高桥墩-桩基结构体系屈曲的突变理论分析

在深入研究山区高桥墩-桩基结构体系屈曲机理的基础上,结合其工程特点,首先建立符合其工程特性的力学计算模型,引进突变理论与能量法原理,通过确定山区高桥墩-桩基结构体系的势函数和分叉集方程,建立山区高桥墩-桩基结构体系稳定性分析的尖点突变模型;然后通过分析山区高桥墩-桩基结构体系失稳条件,导出了高桥墩一桩基结构体系极限破坏荷载及其相应的墩顶水平位移计算公式;最后结合室内模型试验结果,对理论计算结果进行了对比分析.结果表明:试验结果与理论计算结果吻合较好,验证了该方法的合理性与可行性.     

桩柱式高桥墩桩基稳定性分析

基于桩柱式高桥墩桩基与一般桩基的差异,以及高桥墩桩基中桩、柱和土体共同工作的原理,建立了将桩和柱视为一个整体的分析计算模型。假设桩侧摩阻力随土层变化均匀分布,并假定桩侧土体地基反力系数随深度线性增加,由能量法得到了考虑高桥墩桩基中桩、柱材料和几何特性差异的桩土体系总势能,利用势能驻值原理导出相应的屈曲临界荷载和稳定计算长度。计算结果表明,通过改善土体性质,可提高桩柱式高桥墩桩基的稳定性能,但在柱桩刚度比较大,埋深较小时,其效果是有限的;高桥墩桩基的无量纲稳定计算长度随桩埋深的增加而增大;桩柱式高桥墩桩基可能存在一最优的柱桩刚度比,此时柱、桩、土三者共同作用体系最为协调。经与有限元数值分析结果比较发现,两者吻合很好。     

基于能量法的桩柱式高桥墩-桩基结构稳定性分析

在深入研究山区高桥墩—桩基结构屈曲机理基础上,首先,根据工程实际及桩柱式高桥墩—桩基结构平面受力模式,确定出符合工程特性的框架结构简化计算模型,其次,通过研究其失稳模式及内力计算方法,求得考虑高桥墩—桩基轴向变形的转角—位移方程,并结合能量分析方法建立桩柱式高桥墩—桩基结构平面内稳定性分析方法,然后,框架结构平面外受力特点确定出其稳定性分析力学模型,进而建立出考虑竖向荷载与水平荷载共同作用时高桥墩—桩基结构平面外稳定性分析方法,工程实例分析表明,考虑高桥墩与桩基共同作用的框架结构稳定系数比高桥墩框架结构稳定系数低,符合工程实际,表明了本文所建立方法的合理性与可行性。     

下穿公路对既有铁路桥梁位移与内力的参数敏感性分析

对下穿公路填方进行数值模拟,从桥墩水平位移、竖向沉降、桩基附加力等方面分析土体弹性模量、土体黏聚力、土体内摩擦角、软土厚度、公路填土高度、桥墩高度、铁路扣件参数等变化对既有铁路桥梁位移和内力的影响。结果表明,铁路结构水平位移对土体内摩擦角的变化最敏感,竖向位移对软土厚度、土体弹性模量、公路填土高度的变化较敏感,桩基附加力对公路填土高度的变化较敏感。     

新近填土场地构支架桩基配筋优化

通过室内模型试验和ABAQUS建立桩土模型，用不同弹性模量的模型桩模拟不同配筋率的桩基，试验发现桩基弹性模量对桩顶沉降、桩基轴力、侧摩阻力、中性点位置并无较大影响。由行业规范配筋要求与承载力计算公式，确定桩基配筋率与承载力的关系，分析在填土固结与桩顶施加水平荷载的条件下，桩基配筋长度对应力应变规律的影响，提出了关于新近填土场地构支架桩基的配筋优化建议。     

