软土地区桥台在水平荷载作用下的结构分析

针对软土地区的桥台,采用有限单元法建立桥台-桩系统分析模型.对软土在桩上由于超载产生的侧向压力进行了参数研究,研究表明这种土压力荷载相当大.最后对一实际桥台进行了计算,计算结果可以合理地解释该桥台的开裂现象,为桥台加固提供理论指导.     

考虑土体蠕变特性的桥台软基变形分析

针对软土地区的桥梁常因软土蠕变而产生病害的问题，研究了土体蠕变特性对桥台软基变形分析的影响。首先引入改进的西原模型；然后将桥台及软基简化为可共同考虑土体蠕变的桩-土-桥台共同工作的有限元计算模型，基于蠕变计算的时步-粘性初应变法，给出可考虑软土蠕变非线性特性的有限元计算方法，并据此编制出相应的有限元计算程序；最后利用该程序对某桥台桩基工程实例进行分析，得到了该桩基桥台后软土蠕变场等值线图，反映出桥台与桩对蠕变场的影响范围及承台与桩交接处的应变集中现象。     

路基堆载下软土侧移对桥台桩基影响研究综述

根据国内外文献,综述现有路基堆载下软土侧向位移对桥台桩基影响的研究概况,着重介绍了桥台桩基在路基堆载下的变形规律试验、路堤下覆软土侧移对桩身的极限侧压力计算方法以及桩土相互作用计算方法等的研究成果,简要论述了存在的问题及今后进一步研究的方向。     

升温作用下整体桥台台后土压力计算方法的探讨

对在升温作用下,整体式桥台桥梁台后土压力的计算方法进行研究。分别采用Broms法、m法及p-y曲线法计算桥台背墙后填土的水平抗力系数;采用m法及p-y曲线法计算台柱土的水平抗力系数和台桩、墩桩侧土的水平抗力系数;采用TDV软件模拟土对桩端的约束作用。通过对不同方法计算的台后土压力的对比分析,得知:在计算升温引起的整体式桥台桥梁台后土压力时,桥台背墙及台柱土的水平抗力系数计算采用m法是不适合的;桥台背墙后填土的水平抗力系数可采用Broms法计算;土对台桩及墩桩侧的水平抗力系数按p-y曲线来考虑是适合的。     

软基中高速公路桥台桩基变形基本规律探讨

介绍软土地基条件下高速公路桥台桩基变形规律的国内外研究现状,总结目前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方面的研究成果,结合具体的桥梁桩基工程的有限元分析成果,探讨桥台桩基变形的基本规律、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。     

软土地基中桥头路基桥台桩侧向反应分析研究

在高速公路与桥梁的连接段,桥头路基软土引起的侧向荷载,对桥台桩基的水平位移和弯曲变形具有重大影响,严重时将导致桥台或桥梁结构的破坏.该文介绍了侧向变形土体常见的位移模式,研究了桥台桩的变形机制,并阐述不同模式下桩侧压力的产生机理.在此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,并对模型进行了求解.通过试验数据验证了计算模型的正确性.     

软土地基上桥台桩基受力算法研究

结合位于珠江三角洲软土地区的2座梁桥桥台病害的实地检测情况,对软土地基上桥台受力机理进行了分析。通过结合Ito基于塑性变形理论推导的用于计算位于移动土体中的桩基所受到的挤压力的理论计算公式和有限元分析方法,建立了符合软土地基桥台桩基实际受力情况的平面杆系计算模型。通过将计算结果与随后进行的16根桥台桩基的钻芯取样结果进行对比,揭示出了这2座桥的桥台桩基产生严重断裂的真正力学原因,从而初步找到了一种适合于软土地基上桥台桩基的计算方法。     

新旧拼接桥梁设计及桩基差异沉降分析研究

在桥梁拓宽改造工程中,必然涉及新建桥梁和原有桥梁基础差异沉降及桥面板的开裂等问题。拓宽设计方案采用桥梁下部结构分离、上部边梁现浇连接的方式进行拼接,桥墩和桥台拓宽部分均采用单排桩整体式承台形式。通过实测数据分析软土地区摩擦型桩沉降特征,并采用数值模拟和理论分析研究桩基沉降计算方法和控制技术,对新旧桥梁桩基设计计算提出了建设性意见和方法措施。     

