波浪荷载作用下跨海桥梁群桩基础方案研究

针对波浪荷载作用下跨海桥梁群桩基础的设计问题,以平潭海峡公铁两用跨海大桥主桥为工程背景进行了群桩基础方案的数值模拟分析。首先,建立全桥有限元模型计算上部结构对基础的作用力;其次,建立了4种不同群桩基础方案的有限元模型,分别采用Morison方程和绕射理论计算桩基、承台和围堰受到的波浪荷载,并分析了各群桩基础方案在波浪荷载作用下的受力性能;最后,通过比较不同设计方案的工程量及施工可行性,给出了较优的设计方案。研究结果表明:波浪荷载对跨海桥梁围堰设计及施工的影响尤为显著;承台高程提高后可以有效减小围堰承受的波浪荷载,降低施工难度与风险;承台高程提高后采用增大桩径的方法,可以有效改善基础受力性能,减少工程量,控制工程投资。     

盾构隧道穿越河道施工对桥梁基础的影响分析

某市地铁1号线盾构隧道近距离穿越一座跨河桥梁,隧道近距离施工可能引起地层发生变形,导致既有桥梁桩基产生附加内力和变形,影响既有桥梁结构的正常使用.采用 ANSYS有限元方法建立三维非线性模型对盾构穿越河道施工进行动态模拟,并从地表沉降形态、桥梁桩基的位移和倾斜变化等方面进行了分析.计算结果表明,地铁一号线过河段施工会导致地表和桩基产生一定沉降,桩基还会产生倾斜,但管片的轴力和弯矩均在合理的范围内,能确保桥梁整体安全性.     

基于柔度系数求解桥梁桩基对桥墩约束刚度的有限元数值分析

以桥梁桩基础为研究对象,基于弹性地基梁"m"法理论,通过柔度系数提出桥梁桩基础对桥墩约束刚度的有限元数值计算方法,探讨桩基有关参数诸如桩径、入土深度、地面以上长度、地质条件以及桩数对约束刚度的影响规律。研究结果表明:本文结果对桥墩设计、桥墩承载能力与桥墩抗震防灾能力评估具有一定的指导意义。     

基坑及群桩基础施工对邻近地铁盾构区间的影响

随着城市建设步伐的加快,越来越多的建(构)筑物施工会对已建成的地铁结构造成影响,为了研究新建明挖基坑及群桩基础对邻近既有地铁区间的影响,依托长沙市黎托生态公园基坑项目,利用有限元计算软件建立基坑与相邻地铁2、4号线的三维数值模型,模拟公园基坑开挖及桩基施作至公园运营阶段桩基承载的全过程,得到公园基坑及群桩基础施工对既有地铁区间隧道的影响。此外,针对施工过程中可能出现因地层变化引起的桩长调整,对不同长度桩基础对地铁区间隧道的影响进行趋势分析。研究结果表明,基坑及桩基础施工过程对地铁区间的影响可控,当桩底超过区间结构顶部时,桩长改变对地铁区间的影响变化不大。     

考虑边坡效应的铁路桥墩桩基力学行为分析EI北大核心

研究目的:为了顺应线路需要,高原地区修建的大量桥梁桩基工程处于高陡边坡之上。处于边坡上的桥墩桩基础由于边坡土体水平抗力对桩身影响而受力复杂。本文基于非线性有限元软件平台,结合黄土边坡上修建的铁路桥梁算例,建立考虑材料和桩土接触非线性影响的边坡—承台—桩基系统力学分析模型,目的在于从系统承载力、变形和应力等多方面研究边坡—承台—桩基系统在恒载和组合荷载工况下的力学行为。研究结论:通过对桥梁算例的分析,得出:(1)对于边坡上的桩基础桥墩,边坡水平抗力对桩基受力影响较大,桩基位移和应力均呈现出沿坡向的非均匀性;(2)对于多地层边坡,桩基位移和应力在土层分界处存在突变,桩基在分层部位存在受力不利区域;(3)本文研究方法和结论可为边坡上修建的桥梁桩基础的设计和力学分析提供理论借鉴。     

