冲刷条件下既有桥梁桩基础工作性状研究进展

水流冲刷可导致桥梁桩基础周围土体受到侵蚀,其后果轻则降低桩基础承载力,重则导致整座桥梁坍塌。尽管有关桥梁桩基础冲刷的研究很多,而涉及如何评价冲刷对桥梁桩基础承载性状影响的研究却较少,但正在受到学术界与工程界的高度重视。在分析由冲刷引起桥墩、桥台及桩基病害的基础上,重点从理论分析、数值模拟、模型试验等方面评述冲刷条件下,桩基水平和竖向承载性状的研究现状与进展,认为急需更多系统性的研究以探求合理的理论分析方法。因而,有必要进行大量的数值模拟和模型试验甚至是现场试验来研究桩基的冲刷性状,进而为找到分析冲刷对整座桥梁结构安全性能影响的实用评估方法提供理论基础。     

既有铁路浅基桥墩的加固设计和施工技术

青海省东部湟水河一既有铁路浅基桥墩受常年流水冲刷影响基础和桥墩局部冲刷严重,导致河床对基础的约束强度降低,桥墩自振频率和横向振幅超限,横向刚度严重不足。据此,提出对既有基础底部进行注浆处理,增补桩基和外包钢筋混凝土加固既有桥墩的方法,介绍了主要加固设计内容及主要工序的施工技术。通过理论分析可知该加固设计对于提高桥墩横向刚度和自振频率有显著效果,可为既有铁路浅基桥墩及相关结构的加固提供参考。     

铁路桥梁基础受冲刷对桥墩自振特性的影响分析

以城鸡线2K+614 m桥5号桥墩为研究对象,通过挖开桥墩基础周围覆盖层土体的不同厚度模拟基础受冲刷程度,运用冲击振动试验法进行桥墩自振特性测试,分析桥梁基础受冲刷对桥墩自振特性的影响。结果表明:桥墩基础周围覆盖土层厚度的减少会降低桥墩的自振频率,并使桥墩的刚体摆动趋势增强;减少的土体越靠近地面对桥墩自振频率的影响越大。采用弹性系数模拟桥墩基础周围土体对桥墩的约束,建立有限元模型,并通过改变弹性系数值模拟覆盖土层厚度变化对基础的约束影响,分析基础在不同冲刷程度下桥墩自振特性的变化规律。用有限元法、能量法和回归法分析覆盖土层厚度变化对桥墩自振特性影响的结果与实测结果的比较表明:有限元法比能量法和回归法能更好地预测基础受冲刷对桥墩自振特性的影响。     

地铁下穿黄河线路工程设计探讨

兰州地铁1号线两次盾构下穿黄河为我国首例下穿黄河工程,具有地层复杂、河道演变规律不确定、线位靠近桥位等特点。根据桥梁基础资料,进行上游、下游和双侧下穿方案比选,进一步结合桥墩迎水面冲刷坑坡度、最大冲刷线以及安全覆土要求,确定线位与桥墩的平面距离关系和纵向隧道埋深,同时对主河槽下线形、线间距、隧道下穿河堤埋深及区间联络通道和风井、废水泵房、盾构检修井的设置等线路问题进行研究探讨,提出穿黄工程线路设计的一般性规律。     

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。     

朔黄重载铁路水中桥墩服役性能试验研究

以朔黄重载铁路一水中桥墩为对象,分析在重载列车作用下的横桥向振幅,利用冲击振动试验法测试了横桥向自振频率,并依据规范初步判断桥墩整体健康状态,进而采用模型修正方法对桥墩的病害位置和程度进行了定量评估。评估结果表明:水中3个桥墩的墩身质量良好,流水局部冲刷造成的基础约束弱化是桥墩横向刚度偏弱的主要原因。     

