桩板结构路基沉降计算方法及对既有桩基侧摩阻力的影响

基于Boussinesq理论推导了桩板结构路基沉降计算解析解,采用佐藤悟双折线模型构建了既有桩基荷载传递函数,分析了荷载传递函数对既有高速铁路桥梁桩基侧摩阻力的影响。以桩板结构路基下穿高速铁路桥梁工程为例,分别采用理论方法和FLAC 3D数值计算得到了桩板结构路基沉降变形规律和既有桥梁桩基侧摩阻力分布特点。将解析解与数值计算结果进行对比,二者接近,说明本文提出的桩板结构路基沉降计算解析解和桩基荷载传递函数可行。     

高速铁路软土路基纠偏整治探索

软土地区的高速铁路受施工、堆载等外部因素的影响,路基和桥墩可能发生位移,这不仅威胁高速铁路行车安全,而且要纠正这种位移(纠偏)十分困难。现以某高速铁路K45路基发生横向位移整治工程为例,分析产生路基偏移的原因,研究探索影响纠偏的各个因素,通过6次整治方案的调整,实现了路基的纠偏。最后提出高压旋喷桩进行纠偏整治的关键要点,为软土地区桥梁桩基纠偏提供了思路。     

青藏铁路多年冻土桥梁桩基稳定性探讨

研究目的:多年冻土区的桩基存在着桩身强度、均质性、桩周土回冻及变形等的不确定性。为确保青藏铁路的顺利建设和安全运营,分别进行了桥梁桩基承载力试验和桥梁桩基地温及变形的长期监测。为系统评价青藏铁路桥梁桩基的稳定特性,本文基于青藏铁路清水河桥梁桩基试验段和桥梁桩基长期监测系统,研究分析试桩的均质性、静弹模、抗压强度、静载及监测桥梁桩基断面的地温和变形特性。研究结论:桩身混凝土的完整性、均质性整体上较好,无离析等大的质量缺陷;桩身的混凝土抗压强度大多数值介于28~33 MPa之间,且抗压强度变异系数仅为0.14,静弹性模量均值为2.40×104MPa,满足技术要求;桩基周围土体人为上限总体在0.08~0.2 m之间有所回荡,且多年冻土区桥梁桩基变形小于10 mm,满足有砟桥面桥梁墩台工后变形要求,青藏铁路桥梁桩基是稳定的。     

高速铁路桥梁桩基固结蠕变沉降计算方法研究

桥梁桩基工后沉降的控制是高速铁路桥梁设计和施工的关键技术之一,其中桩基的长期固结蠕变沉降计算分析又是关键环节.经过现场调研分析提出高速铁路桥梁桩基实际受荷—时间关系的函数表达式.建立多级荷载作用下的多层黏弹性地基单面排水或两面排水条件下的一维固结方程,并基于Laplace数值逆变换推导桩底压缩层在多级荷载作用下的有效应力和沉降计算公式.基于此,提出能模拟高速铁路桥梁桩基实际加载情况和考虑桩底成层土固结蠕变特性的桩基长期沉降计算方法.为提高计算效率,编写相应的群桩长期沉降计算分析程序LTPGSⅡ.京沪高铁桥梁桩基沉降计算结果和现场实测值的对比验证了计算方法及程序的正确性和可靠性.提出的计算方法能用于高速铁路桥梁桩基长期沉降预估,具有重要的理论价值和工程应用价值.     

桥梁桩基础施工对既有高速铁路桥梁基础变形的影响

衡茶吉铁路(衡阳—茶陵—吉安)正线在DK211+000—DK212+100与武广高速铁路并行。利用FLAC 3D建立了三维有限元模型,模拟了衡茶吉铁路竹山屋中桥桥梁桩基础开挖的施工过程,分析了新建铁路桥梁桩基础开挖对桩围土体和既有武广高速铁路竹山屋特大桥基础的影响。结果表明:新建铁路桥梁桩基础开挖过程中地表土体的水平位移小于15 mm,竖向位移小于7 mm;桩基础开挖深度与周围土体的变形成反比,在桩基础上部影响范围约为桩径的3～5倍,中下部约为桩径的1～2倍;新建铁路桥梁桩基础开挖对既有武广高速铁路竹山屋特大桥桥梁变形影响较小,其水平和竖向几何偏差远小于规范限值,基本不影响既有桥梁的安全。     

上跨既有高速铁路桥梁施工关键技术

随着我国高速铁路的快速发展,跨越既有高速铁路的桥梁越来越多。合理制定科学的施工技术方案是保证跨既有高速铁路桥梁施工安全的关键。本文系统地总结郑徐客专引入徐州东站应急工程上跨京沪高铁的连续梁施工经验,阐述了下部结构和上部结构施工安全控制要点。对于类似工程施工,应加强施工过程中既有高速铁路桩基、墩身沉降监控,保证吊车臂、泵管与接触网的安全距离,并制定合理的支架安装、连续梁施工和支架拆除方案,以确保施工质量和施工安全。     