超临界桥桩基施工对既有隧道影响数值与实测分析

某新建立交桥多次跨越地铁盾构区间隧道,其桩基基础工程离盾构隧道结构较近,属于近接施工。在新建立交桩基施工过程中,由于钻孔扰动、施工荷载等因素会引起地层产生移动和变形,导致附存于地层中的区间隧道结构随之发生移动和变形。通过数值模拟,分析桥梁桩基施工对隧道结构的内力及位移影响,进一步对桥梁设计及施工方案进行优化,以减小近接施工的影响,规避一定量风险。通过数值模拟软件Midas/GTS计算得出的管片位移、盾构隧道拱顶最大沉降变形与径向收敛变形均未超过控制标准,其模拟计算结果与现场监测数据基本相符。     

地下水热效应桩基试验装置的研究和应用

为研究地下水对冻土地区桩基础的影响,针对现有冻土桩基试验设备的不足,对加载系统、位移采集系统等加以改进,并利用可调发热电阻作为热源,研制一套能够模拟地下水热效应的室内桩基模型试验装置,通过标定试验,确定装置模拟地下水热效应时的各项参数。利用该装置,开展不同地下水位置、有无地下水工况下的桩基承载力试验,对地下水热效应对单桩极限承载力的影响进行分析,其试验结果能够与理论模型计算较好的吻合,装置能够良好模拟地下水热效应。     

高速铁路采空区桥基沉降变形数值模拟分析

通过对采空区桥梁群桩基础沉降进行数值模拟,分析采空区桩基在荷载作用下变形过程及特点,揭示不同工况下的基础变形规律。研究结果表明,基础沉降满足规范要求,沉降主要集中在浅层土地层中;桩间土与桩顶沉降均匀;采空巷道顶板的沉降与地基其他部位沉降基本一致,桩基能够有效限制采空巷道顶板的变形。     

兰州轨道交通1号线被动式桩基托换技术的应用

以兰州轨道交通1号线穿越既有桥梁鱼儿沟桥工程为研究背景,首先采用MIDAS-Civil软件对其进行数值模拟,分析托换前后既有桩与托换桩的轴力变化规律及桩基竖向位移的变化;并进行室内模型试验,探讨桩基的承载性能。结果表明:桩基竖向位移最大值发生在托换后且同时截断两根桩的托换承台上方;托换桩荷载分担比随着距离既有桩的位置由近至远依次为29.3%、19.8%,既有桩所在位置处荷载分担比为40.6%;拉应力最大值出现在截断一根桩的位置处,为1.69 MPa;数值模拟承台荷载分担比约为14.3%。室内模型试验中,荷载分担比范围为14.1%～14.85%。     

铁路桥梁群桩基础沉降性状与计算分析

分析了桥梁群桩基础的沉降性状,讨论了沉降计算的常用计算方法和特点,并研究了工后沉降计算,给出了工程算例。理论和实践表明,采用铁路规范法结合有限元数值分析计算铁路群桩基础沉降是合理可行的。     

饱和黄土区地铁隧道穿越桥梁桩基托换技术研究

在城市轨道交通中,地下工程往往需要穿越上部建筑物,为了保证建筑物安全正常使用,托换技术已成为解决城市建设施工的一种有效方法。在饱和黄土地区,由于黄土特殊的工程性质,桩基托换工程实例相对较少。以兰州市轨道交通1号线地铁隧道下穿既有市政桥梁为工程背景,详细介绍桩基托换设计方案,并建立三维有限元模型,进行数值分析。研究隧道开挖和切桩过程中地表沉降、桩基沉降和托换桩基受力机制,验证托换方案的可行性。研究结果表明:地表最大沉降为10.5 mm,桩基最大沉降量为9.7 mm,相邻桩基沉降差最大值为2.2 mm,满足相关规范要求。托换后桩底轴力为1 143.9 k N,小于单桩设计承载力4 739 k N,在初始阶段、新增承台及桩基、切除左右隧道内桩基及最后阶段衬砌左右隧道,托换桩基承载力均满足要求。     

岩溶区高铁桥梁桩基沉降计算及参数影响分析

本文结合郑徐客专徐州特大桥工程,对桥梁桩基础下伏土层厚度和下伏层溶洞直径对群桩基础沉降影响进行分析。结果表明,群桩沉降变形主要由桩端下卧土层的压缩引起,下卧土层越薄沉降越小;溶洞孔径的大小对群桩基础总沉降影响不大;当相邻两墩台分别采用摩擦桩与嵌岩桩作为基础形式时,嵌岩桩的工后沉降远小于摩擦桩的工后沉降。因此,有必要对坐落于软土地基上摩擦型群桩基础进行加固处理,以满足工后差异沉降要求。     

