采用桩基础的刚构桥结构分析的有限元法

本文把桩基看作一特殊单元，按照“ｍ法”求基桩内力的原则来构造桩基单元的刚度矩阵，得一种用于带桩基础的刚构本桥全结构分析的有限元法。     

桩基础简化模型在桥梁抗震中的应用

研究目的：桩基础结构轻巧多样,便于因地制宜,适应性较强,使用越来越广泛。但在实际应用中,对结构物抗震性能至关重要的地基基础抗震理论还未形成定论。本文以连续梁为例,针对在地震作用下,分析桩基础模拟各种方法的优缺点,并对工程实践提出了建议。研究结论：嵌固模型计算的结构整体刚度偏大,结构基本周期偏小。在地震作用下,计算的结构内力偏大,造成设计过于保守;但对结构位移估计不足,应引起重视。m法模型能较为详细地考虑桩基础与桥梁结构的共同作用,同时也能反映土体影响,是比较合理的一种方法;但建模工作量大,耗费机时。6弹簧模型可以得出与m法模型类似的结果,并且建模工作量小,适于常规设计。     

抗滑桩加固滑坡上桥梁桩基础的动力响应试验研究

以成兰铁路某抗滑桩加固碎石土滑坡为工程背景,设计完成振动台缩尺模型试验,对抗滑桩加固滑坡上桥梁桩基础的动力响应进行研究。结果表明：前排抗滑桩宜靠近桥梁桩基础提供必要的水平抗力,后排抗滑桩发挥主要的抗震加固作用,桩身裂缝位于滑动面以下锚固段长度1/6～1/3处;随着正弦波振动强度增加,滑坡模型剪切变形峰值先增后减,最高可达7×10^-5,且位于下滑段的剪切变形峰值有上移趋势,直至滑坡完全被破坏;在逐级加载过程中,滑坡PGA放大系数服从层状分布并随振动加剧呈减小趋势,当滑坡体自振频段与振动波频率接近时出现共振耦合效应,PGA放大系数显著增大,最大值和最小值之比可达158%;当加载正弦波加速度峰值相等而频率不同时,高频振动时土体摩擦耗能较小,PGA放大系数较大。     

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。     

东南亚地区桥梁桩基础设计经验及思考

通过调研东南亚地区多个国家项目,对该地区桥梁桩基础设计适用规范、桩型、桩径等情况进行梳理总结。在调研基础上,结合东南亚地区某电气化铁路桥梁实际地质情况和拟采用的桩基础设计方案,分别采用东南亚地区适用较广的欧洲(英国)规范、美国规范、中国规范进行试算和对比。结果发现,中西方规范采用不同土体参数和计算方法,两者计算结果离散性较大且中国规范计算结果较为保守。结合在该地区工程经验,建议应注重对中西方桩基础设计规范的理解并结合当地实际,在兼顾安全和经济的情况下选择合适的设计方案,并与业主工程师和第三方咨询做好沟通。     

岩溶地区桥梁桩基础设计及施工技术措施

岩溶地基对桥梁的危害性非常大 ,设计与施工时必须高度重视。通过某铁路大桥溶洞桩基设计及施工 ,结合岩溶地质发育形态 ,总结岩溶发育地区桥梁基础地质勘探、洞顶板安全厚度计算、桩基设计及施工等应注意的问题 ,确保桥梁建设及运营的安全。     

铁路桥梁桩基础抗震性能拟静力试验研究

为了研究群桩基础在水平荷载作用下地基土及桩身进入非线性状态后桩身内力变化过程和应力分布规律,通过对群桩基础缩尺比例模型进行拟静力试验,分析研究桩基础的破坏机制、承载能力及桩身应力分布;采用M塑性铰模拟墩的弹塑性、PMM塑性铰模拟变轴力作用下桩身的弹塑性和日本规范中推荐的方法模拟土的非线性建立有限元模型,对群桩-承台-墩整体结构进行PUSHOVER分析。结果表明:(1)水平荷载作用下,各桩受力不均匀,外排桩的桩身应力大于内排桩的桩身应力;(2)高承台桩桩身最大应力点位于土面以下2~4倍桩径范围内。     

客运专线群桩基础桥梁沉降监测与预测方法研究

选取成渝客运专线(CYSG)Ⅳ标赵家院双线特大桥10个桥墩为试验桥墩,通过分析观测数据,阐述了客运专线群桩基础桥梁沉降与桩长、桩径、墩高及地基基础的关系。运用灰色预测模型GM(1,1)预测桥墩的累计沉降,与的实际观测数据对比分析,证明该预测模型的可行性,并用于分析桥墩沉降变形规律。     

大轴重货运交流传动电力机车轮轨接触研究

根据机车轮对和轨道的实际尺寸,考虑材料非线性和接触非线性,建立轮轨接触弹塑性有限元模型。基于此有限元模型,分析计算了车轮材质不同对轮轨接触的影响,以及牵引力对轮轨接触的影响,得出了接触斑、接触应力等的变化规律。     