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。     

大面积单侧堆载对高速铁路桥梁墩台影响的数值分析

基于某高速铁路桥梁实际地质条件和现场堆载情况,运用ABAQUS有限元软件建立高速铁路桥梁墩台、基础及地基土相互作用有限元模型,分别假设地基土为弹性(大变形)和理想弹塑性,分析了桥梁墩台在大面积单侧堆载作用下的受力变形特性,包括墩顶中心变形、地基与桩基侧向变形沿深度变化、地基与桩基侧向应力沿深度变化等。研究结果表明:单侧大面积堆载是桥梁桩基产生水平位移的主要原因;地基黏土层取为理想弹塑性时计算的墩顶变形与地基土侧向应力明显大于取为弹性时计算值,且与现场实测值较为接近,说明地基土体发生了一定的塑性变形造成了桩基倾斜。计算结果为桥梁墩台倾斜的成因及处置措施提供了理论依据。     

高速铁路并行地段桥梁沉降变形分析

以平原地区某新建客运专线连续梁并行既有高速铁路简支梁地段为背景,运用Plaxis 2D软件建立模型,分别对新建客运专线桥梁施工阶段、运营阶段既有高速铁路桥梁的沉降变形进行数值模拟分析。结果表明:承台基坑开挖、施工阶段,既有高速铁路桥梁基础略向上隆起,其余阶段均为下沉;在25.41 m线间距的条件下,新建客运专线桥梁的施工及运营阶段,既有高速铁路桥梁的差异沉降量、轨道平顺性均满足规范要求。     

盾构穿越邻近桥梁桩基的影响因素分析

当隧道在接近桥桩施工时,由于隧道土体的开挖导致地层扰动,致使桩基周围的土体产生附加应力,会对埋设在土体内的邻接桥梁桩基产生影响。桥梁桩基本身的一些参数,如桩基的长度、直径、布置方式等,也会对桥梁桩基产生影响。通过对某过江隧道建立盾构隧道数值模型,以隧道埋深、桩间距、桩基埋深和隧道穿越部分土体弹性模量四个影响因素为主要影响因素,对新建隧道地表沉降的影响和对既有桥桩的受力和变形进行了分析,总结并得出了影响规律。     

中国高速铁路典型和特殊结构桥梁

结合中国高速铁路桥梁比例大、特殊结构多的特点,介绍中国高速铁路典型桥梁结构形式选择,确定桥梁以简支梁为主导梁型,简支箱梁为典型桥梁结构形式;分析典型桥梁结构的设计和施工技术,以及桥梁的承载能力、刚度、转角、徐变变形、耐久性、动力特性等技术指标,形成城际铁路、时速250 km、350 km高速铁路典型桥梁的标准化设计,对动力学仿真分析计算、控制徐变变形技术指标和标准化设计进行分析研究;分析中国高速铁路采用的连续梁、钢桁拱桥、斜拉桥等特殊结构桥梁的技术特点;论述特殊结构桥梁的形式及工程实例。     

深汕高速铁路坪山东隧道规划建设方案北大核心

新建深汕高速铁路(深圳—汕尾)坪山东隧道沿线城市建筑密集,施工环境复杂,规划选线不当极易对城市规划建设产生巨大影响。本文结合地质环境提出两种线路方案,从通道条件、运行时间、工程经济三方面进行对比分析,确立最佳线路方案。在此基础上选取了三种典型工况,建立了盾构隧道近接高速铁路桥梁施工数值模型,研究既有高速铁路桥梁对城市高速铁路规划的影响。结果表明:沿厦深铁路方案的并行段落长且运行时间短,较为可行;埋深最大断面处邻近桥梁桩身最大位移为0.43 mm,距桥桩最近断面处地层最大位移为1.22 mm,邻近桩身最大位移为0.36 mm;在困难地段施作隔离桩可以有效控制桩基础变形。     

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。     

邻近开挖对桥梁桩基变形与内力影响分析

研究目的:邻近开挖会对桥梁桩基造成不利影响,严重时将影响高速铁路的运营品质与安全。本文通过现场原型试验,获得深厚软土地区3种开挖工况下邻近桩基的工作性状,采用ABAQUS有限元软件对试验过程进行三维数值模拟,通过与试验结果的对比分析,验证计算模型与参数的合理性。基于验证后的计算模型,探讨无支护开挖主要参数(基坑宽度、边缘净距、基坑深度)对桩身变形与内力的影响规律。研究结论:(1)邻近开挖引起的桩身位移与弯矩分布范围约为设计时主动受力桩的2.1~2.8倍,劣化了桩基的工作状态,在高速铁路运营维护中应引起高度重视;(2)基坑宽度大于5倍的边缘净距时,可忽略继续向外侧加宽基坑对邻近桩基的影响;(3)当边缘净距大于30 m(相当于6倍的基坑宽度)时,开挖窄浅基坑(宽度≤5 m且深度≤3 m)对邻近桩基的影响不大;(4)桩顶水平位移、桩身最大弯矩随深宽比增加大致呈指数型增长趋势,且间距越小,其增长速率越大;(5)本研究成果可供高铁桥梁桩基设计、施工、运营维护借鉴。     

