墙基坑开挖、地基加固对既有路基稳定的不利影响,可大大降低施工对行车的干扰,综合经济技术效益高;(5)本研究成果可在地基承载力低、墙后施工空间受限条件下的支挡结构设计中推广使用。     

拱北隧道明挖基坑 富水软弱基底加固方案研究

拱北隧道是建设在建筑物密集区的软土地层中的宽体隧道。以该隧道海域明挖段超大基坑的基底加固方 式为研究内容,采用数值分析方法,对比分析满堂、裙边及抽条 3 种不同加固方式对基底沉降变形及围护结构受 力变形的影响,为隧道的基底加固方式比选提供参考。计算表明,所选节段满堂加固对基底的沉降及隧道结构的 变形控制效果更佳,对围护结构的受力影响不大;裙边和抽条的加固效果相近。因此,在不同地质条件下不同节 段可以通过数值计算较好地模拟比较不同的隧道基底加固方案对隧道结构稳定性的影响规律,并结合经济性指 标,选择最合理的加固方案。     

钢筋混凝土桥墩顶帽竖向开裂原因分析及加固对策

钢筋混凝土桥墩顶帽产生竖向裂缝的问题已经引起人们的注意。借助大型有限元程序ANSYS计算得到了竖向裂缝处的受力，并结合桥墩的实际运营状况对顶帽处竖向裂缝的内外因素进行了分析。在此基础上，通过计算，给出了碳纤维（CFRP）加固后桥墩顶帽的应力大小，确定了病害桥墩顶帽加固方案及预防措施，为钢筋混凝土桥墩顶帽的设计、施工提供参考。     

铁路边坡治理中框架梁的数值模拟研究

为解决普通分析方法计算框架梁在数学和力学上的局限性,利用模拟软件Ansys对某铁路工程中框架梁加固边坡进行了三维有限元模拟分析,并把模拟成果与原位测试结果进行了对比分析,总结出了框架梁在边坡加固中的受力模式及被加固边坡体的受力变形特征,进而提出了实际工程设计中应采取的相应措施。     

河茂线k37+994罗江桥浅基综合整治

本文分析了河茂线k37+994罗江桥浅基病害产生的原因,针对存在的问题提出了对桥墩基础进行防冲刷加固和对桥墩基底进行加固,提高基底的稳定性及承载力,以及对发生不均匀沉降出现倾斜的桥墩采用高压化学注浆进行纠偏的整治方案,通过对整治后桥墩的观察检测证明,罗江桥的浅基病害整治达到治标又治本的最佳效果。     

桥梁基桩动刚度影响因素分析

桩的动态特性反映了桩身混凝土的完整性和桩—土相互作用特性,利用机械阻抗法测定基桩激励和响应可以识别桩—土系统动力特性,估算承载力。本文首先建立了简化的摩擦桩动力解析模型,定性分析了不同参数变化对基桩动刚度的影响;其次,结合某高速公路特大桥若干桥墩基础的评估与加固,寻求基桩动刚度的合理下限值并以此初步评价基桩承载能力;继而建立了数值分析模型,通过测试数据对模型加以验证,并利用模型对动刚度影响因素进行了参数分析,参数对动刚度影响的趋势与解析解一致。针对本文工程案例,计算得到基桩动刚度合理下限为4.9 GN/m,当实测动刚度明显低于该值时,基桩承载能力偏低。通过对现场测试数据的统计分析,验证了该方法的合理性。     

填土和车载对桥墩桩稳定性的影响研究

在分析桥墩桩受力特征的基础上,应用极限平衡法和数值模拟方法,对填土荷载和汽车荷载作用下桥墩桩的稳定性进行了研究,分析了桥墩桩在复杂荷载下剪力和弯矩的变化及土体的变形特征,并对比分析了极限平衡法和数值模拟方法。得到以下结论:汽车荷载是影响桥墩桩稳定性的关键因素,在汽车荷载作用下桥墩桩的最大弯矩约为填土荷载作用下的10倍,剪力约为1.25倍,桥墩桩顶部地表变形约2.5倍;极限平衡法得到的结果较数值模拟方法偏安全,在相同的工况下,极限平衡法计算得到的最大弯矩约为数值模拟方法得到的最大弯矩的1.6倍,最大弯矩出现的位置相同,均为距离地表8 m处,而剪力值基本相当。     

倒L型钢筋混凝土桥墩刚节点结构设计研究

刚节点是倒L型桥墩结构受力的关键部位,但现行规范尚无刚节点构造细节和计算方法的详细规定。文章通过对倒L型钢筋混凝土桥墩刚节点结构的受力理论分析、刚节点开裂数值模拟、裂缝处理方案等多方面进行研究,提出倒L型钢筋混凝土桥墩刚节点结构优化设计建议。     

