基于土体位移的桥台桩侧向反应分析

当高速公路与桥梁的连接段存在较大厚度的软土层时,路基软土将在上覆路堤荷载作用下,发生侧向变形,此时的桥台桩将承受来自于土体水平移动引起的侧向荷载。土的侧向荷载对桥台桩基的水平位移和弯曲变形具有重大影响．往往导致桥台桩身发生挠曲甚至破坏。因此有必要对桥台桩的变形机制．不同模式下柱侧压力的产生机理及桩的几种破坏模式进行分析,从而为进一步研究提供理论依据。     

软基中高速公路桥台桩基变形基本规律探讨

就软土地基中高速公路桥台桩基变形规律的国内外研究现状进行分析,总结了目前包括软基中桥台桩基变形规律的试验、有限元分析以及路堤下覆软土侧向变形引起的桩身土压力计算等诸多方面的研究成果。最后,结合具体的桥梁桩基工程的有限元分析成果,进一步探讨了桥台桩基变形的基本规律,简要论述了存在的问题和今后的研究方向,并建议采用有限元分析和离心模型试验相结合的方法来研究这些问题。     

软土地基高填方桥台新设计

软土地基高填方灌注桩桥台，由于软土不均匀沉降和产生朝台前的水平塑性流动，导致柔性的桥台桩柱出现位移、开裂等问题，为此作者提出了桥台边跨采用组合刚构的结构形式设计。通过实桥试验使用，并经长期观测，完全达到预期设计的效果。     

防止软基桥台侧移的技术措施

阐述了桥台侧移的主要原因是软土地基桥台台后高路堤填土引起下卧软土层产生水平塑流,对桥台及桩基产生了很大侧向土压力,总结了现有防止中小桥台侧移的一般的主要技术措施,特别针对深厚软基桥台侧移,提出3种特殊且可行的技术措施,并作了分析和评述。     

软土侧向变形引起桩身侧压力的计算方法

现行的桥规中,没有明确提出软土侧向变形对桥台桩基产生的侧压力的计算方法,但合理的计算软土对桥台桩基产生的侧压力的大小和沿桩身的分布是桥台桩基内力变形及桥台的前移分析计算的关键。根据国内外文献,比较分析国内外现有计算桩身土压力的计算方法:极限土压力法、侧压力系数法、A.A鲁加法。并提出了基于极限土压力法求解流塑区桩身侧压力的方法。     

滨海地区地基沉降对桥梁结构的影响及处治方法

跨越河口及沿海海域的桥梁在施工及使用过程中,经常由于地基不均匀沉降,引起桥梁上部结构产生应力集中和开裂。采用ABAQUS分析了原设计工况,改变桩径,各桩径下增加锚索,桩径基础上增加钢围堰,改变0#台布桩数量、布桩形式6种工况下地基沉降作用中桩基的侧向位移情况。针对不同工况下桩基位移情况,提出上部结构保持桥梁跨径不变,但上部调整为简支结构,采用空心板。下部结构桩基直径仍采用1.2 m,并通过设置大直径钢护筒围堰减小土体对桩基的推挤作用,设置空箱桥台及增加锚拉结构,应力消散孔等辅助措施的处理方案。这套处理方法在实际运用中取得了良好的效果。     

桥台桩土相互作用的数学模型

土的侧向荷载时桥台桩基的水平位移和弯曲变形具有重大影响,往往导致桥台桩身发生挠曲甚至破坏。通过总结侧向变形土体常见的位移模式,分析桥台桩的变形机制,在阐述不同模式下桩侧压力的产生机理及桩的几种破坏模式的基础上,提出桩土间相互作用力与桩土间相时位移的双曲线关系模型和理想弹塑性关系模型,可为相关研究提供参考。     

软土地基中桥台桩侧向位移的计算方法探讨

土的侧向荷载对桥台桩基的水平位移和弯曲变形具有重大影响,往往导致桥台桩身发生挠曲甚至破坏。通过总结侧向变形土体常见的位移模式,分析桥台桩的变形机制,在阐述不同模式下桩侧压力的产生机理及桩的几种破坏模式的基础上,提出桩土间相互作用力与桩土间相对位移的双曲线关系模型和理想弹塑性关系模型,可为相关研究提供参考。     