桩板结构下桩基沉降计算方法适用性探讨

国内某高速铁路采用桩板结构加固路基,经现场监测证明其对路基沉降变形的控制达到工程要求。本文通过对比两种常用的桩基沉降计算方法计算得到的沉降量与现场监测的实际沉降值,讨论其对桩板结构沉降计算的适用性。结果表明,两种桩基沉降计算方法并不适用于桩板结构的沉降计算。     

先简支后连续技术在高速铁路PC桥中应用初探

高速铁路桥由于高速行车平顺性的需要 ,对桥梁的刚度、上拱度等提出很高的要求。高速铁路桥梁中大量采用的是预应力混凝土简支梁 ,为满足技术要求 ,梁高较大 ;连续梁桥的受力和变形性能优于简支梁桥 ,但由于连续梁施工的复杂性 ,影响其在 40m以下跨度铁路桥中的使用 ;采用先简支架设、后体系转换为连续梁的先简支后连续结构和工艺 ,综合了简支梁和连续梁的优点。以高速铁路桥作为应用背景 ,通过对比分析 ,对预应力混凝土先简支后连续梁的施工、构造、受力、刚度和后期徐变上拱度等进行初步的探讨 ,论证其在高速铁路桥梁中应用的优越性。     

拟建福厦高速铁路全风化花岗岩物理力学性质研究

研究目的:本文以拟建福厦高速铁路(DK210 200～DK 246 595)段全风化花岗岩为研究对象,对全风化花岗岩的物理力学性质进行全面研究,以期能对福厦高速铁路的设计、施工提供帮助。研究结果:该地段的桥梁桩基主要应考虑桩端持力层的变形,进行路基设计和施工时,要重点注意沉降量对工程的影响,认真检算沉降量,控制好加荷速率,提高密实度。     

某集装箱铁路工程下穿津秦高速铁路桥梁安全影响分析

下穿既有高速铁路桥梁工程,施工期间及运营阶段的桥下工程恒载及活载影响,会导致既有高速铁路周围土体发生垂直和水平运动,产生的附加应力会引起临近的既有高速铁路基础产生竖向沉降及侧向位移,数值过大甚至会影响到高速铁路运营安全。结合某在建集装箱五线铁路下穿已建成的津秦高速铁路桥梁工程,利用桩土共同作用有限元程序plaxis等有限元软件,从承载力、水平变形及沉降等方面分析土体运动对津秦高速铁路桥梁的安全影响。分析结果表明,以路基下穿津秦高速铁路方案沉降影响超出允许范围,存在安全风险,后改为桩板结构下穿。     

大面积深基坑工程对高速铁路的影响性分析

研究目的:本文以某大面积深基坑为工程背景,该基坑邻近既有高速铁路桥梁及路基段,为确保施工期间铁路运营的安全性、降低施工风险,文中依据现行规范建立合理的高速铁路安全评估标准,经有限元模拟,分别对高速铁路路基及桥梁的沉降、相邻桥墩差异沉降、横向水平变形、纵向水平变形、轨道平顺性以及桥梁基础结构安全性等进行计算分析并给出合理的评价,从而确保基坑工程施工过程中高速铁路运营的安全性。研究结论:(1)高速铁路路基、桥梁叠加初始设计值后,各施工阶段的累积沉降值满足规范中15 mm、20 mm的限值要求;(2)高速铁路桥梁叠加初始设计值后的累积差异沉降满足规范中4 mm的限值要求;(3)叠加初始设计值后,各施工阶段横向水平变形均小于规范限值15.75 mm,纵向水平变形均小于规范限值28.06 mm;(4)在整个施工过程中,正线桥梁单桩承载力值均满足单桩容许承载力要求;(5)该研究成果可为邻近高速铁路的深基坑开挖等类似工程领域提供借鉴。     

盾构施工对高速铁路桥梁桩基的影响分析及防护措施

以南京城轨线胜太路站至南京南站盾构区间隧道为研究对象,对隧道近距离下穿京沪高速铁路桥梁桩基的盾构施工过程进行了三维数值模拟。分析结果表明:盾构施工过程中,桥梁桩基不仅产生了水平位移,而且发生了倾斜;盾构施工引起的地层扰动使周围土体及桩基产生沉降,从而导致桩基产生附加力,降低了桩基的承载力;施工前在隧道与桩基间设置隔离防护桩,能有效减小盾构施工对桥梁桩基的扰动。