桥墩局部冲刷计算研究

通过桥墩局部冲刷影响因素和有关参变量分析,并借鉴国内外现有公式使用经验,从能量平衡理论出发,用量纲平衡方法导出桥墩局部冲刷新公式。根据天然实测资料引入泥沙不均匀系数,并用大量室内试验和天然实测资料对新公式进行系数和指数调整。对现行规范中斜交时墩型系数及桩基承台计算公式进行改进。     

宁西线淠河桥桥墩基础加固工程病害整治方案探讨

以宁西线K850+230淠河特大桥桥墩基础加固为例,通过分析,探讨病害产生的原因,提出整治桥墩基础冲刷病害的方法,对施工过程中的技术应用进行深入的探讨总结,为设备管理单位提供有益的借鉴。     

提高既有桥墩自振频率的设计方案探讨

近年来随着铁路既有线提速及货运重载化的发展,行车对既有设备状态提出了更高的要求,既有桥梁产生了不同程度的病害。其中既有桥墩横向刚度不足已成为中、高圆形尤其是石砌桥墩的主要病害。结合丰沙线丰沙12号桥桥墩病害整治,从技术性、经济性、水流对既有桥墩的影响等方面进行综合分析,确定墩身包为圆形、墩身无台阶变化方案,达到了较好的病害整治效果。     

植筋技术在既有铁路桥梁加固中的应用

处于深厚软土区的铁路桥梁,桥下堆载与重车通行极易引起桥墩沉降及倾斜等病害。以大丽铁路某特大桥为工程依托,开展植筋技术在既有铁路桥梁桥墩基础沉降病害加固中的应用研究。提出了"桩基加固+既有桥墩植筋连接+包护钢筋混凝土承台"的加固方案,计算分析主控轴力作用下桥墩植筋体的布置形式、承载力、根数及锚固深度等技术参数,并与现场施工数据进行对比,验证计算结果的可靠性。结果表明:(1)采用直径20 mm的植筋,锚固深度为1 000 mm;采用直径25 mm的植筋,锚固深度为1 300 mm。(2)桥墩范围内,最多可以植筋440根;计算得出,在桥墩植筋范围内,植筋根数大于317,即可满足承载力要求。(3)施工设计图的植筋根数采用378是考虑了一定的安全系数及其他因素。工程实践表明,以植筋技术为主的加固方案对铁路桥墩基础沉降及倾斜病害的控制效果明显。     

新建地铁下穿既有城铁地铁同台换乘站改技术研究

新建成都地铁6号线下穿既有地铁2号线与成灌城际铁路同台换乘的犀浦站,为实现三线换乘,需要对犀浦站进行改造。本文分析了该站改工程的重难点,优化了站改方案,阐述了既有站房立柱的桩基托换技术;且在桩基托换和基坑开挖过程中,监测了周边地下水位、托换站房立柱及城铁桥墩的沉降。实践表明:通过优化换乘通道基坑开挖深度,可以做到城铁桥墩周边不降水,且桩基承载力满足要求;采用叠合梁被动托换技术对站房立柱进行托换,解决了新建换乘通道与既有站房立柱在空间上的冲突;这可为类似工程设计、施工提供参考。     

粘性土桥墩局部冲刷的分析研究

本文认为粘性土河床桥墩局部冲刷是水流冲刷能力与粘性土抗冲刷能力相互作用的结果，对现有几个粘性土桥墩局部冲刷计算公式进行了简评。根据调查实测资料分析研究得到了粘性土桥墩局部冲刷计算公式，计算值与实测值吻合较好。     

高桩承台桩基病害整治及相关的力学检算

1病害概况及其成因分析合九线皖水河特大桥全长1959．05m,其39#、40#桥墩位于主河道内,基础为桩基,桩别为摩擦桩。合九铁路公司在组织铁路桥梁专业技术人员进行设备检查时,发现其承台底部砼松散剥落,底面凹凸不平。承台底部、桩顶(承台底以下0．5m范围内)主筋外露,桩径变小,个别桩顶与承台之间甚至出现缝     