软土地基中桥台桩侧向位移的计算方法探讨

土的侧向荷载对桥台桩基的水平位移和弯曲变形具有重大影响,往往导致桥台桩身发生挠曲甚至破坏。通过总结侧向变形土体常见的位移模式,分析桥台桩的变形机制,在阐述不同模式下桩侧压力的产生机理及桩的几种破坏模式的基础上,提出桩土间相互作用力与桩土间相对位移的双曲线关系模型和理想弹塑性关系模型,可为相关研究提供参考。     

基于ABAQUS研究软土条件下路基填土对桥台桩基的影响

通过应用有限元软件ABAQUS建立软土地基条件下有台后填土时的三维桥台群桩基础模型,分析单桩和桩侧土体竖向相对位移关系、群桩中不同位置桩的桩侧负摩阻力以及填土高度和摩擦系数对桩侧负摩阻力的影响。研究表明填土高度、摩擦系数和单桩所处于群桩中的位置都是桩侧负摩阻力产生变化的原因。     

考虑SSI的整体式钢桥抗震性能参数分析

利用SAP2000建立了某整体式钢桥的三维有限元模型, 采用非线性弹簧单元和阻尼单元模拟地震作用下桥台-土和桩-土之间的相互作用, 分析了桥梁的模态、非线性时程与相应的参数, 研究了考虑土-结构非线性相互作用的整体式钢桥动力特性和抗震性能, 以及整体式桥台系统的主要设计参数对此类桥梁动力特性和抗震性能的影响。研究结果表明: 压实台后填土、增加桥台高厚比、增加桩周土刚度将使桥梁结构纵向主频增加约6.5%~16.0%, 而H型钢桩的朝向影响仅为1.6%左右; 结构地震响应随着桥台高厚比增加而明显降低, 桥台高厚比为1.44时, 桩顶截面处于塑性阶段, 而高厚比增大到3.15和3.85后, 桩保持弹性状态; 随着台后土密实度的减小, 结构的地震响应明显增大, 增幅大都在40%以上; 桩的朝向由绕强轴弯曲调整为绕弱轴弯曲时, 桩的最大弯矩减小, 但弯曲应力增大, 材料由弹性进入塑性阶段; 随着桩周土刚度增大, 桥梁位移响应明显减小, 桩顶、台顶最大位移及墩底弯矩减小50%左右, 但是桩顶弯矩增大40%以上, 桩的朝向对此几乎无影响; 在满足设计要求及合理范围内, 建议采用高厚比较大与柔性较高的桥台, 并压实台后填土以减小整体桥结构的地震响应, 桥台基础采用H型钢桩时, 建议将其朝向调整为绕强轴弯曲以减小桩、桥台和墩柱的最大弯曲应力与位移。      

整体式斜交连续梁桥抗震性能

采用SAP2000软件建立了某整体式斜交连续梁桥的三维有限元模型,通过非线性时程分析,研究了整体式斜交连续梁桥在地震作用下的受力特性及抗震性能,并探究了跨数、斜交角、台后土密实度和墩高等主要结构及基础参数对该类桥梁地震响应的影响。研究结果表明:整体式斜交连续梁桥中震害变形主要集中于桥台桩,桩顶截面在峰值加速度为0.4g的地震作用下形成塑性铰时,墩顶支座无破坏,且桥墩几乎无损伤;桥台桩位移及纵桥向弯矩的最大值均位于桩顶,而横桥向弯矩最大值可能位于桩顶或桩身反向弯矩峰值处;随着跨数的增加,整体式斜交连续梁桥的地震响应尤其是墩顶支座剪切应变及桥面转角明显增大,当跨数由单跨增加到4跨时,地震响应均增加了1倍以上,墩顶支座剪切应变甚至增加近2倍;随着斜交角的增加,桩顶纵桥向位移、桩顶截面屈服面函数值及中跨转角明显增大,斜交角为60°时,桩顶纵桥向位移增加了3倍以上,斜交角为45°时,墩顶支座剪切应变最大;随着台后土密实度的增加,各构件纵桥向位移响应与墩顶支座的纵向剪切变形降低,桥台桩、桥墩纵桥向位移及墩顶支座纵向剪切变形分别减小了12.9%、9.3%和9.5%;随着墩高的增加,墩顶位移明显增加,而支座剪切应变明显降低,但桩顶位移及桩顶截面屈服面函数值几乎不变;当墩高从4 m增大到9 m时,墩顶漂移率增大了42.1%,墩顶支座剪切应变减小了57.5%。      