桥梁群桩基础抗震简化计算模型的适用性研究

本文对群桩基础常用的抗震简化计算模型进行对比分析,指出各计算模型间的差异。在此基础上,提出改进的分层文克尔弹簧模型,并在该模型中采用桩身的等效面积比η间接考虑桩侧摩阻力和桩底土竖向抗力的影响。分析结果表明:应用集中弹簧模型模拟桩基础的柔性效应时,应考虑耦联刚度的影响;应用分层文克尔弹簧模型模拟群桩基础的桩土相互作用时,应考虑桩侧摩阻力和桩底土抗力的影响;在改进的分层文克尔弹簧模型中,桩身的等效面积比η随桩长及桩底土竖向地基系数的增加而增大,随桩径的增加而减小,且η值越大,对桥墩及桩基础的地震响应影响越大,只有当η接近1.0时,方可采用分层文克尔弹簧模型进行抗震分析。     

CFG桩复合地基桩土应力比的试验研究

桩土应力比是反映复合地基力学性状的重要参数,利用国内最新研制的三维大型模型试验台,进行了7组模型试验。试验分析了荷载、桩长、褥垫层厚度、加固区土体模量对桩土应力比的影响,并根据试验数据经线性回归得到桩土应力比的经验公式。     

群桩水平承载特性数值模拟研究

针对目前群桩基础水平承载特性研究落后于工程应用的现状,采用数值分析的方法研究了软土地基管桩群桩基础在水平荷载作用下的承载特性。计算结果表明:群桩承受水平荷载时,承台前土体压缩变形范围明显小于承台后受拉变形范围;随着桩间距的增加,群桩侧向影响范围逐渐减小,而深度影响范围和桩顶位置处弯矩逐渐增大;相同水平荷载作用下前桩最大弯矩值明显大于后桩,前排桩桩身剪力零点位置高于后桩;当桩距达到6~8倍桩径时,群桩效应明显降低。     

水泥搅拌桩复合地基桩土应力比的现场试验分析

桩土应力比是搅拌桩复合地基设计、施工时的重要控制参数.根据公路路基现场试验的实测数据,分析带格栅褥垫层不同位置处搅拌桩桩顶及桩间土的应力变化、桩顶和桩间土的沉降规律,总结了路堤施工过程荷载的传递规律,对水泥搅拌桩复合地基的设计和施工提出了具体建议.     

CFG桩复合地基设计参数对地基沉降影响的数值分析

高速铁路对路基的工后沉降提出了严格的要求,因此正确选择能满足高速铁路技术标准要求的合理的地基处理方案和设计参数,是一项迫切需要解决的课题.针对CFG桩加固京沪高速铁路某一松软土地基试验段,采用数值计算方法,分析了桩筏复合地基和桩(帽)网复合地基两种方案、不同桩间距、有无桩帽和桩帽大小等设计参数对地基沉降的影响,为CFG桩复合地基在松软土地基上的设计优化提供了依据.     

筏板式与桩帽式CFG桩数值对比分析

从研究CFG桩复合地基的沉降出发,应用PLAXIS二维有限元分析软件对新建铁路曲阜站路基沉降进行了分析,比较了用带桩帽和带筏板的CFG桩加固地基后对地基沉降的影响。分析表明,两种CFG桩复合地基的最终沉降相差较小,均能满足设计要求。带筏板和带桩帽的CFG桩复合地基在坡脚处的水平位移变化较小,表明施工过程中路基边坡是稳定的。用带桩帽的CFG桩代替带筏板的CFG桩加固软土地基在技术上是可行的,在经济上是合理的。     

CFG桩复合地基施工技术与经济分析

CFG桩复合地基试验研究是建设部“七五”计划课题,于1988年立题进行试验研究,并应用于工程实践。CFG桩复合地基试验研究成果于1992年由建设部组织鉴定,专家们一致认为该成果具有国际领先水平,推广意义很大。CFG桩复合地基成套技术,1994年被建设部列为全国重点推广项目,被业标准     

新建铁路CFG桩桩筏复合地基试验研究

结合现场试验结果,研究了柔性基础下采用CFG桩桩筏复合地基时的工作性状。试验研究的主要内容为CFG桩桩顶和桩间土的沉降变形、桩顶及桩间土的压力值、地下水位和孔隙水位以及测试点水平位移随深度的变化。该研究成果可为新建铁路路堤下CFG桩桩筏复合地基设计参数取值提供实测依据。     

桩顶荷载影响负摩阻力的现场试验与数值模拟

进行了桩顶荷载对于负摩阻力性状影响的现场试验.针对现场试验,进行了数值模拟.现场试验和数值模拟结果都表明:数值模拟结果与实测结果较吻合;与没有桩顶荷载时相比,有桩顶荷载作用时负摩阻力引起的附加沉降较大,中性点的位置较高,附加轴力明显减小;随着桩顶荷载的增加,沉降增加、中性点上移和附加轴力减小的趋势都很明显.结果表明,桩顶荷载对负摩阻力性状的影响是有规律的.     

高速铁路CFG桩复合地基预制桩帽模拟分析研究

对高速铁路CFG桩复合地基新型预制圆板桩帽进行了有限元模拟分析,并对其受力性能进行了研究,为京沪高速铁路路基桩帽设计提供参考.     

不同褥垫层厚度CFG桩复合地基室内模型试验研究

为了深入地研究不同褥垫层厚度情况下褥垫层的作用机理,通过建立CFG桩复合地基室内模型,进行了桩顶进入不同厚度褥垫层的复合地基试验。总结了在荷载作用下桩、土作用力随褥垫层厚度的变化规律,得出了合理褥垫层厚度的设计要求。试验还得出了合理的褥垫层厚度设计可以弥补桩端持力层性质差的缺陷,有效地控制复合地基的沉降。