地铁列车振动对沪闵高架桩基的影响分析

上海轨道交通1号线某区间U型槽段紧邻沪闵高架2号匝道,列车引起的振动几乎未经地层吸收即传到高架桥桩基。通过数值分析,研究了地铁列车振动对沪闵高架2号匝道桩基的动力影响,获得了列车荷载作用下沪闵高架2号匝道桩基的运动规律。     

浅谈旋喷桩在铁路桥梁基础加固中的应用

研究目的：通过工程实例的综述，阐述旋喷桩的应用范围、加固原理及其设计、施工中应注意的事项。进一步论证旋喷桩是适宜既有线使用，技术可行、经济实用、便于施工、效果明显的基础加固方法。 研究方法：紧紧围绕既有运营线的特点，采用综合分析、理论计算及实例验证，从技术性、经济性、施工对既有桥梁基础的安全影响性及加固效果等多个方面进行比较，使研究结论可信、加固效果可靠。 研究结论：旋喷桩作为一种基础加固方法，是既有运营线桥梁基础加固中适用性较广、施工较为方便、对既有基础影响较小、加固效果较好、较为经济的一种加固方法，有必要进行更加深入的研究。     

青藏高原多年冻土地段灌注桩混凝土的研究和对策

研究目的:针对青藏高原多年冻土地段建设铁路、公路遇到桥跨结构混凝土灌注桩基强度的发展,耐久性和热传递对冻土结构扰动的技术难题等情况,提出相应对策。研究方法:对青藏公路桥基混凝土的耐久性破坏进行调研、室内模拟试验、现场暴露试验及清水河、昆仑山口桩基试验。研究结果:青藏公路冻土地段桩基混凝土长期处于恒负温下,硬化强度达不到设计等级;耐久性破坏主因是正、负温频繁交替引发冻融破坏,未发现有硫酸盐侵蚀破坏迹象;混凝土初温和水化热使界面冻土结构破坏,较长时间后,界面冻土才能回复到原始冻结状态。研究结论:掺用引气减水剂或早强引气减水剂拌制低温早强耐久混凝土可以满足对于混凝土灌注桩强度、耐久性和冻土结构稳定性的要求。若采用负温(-5~-20℃)混凝土方案时,须注意抗冻剂可能产生对界面冻土结构稳定性和环保的负面影响。     

潮流作用下群桩局部冲刷试验研究

在分析和评价国内外研究进展的基础上,建立潮流作用下群桩局部冲刷动床物理模型,进行70余组试验,观测在不同的水文条件、工程地质条件下的群桩冲刷情况,研究潮流作用下群桩局部冲刷的形成过程和机理,分析潮汐往复水流与单向恒定流分别作用下桥墩局部冲刷深度的相关关系;通过分析试验数据推求潮汐水流作用下桥墩局部冲刷深度的计算方法。     

一种桥梁桩基础空间刚度的模拟方法

为了准确模拟桩基础对桥梁结构的空间约束,在总结常用桩基模拟方法的基础上,提出一种新的等效结构来模拟群桩基础的空间刚度,然后采用基于WinKler假定的"m法",根据"柔度相等"的原则,推导出这种等效结构的相关参数,最后通过与常用模拟方式比较验证的方式,验证这种等效结构的准确性。研究表明:该种虚拟结构构造简单、建模方便,能够模拟桩基础的空间刚度,满足工程设计要求。     

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。     

地铁区间隧道下穿桥梁大轴力桩基托换设计与施工

西安北客站至机场城际轨道项目全长27.33 km,其中机场站站后折返线区间隧道长256.45 m,该段暗挖隧道下穿机场T3A航站楼主线桥桩基,采用桩基托换处理。被托换的既有桥梁部为异型钢筋混凝土连续箱梁,受力复杂,结构变形敏感;桥面最大宽度35 m,桥墩墩底轴力近13 000 k N;新建托换梁跨度大于20 m,采用预应力混凝土结构,如此大跨度、大轴力的桩基托换工程实例很少。以T3A航站楼桥梁大轴力桩基托换设计为依托,通过对托换方案、关键连接节点、荷载转移机理的分析、研究,详细介绍大轴力桩基托换思路、托换梁设计、托换体系转换,给出托换关键节点的施工方案及监测技术要求,可为类似工程提供借鉴。