三维激光扫描技术在公路溶洞测量中的应用

某高速公路研究区发现溶洞与拟建高速公路某处桥墩相交,给公路工程建设带来较大安全隐患,为查清溶洞的形态、规模,采用三维激光扫描得到密集点云数据,再运用建模软件将点云数据逆向建立溶洞的三维模型。将溶洞三维模型与桥墩设计模型叠加,准确地分析了溶洞对高速公路的影响;将溶洞三维模型横、纵断面与桥墩横、纵断面进行叠加,准确量测出溶洞到桥墩桩基的距离,为桥墩桩基施工安全提供科学决策依据。     

桥侧大面积堆土致斜交梁桥倒塌事故分析

以杭州绕城高速上发生垮塌的斜交桥梁为案例，通过现场调查取证，获取了案例桥施工图纸、地质情况和现场的破坏信息。在此基础上，采用摩尔-库仑模型模拟土体的弹塑性性质，用实体单元来模拟盖梁、承台、桥墩、桩基等桥梁结构，用不同区域的均布荷载来模拟堆载作用，并且设置接触单元来考虑桩-土相互作用，模拟桩-土之间的滑移和分离，建立三维有限元模型。同时研究了土体的物理参数（淤泥层和亚黏土层弹性模量）、堆载高度和斜交角对桥梁结构的影响。研究结果表明：大面积堆土导致近堆土侧桥墩、桩基发生比远堆土侧更大的位移，对于斜交桥，该位移方向与两侧桥墩连线即盖梁的方向成一定角度，从而导致近侧桥墩、桩基在轴力、弯矩和剪力外，需要承受较大的扭矩；随着斜交角从0°增加到40°，近侧桥墩、桩基承受的扭矩持续增大，扭矩逐步成为控制桩基破坏的主要因素；堆载引起淤泥层的沉降会导致该部分土层产生较大的负摩阻力，进一步改变了桩身轴力的分布；土体的弹性模量、堆土高度对桥梁在堆载作用下的横向位移和内力有很大影响；杭州绕城高速垮塌的主要原因是在软弱层上堆土导致桩基发生压、弯、剪、扭破坏。     

铁路梁桥A形超高桥墩概念设计研究

为给铁路梁桥A形超高桥墩构造尺寸的拟定提供参考,对该类桥墩的概念设计进行研究。从构造细节出发,分析对A形墩受力特性及经济指标有重要影响的设计参数,并利用ANSYS参数化设计建模平台对主要设计参数的合理取值进行优化设计分析,在此基础上总结各种墩高条件下A形墩的设计步骤和设计原则。研究结果表明:A形桥墩适用于墩高大于100m的铁路桥梁;调整A形墩单柱墩体坡率和两支腿底部横向中心间距可在不增加墩身混凝土体量的同时,显著提高A形墩横向刚度;A形墩墩顶、支腿顶、支腿底截面尺寸对A形墩经济性影响显著,应根据构造和强度要求优化设计。     

一座钢人行桥优化设计

对一座钢人行天桥的原始设计图纸进行优化设计。为减少原设计用钢量,采用M idas建立4种模型进行结构优化设计分析。通过对各模型位移、应力、结构基频的比较后,决定采用既减小主梁钢板厚度,又在桥墩中灌注混凝土的方案。优化前、后的主梁位移及基频均相近,但承载能力极限组合下的最大主应力明显变小。与原设计相比,优化设计节约用钢量29%。     

桥墩破冰体的材料选取的试验研究

为了减小春季流冰时冰排对桥梁结构的破坏,探讨比较适于应用在破冰体的材料.该文通过LS- DYNA显示动力分析软件建立了流冰对桥墩撞击力的有限元计算模型.探讨了破冰体弹性模量与密度的改变对冰排和桥墩的撞击力的影响,并同时比较了用几种材料建造的破冰体的防撞效果的好坏.提出了破冰体的弹性模量的提高会使冰和桥墩的撞击力增大,而...     