桥墩纵向水平刚度对桥上无缝道岔的影响

为了进一步研究桥上无缝道岔,通过计算,分析桥墩纵向水平刚度在连续梁桥上对钢轨、道岔、墩台等结构部件受力及变形的影响。本文采用ANSYS软件建立桥上无缝道岔的岔—桥—墩纵向相互作用一体化模型,并进行力学分析。研究结果是:随着连续梁桥桥墩刚度的增大,基本轨伸缩附加力减小,连续梁桥墩的纵向力增大;增大连续梁桥墩纵向水平刚度对铺设于其上的无缝道岔的受力与变形是有利的。     

基坑降水开挖对邻近高架桥梁桥墩的影响及控制对策

对某地铁车站基坑降水开挖对邻近高架桥墩的影响进行了分析研究。简要介绍了该地铁车站的工程概况,以地铁车站下穿临近桥梁桥墩部分为背景,采用考虑流固耦合作用的三维数值模拟方法。探讨了深基坑降水开挖对邻近桩基的影响规律,并对几种加固措施的位移控制效果进行了分析,结果表明:通过优化降水方案来控制邻近桩基变形的效果比较明显;隔离桩、主动区加固和被动区加固都能一定程度地抑制桩基的水平位移。     

跨度(55+88+55)m V形连续刚构桥基础刚度对整体结构的内力影响

V形墩连续刚构桥由于其优美的造型及较好的受力特点,在城市桥梁中得到越来越广泛的应用。结合西安地铁3号线(55+88+55)m V形连续刚构桥的设计实例,阐述该V形连续刚构桥主墩基础刚度的模拟方法及基础刚度对连续刚构桥内力的影响。特别是在矮墩连续刚构桥的设计中,通过合理地考虑基础刚度对总体刚度的影响将会直接关系到基础设计的经济性。     

湘黔铁路资水大桥冲刷稳定性计算分析

以湘黔铁路资水大桥为研究对象，就冲刷对铁路重力式实体桥墩稳定性的影响进行研究。采用弹性半空间地基模型分析基底冲刷淘空面积对桥墩稳定性的影响，并通过Matlab计算程序给出影响曲线表达式。通过曲线拟合出粒径和局部冲刷深度之间的关系。研究结果表明：基底冲刷淘空面积对桥墩稳定性各检算项目都有明确的影响，其中墩顶弹性水平位移和合力偏心矩较敏感，在基底冲刷淘空面积较小时率先达到最大容许值，此时二者对应的冲刷淘空面积占基底总面积百分比的最小值分别为14．3％和17．8％；当其他因素一定时，河床土粒径对局部冲刷深度有明显的影响，这种影响在粒径小于0．12m的范围内变化时最为强烈。分析结果反映出适当增大桥墩周围河床土粒径可以有效提高其冲刷稳定性。     

昆山南站站房改造工程对既有高铁桥梁安全影响分析

结合昆山南高架站站房改造工程,通过ABAQUS软件建立有限元实体分析模型,研究新建结构物对邻近高铁桥梁桥墩、基础承载力、变形的影响。通过数值分析,得出以下结论:(1)昆山南站新增建筑结构建成后,既有高铁桥墩墩身承载力、局部应力仍满足规范要求;(2)新建桩基从施工到上部荷载加载过程中,对邻近高铁桥既有桩基的摩阻力、剪力和弯矩影响不大,对桩身轴力,上部荷载加载后则有明显增加。桥墩发生向新增建筑区域倾倒的变形趋势,但桥墩墩顶水平位移和竖向沉降的变化值不大于控制限值1 mm;(3)水泥搅拌桩对地基有加固作用,但其施工时会对桥梁桩基产生不利影响,应保证搅拌桩与桥墩桩基有一定安全距离。     

桥墩及桩基形式对墩底平转施工转盘设计的影响

以新建福厦(福州—厦门)高速铁路17500 t转体刚构为背景,采用实体有限元方法分析了不同桥墩类型及桩基布置对墩底平转转体中转盘受力的影响,并对桥墩及桩基进行了优化。结果表明:实体墩对上转盘受力最有利,其次是空心墩,最不利的是双薄壁墩;增加墩底实体段能够有效降低空心墩、双薄壁墩上转盘的主拉应力;随着墩底实体段高度的增加,主拉应力降低的幅度逐渐变小;球铰正下方有桩基时对下转盘底部受力更加有利;距离球铰中心越远,桩基受力越小,适当增加中桩桩径,可使各桩基应力状态更加均衡。     