刚架拱桥在平原地区的应用

钢架拱桥具有自重轻、材料省、整体性能好的优点,在山区、丘陵或冲击平原的软土地基中得到了广泛应用。结合实际工程,在对其施工步骤进行简要介绍的基础上,深入阐述桥台地基处理、沉降缝及伸缩缝的处理,对于该类桥梁的推广应用大有裨益。     

强震区桥台滑移变位特性及趋势研究

在充分总结已有的桥台位移计算理论的基础上,以Newmark滑块及Zeng和Steedman转动块理论为基础,分别建立了地震下桥台滑移位移、转动位移以及滑移与转动相互耦合位移的计算模型,提出了台体位移的计算方法。最后根据此计算方法分别分析了位移指数、滑移位移及位移分量百分比等指标在不同地震烈度下的变化趋势,以量化方式衡量了桥台的抗震性能。为研究强震区桥台抗震提供了新的可行性思路。     

机械稳定土桥台整体变形观测结果分析

介绍了沈山铁路K273+555高架桥西立交桥20#加筋土桥台整体变形观测方法、过程、结果,以及对观测结果的最终分析。     

气泡混合轻质土的应用技术

气泡混合轻质土是土建工程领域中近年开发的一种新型轻质填土材料,将其应用于软基处理、冻土保护、冻胀翻浆防治、桥台台背填筑等,可提高公路的建设质量与服务使用水平,降低养护成本。基于此,重点论述了轻质土的冻胀与热传导理论、材料特性,以及其在冻土地基保护和道路冻胀翻浆中的应用,具有一定的理论和实际意义。     

水平往复大位移作用下整体桥台后土压力计算方法

为研究强震和温度作用下，整体桥台产生的水平往复大位移对桥台与台后填土相互作用的影响，进行了整体桥台-H形钢桩-土相互作用拟静力试验，并基于试验结果研究了大位移作用下整体桥台后土压力的分布规律；根据台后土压力分布，提出了台后土压力合力作用点位置与加载位移之间的关系式，并在现有研究的基础上给出了改进的整体桥台后土压力计算方法。研究结果表明:正向加载(桥台挤压台后土)时，台后各处土压力随加载位移的增加先增大后减小；台背处和台后20%桥台高度处土压力受桥台位移的影响更大，沿深度方向呈梯形分布；台背处土压力分布中，由于台底H形钢桩的约束，最大土压力位于入土深度0.875 m处，台底位置的土压力则略有减小；台后60%桥台高度和1.4倍桥台高度处土压力受桥台位移影响较小，沿深度方向呈三角形分布；负向加载(桥台背离台后土)时，台后土压力沿深度方向呈三角形分布，且台后各处土压力与加载位移不相关，其值相对于正向加载时可忽略；水平往复大位移作用下，整体桥台后土会产生脱空现象，脱空范围超过桥台高度的37.5%；台后土压力沿纵桥向呈指数型衰减，且相比小位移作用下衰减得更快；台后土压力合力作用点位置随加载位移的增大而逐渐降低，且台后土压力系数与加载位移具有明显的非线性关系，呈现先增大后减小的规律；现有土压力计算方法未考虑桥台位移的影响或认为台后土压力在桥台发生小位移时随桥台位移的增大而增大，发生大位移时则基本不变；提出的土压力拟合公式的判定系数为0.92，计算值与试验值的相对误差为6.2%，可作为现有土压力计算方法的有益补充。