地下暗河中灌注桩成桩技术探索

通过在把总湾特大桥4号墩存在地下暗河的复杂地质条件下的成桩实例,描述了灌注桩成桩过程中出现的问题,经过技术探索与研究,一一解决了造孔困难、桩底沉渣超标、流水冲刷造成桩基病害的技术难题,为以后处理类似问题提供了创造性的方法。     

神朔线燕家塔特大桥桥墩病害检测分析及加固方案研究

神朔铁路燕家塔特大桥桥墩存在竖向及环向裂缝、桥墩表面混凝土碳化、桥墩横向晃动等病害。分析认为,桥墩病害原因为既有桥墩施工质量差、设计标准低及运输功能改变等。经比选,确定采用扩大截面法对桥墩及部分基础进行加固。治理后,不仅解决了混凝土开裂问题,还使桥墩横向振幅减少30%。     

群桩基础桥墩的自振特性计算

在已有的研究基础上，将群桩基础桥墩作为一个空间整体，改进了群桩基础桥墩自振特性的三维计算模型。该模型采用半数值半解析的方法对群桩基础进行了模拟，建立了桩基新的等效刚度矩阵，可以充分考虑群桩的布置、地基土的状况，具有较强的适应性，并且计算方便。在些模型基础上编制了有限元程序，其计算结果与通用程序及实测值吻合较好。利用该程序分析了桥墩的参数对自振特性的影响，这些分析对于桥墩的抗震设计和病害检测都具有参考价值。     

桥墩-承台-桩基体系动静刚度原型试验研究

为研究桥墩-承台-桩基体系动刚度和承载能力的关系,采用机械阻抗法进行原型试验研究,以分析体系整体动静对比系数的取值,以及整体体系动刚度与单桩动刚度的关系。动力测试试验分3个阶段进行,对待测模型桥墩的墩身和承台进行整体切割。在切割前后分别测试桥墩-承台-桩基体系动刚度、承台-桩基体系动刚度以及单桩动刚度,并在切割墩身之后对承台-桩基体系进行静载试验。测试结果表明:(1)桥墩-承台-桩基体系的整体动刚度与承台-桩基体系的动刚度值较为接近;(2)在低频段整体动刚度接近于单桩动刚度的4倍,表明整体动刚度一定程度上能反映基础的整体承载力;(3)承台-桩基体系的平均动静对比系数为1. 78。因此,总体上看基础整体动刚度能反映基础整体承载力状态。     

某铁路桥桥墩下沉倾斜后的加固处理

某单线铁路桥基础采用明挖扩大基础，基底置于页岩夹砂岩层上，运营近一年后，11号桥墩下沉倾斜。本分析了病害发生的原因，介绍了桥墩基础加固处理方案。本桥墩的病害整治对类似工程具有参考意义。     

通过探测基础刚度评估重载铁路简支梁桥冲刷的影响

采用冲击振动试验法对一重载铁路多跨简支梁桥的自振频率进行了实际测量,根据Southwell频率合成法和能量守恒原理推导了桥墩自振频率和基础刚度之间的关系。分析了水流冲刷对桥墩基础约束刚度的影响。现场试验结果表明:大沙河特大桥桩基础受到水流冲刷作用后,自振频率会出现较为明显的下降,基础刚度下降20%左右,但依然满足设计使用需要;在桥梁实际运营养护中,对位于主河道的桥墩应进行重点关注。     

水上高桩码头桩基安全性评价

对于运营期的高桩码头承台桩基,在保障码头正常运营的前提下,承台桩基检测手段比较有限。某车渡码头承台出现明显位移变形,经现场考察,推测原因为桥墩承台上系船柱受船舶的长期连续系缆力作用所致,本文针对此种情况进行了三维有限元数值模拟分析,并进行了多种荷载工况下的计算对比,对桩基承载力进行了检算。通过计算分析,结合现场实际情况,对承台目前的偏移情况下桩基的承载力进行检算,得出原有桩体的承载力在目前桥座墩位移的情况下仍能满足要求的结论。同时分析了港口码头桩基可能发生的病害类型,给出了处理建议,可供类似工程参考。