钢管混凝土叠合柱式桥墩考虑桩土作用的地震效应分析

为减小桥墩阻水面积,南水北调中线工程跨主干渠大油村北桥中墩墩身采用圆形钢管混凝土叠合柱,以避开阻水超限的普通钢筋混凝土桩柱式结构。探讨考虑桩土相互作用的三种模型并对计算结果进行了对比分析。发现等效三弹簧模型能较好地模拟桩土相互作用下桩基的地震反应,同时说明叠合柱能以较小的直径满足既定承载能力的要求,比普通钢筋混凝土桩柱式结构具有更好的经济性和抗震性能。     

大跨桥梁高桩承台深水基础施工技术

丹江口二桥是跨越南水北调工程——丹江口水库的一座特大桥,桥跨布置88.0m+150.0m+150.0m+88.0m,为预应力混凝土连续梁桥。桥墩基础为高桩承台,常年水位深达52.0m。2#墩桩长64m,桥面到桩底高度达到105.446m。该文介绍了该桥2#墩深水基础施工的主要过程。     

中日桥梁抗震设计规范中群桩基础设计的比较研究

该文比较了中国和日本两国桥梁抗震设计规范中群桩基础的抗震设计方法,并结合一座连续梁桥分别采用中日规范进行抗震分析与比较。中国规范要求桩基在地震中保持弹性工作状态,而日本规范允许桩基在特殊情况下塑性屈服;中国规范对群桩基础仅进行强度指标验算,而日本规范对强度、位移或转角进行验算;中日规范的群桩基础抗震计算方法基本相同。实例计算表明:对于桥墩的地震需求,"日本规范"明显比"中国规范"大;但对于群桩基础的地震需求,当桥墩屈服后,基本一致;基础的转角不控制设计。     

滨海特大高架桥梁抗震优化设计

为研究滨海特大高架桥梁地震反应性能,分析下部结构的影响,优化桥梁设计,为工程抗震设计提供参考.以工程实例为对象,建立三维动力模型,分析不同墩柱尺寸和桩基方案对桥梁地震反应的影响,并对桥梁进行延性抗震设计验算.结果 表明:随着墩柱尺寸和桩基数量增加,虽然其自身承载能力会变大,但同步地震反应也会增大;因此,需要选取经济合理的截面尺寸和桩基数量;根据分析选取的两项设计参数,在地震作用下,可以很好的满足延性抗震设计要求.     

高承台嵌岩灌注桩屈曲稳定分析的能量法统一解及工程应用

为探讨桥梁工程中高承台嵌岩灌注桩的屈曲稳定特性,假定桩侧地基反力系数呈非线性的幂分布,基于弹性地基梁理论建立桩土体系总势能方程,采用最小势能原理导得桩身屈曲临界荷载与计算长度统一法解答,并据此讨论了地基反力分布、桩身自重、桩侧摩阻力及桩顶自由长度等对桩身屈曲稳定的影响规律。工程应用结果表明,考虑地基反力的复杂分布时,桩身屈曲分析结果更趋合理。     

溶洞地区桥梁桩基持力层补强技术

龙岗河中桥两侧拓宽新建桥梁为4×21.6 m简支T梁,拓宽的两座桥梁共有桩基21根,桥台下桩径为1.2 m,墩柱下桩径为1.5 m,C25混凝土,钻孔灌注嵌岩桩。由于溶洞分布复杂,以及前期勘察、设计原因,导致部分桩基施工完成后发现桩底持力层存在尺寸大小不一的溶洞。为了确保桩基质量和桥梁的使用安全,对溶洞净高大于1.5 m的桩重新钻孔成桩,穿过溶洞将桩底置于完整的基岩上。对持力层内溶洞净高小于1.5 m的桩底溶洞采用钻孔高压切割压浆处理,将桩底层溶洞充填物清除并回灌高强度水泥浆。该文主要对桩基施工完成后持力层内出现溶洞的原因进行了分析,并介绍了处理方法;还详细介绍了溶洞净高小于1.5 m的钻孔高压切割注浆补强方法、工艺、效果等。     

株洲清水塘大桥双层钢桁拱桥下部结构设计

本文结合株洲清水塘双层桁架拱桥工程,详细分析讨论了主桥下部结构的设计要点,在水位落差大、阻水率要求高、船舶撞击作用、外形景观美观、拱桥施工工艺等外部条件限制下,对桥墩桩基承台布置、受力模式、构造细节等进行了深入研究,介绍了设计的方法和内容,总结归纳了特大跨径跨江桥梁下部结构设计经验。