超大型深基坑对高速铁路桥墩稳定性影响分析

随着近邻高速铁路沿线房地产的开发,建筑基坑施工有可能影响到高速铁路桥梁、路基的稳定性,为了减小基坑开挖产生的不利影响,确保高速铁路行车安全,通过大型有限元软件计算以及现场位移、水位等实时检测手段进行稳定性分析,同时,研究了深基坑开挖及抽水过程对高速铁路桥梁桩基变形的影响规律及范围。结果显示,基坑自身的稳定性及其降水后的水位位置,对高速铁路桥梁桥墩的水平位移有着重要影响,且这种影响关系是复杂的,影响范围较大,因此,不能仅以基坑与高速铁路的距离是否在20m以上作为安全标准,而应根据基坑深度、大小以及需要降水的程度,结合其与高速铁路距离、地层土质力学参数等因素,综合评价其对高速铁路的影响。     

地铁隧道对邻近既有桥桩影响及施工方法优化

隧道开挖会对周边土层造成扰动,导致既有桥桩发生变形,从而影响桥梁的运营安全。以西安地铁3号线区间隧道为工程背景,采用FLAC3D数值模拟软件对比分析隧道不同施工方法对既有桥梁桩基的影响,并综合考虑各种因素,提出环形开挖预留核心土法作为该区间隧道的施工方法。通过现场监测分析表明,该施工方法能够有效降低地表沉降及对既有临近桥梁桩基的影响,对黄土地区该类隧道工程具有一定的借鉴价值。     

基坑开挖引起邻近高铁桥墩隆起变形实例分析

为了研究基坑开挖过程对邻近高铁桥墩竖向变形的影响,对2个邻近高铁桥墩的基坑工程实例进行实时自动化监测,在对施工内容与监测结果对应分析的基础上,采用基于叠加原理的薄层分层总和法编制高铁桥墩临近荷载竖向变形影响计算软件PIAS,对计算结果与监测数据进行对比验证。监测结果显示,由于基坑开挖的卸载效应,实例一基坑开挖引起既有高铁桥墩隆起变形1.12 mm,实例二基坑开挖引起既有高铁桥墩隆起变形3.10 mm;计算结果显示,实例一基坑开挖引起既有高铁桥墩隆起变形0.93 mm,实例二基坑开挖引起既有高铁桥墩隆起变形2.79 mm;计算值与监测值基本一致,表明高铁桥墩临近荷载竖向变形影响计算软件PIAS适用于基坑开挖过程对临近高铁桥墩隆起变形的影响计算。     

变截面双肢薄壁高墩基础约束刚度动力识别方法

以汝郴高速公路山店江大桥1号高墩为工程背景,基于Rayleigh能量法和South—well频率合成法导出变截面双肢薄壁桥墩结构复合振动基频计算公式,将基频表示成各惯性元和变形元所组成子系统的频率合成。在此基础上建立结构基础约束刚度识别方法,利用结构固有基频和地基约束刚度的关系,采用脉动实验测得桥墩2个不同施工阶段的振动频率,估算出基础约束刚度,并与设计值进行比较,为桥梁桥基~k_T-质量评估提供了科学依据。     

墩台基坑开挖过程中列车动载对路堤的动变形分析

大量新建桥梁桥墩基坑工程位于铁路路基保护范围以内,使得铁路不可避免地受到基坑开挖的影响,既有铁路的列车动载加剧这种不良影响。在基坑开挖过程中,为了确保邻近铁路的安全,以孙渡特大桥上跨丰洛铁路桥墩施工为背景,通过建立三维有限元数值模型,分析在客车和货车不同速度下邻近既有线的基坑开挖过程中路堤的动变形规律:随着基坑不断向下开挖,路基中心处的竖向动位移和水平向动位移均增大,且水平动位移增长率大于竖向动位移增长率。60 km/h客车和40 km/h货车动荷载下路基中心的竖向最大动位移分别为3.32 mm和3.42 mm,其他情况均大于3.5 mm。最后基于铁路路基动变形3.5 mm的控制标准,提出在基坑开挖过程中客车限速60 km/h和货车限速40 km/h的控制措施可行。     

黄土地区基坑近接施工变形控制标准数值模拟研究

为得到湿陷性黄土地区基坑近接既有地铁结构的位移规律和控制标准,基于西安地铁5号线车站基坑临近区间隧道和车站施工,采用数值模拟手段,分析不同净距状态下新建基坑开挖引起的地表位移、新建基坑结构位移及既有结构位移,研究新建基坑开挖对既有车站、既有隧道的影响。结果表明:地表沉降值仅在新建基坑与既有结构之间的范围受水平净距影响较大,新建基坑围护结构位移仅在与既有结构邻近的一端受净距影响较大;既有结构向着新建基坑方向发生整体水平移动,且随着净距减小,水平位移增加;应尽量避免净距小于12 m的情况,当净距为18 m时,应控制新建基坑与既有结构邻近侧围护结构的水平位移最大值在15 mm以内。