高压旋喷桩复合地基加固设计与施工

高压旋喷桩加固软土地基是复合地基综合设计的一项应用技术,对需要较高承载力及要求较小沉降的涵洞及桥台接坡、行车道路软土地基采用较密的高压旋喷桩进行加固处理,对不需要较高的承载力而要求较大的沉降可以采用较疏的高压旋喷桩进行加固处理,可进一步降低工程造价,此法可以使构造物满足沉降要求条件下大幅度降低工程造价,此外对有充填的溶洞处理效果也不错,供公路涵洞、桥台接坡软土地基处理设计和施工参考。     

有限单元法分析桩基础结构内力

对于多层地质介质、变截面桩、位于软土地基的桥台桩基、中(小)桥桥台桩基考虑上部构造共同作用等复杂的桩基结构,采用“m”法已无法计算。本文结合某一事故桩基桥台的内力分析,介绍了有限单元法应用于分析复杂情况的桩基础结构。叙述了计算方法,作了计算结果比较,指出了目前应用传统设计方法所存在的问题。     

往复位移作用下整体桥台后土压力计算方法

整体桥具有使用寿命长、施工方便、造价及养护费用低等特点，目前在国内外得到了广泛应用与推广，但是，其台后土压力计算方法还缺乏深入研究。为此，以永春上坂大桥整体桥为设计背景，开展了整体式桥台-H形钢桩-土相互作用的低周往复荷载拟静力试验研究，主要研究了台后土压力大小及其衰减规律，并给出了桥台内力和台后土压力计算方法。研究结果表明：台后土压力与正向加载位移成非线性关系，且随着正向加载位移的增大而增大；台后土压力沿深度方向主要呈"三角形"与"梯形"分布，同时，台背处土压力合力作用点基本位于2/3桥台高度的埋深位置处；台后土压力沿纵桥向成指数衰减，且在台后2倍的桥台高度处基本衰减为0，即温度作用下整体桥桥台的纵向移动仅对台后2倍桥台高度范围内的土体有影响。现有研究及规范给出的方法不适用于整体桥的台后土压力计算，而所提出的台后土压力计算方法与试验、实桥监测结果较为吻合，其可为整体桥的设计及规范的制定提供参考与借鉴。     

带EPS的整体式桥台-桩-土相互作用拟静力试验

整体桥中台后土压力在温度循环作用下会发生较大变化,这种季节性横向土压力的变化在每次温度循环后会持续增大,其实际所受水平土压力会远大于桥台设计时的压力,同时桥台桩基会产生累积和残余变形,因而有效减少台后土压力与桥台桩基的累积和残余变形至关重要。为此以桥台-H形钢桩试件为研究对象,通过在桥台侧向施加水平位移荷载,开展带膨胀聚苯乙烯（EPS）填料板的整体式桥台-桩-土往复荷载拟静力试验,分析桥台、桩基的骨架曲线、滞回曲线及其沿入土深度方向的水平变形和桥台转角等的变化规律,初步研究EPS填料板的厚度对桥台-桩基-土相互作用受力性能的影响。试验结果表明：在台后埋设EPS填料板能有效减小上部结构变形时桥台所受到的水平力,最大可减小31%;同时,也可减小模型试件的累积变形,其随着EPS厚度的增加而逐渐减小,尤其对桩的累积变形减小最为显著,最大减小了74.3%;在台后埋设EPS填料板也可有效减小台后填土对桥台转角的约束作用;台后埋设EPS填料板会使单步位移荷载作用下产生的变形有所增大,但幅度不大;试验全过程各模型试件均表现出了良好的弹性性能和变形能力。     

整体式斜交桥台-桩-土体系往复加载拟静力试验

将整体式桥台引入斜交桥中形成整体式斜交桥，可有效改善地震中桥梁上部结构纵横向耦连效应造成的面内扭转及落梁现象；但整体式桥台中主梁与桥台浇筑为一体，在地震作用下将发生复杂的桥台-桩-土相互作用。为此，以某整体式斜交桥为原型，开展了斜交桥台-H形钢桩-土体系往复加载拟静力试验研究，探究了体系的抗震性能、台后土压力分布规律以及桥台和钢桩的水平变形特征等。结果表明：斜交桥台-H形钢桩-土体系具有较高的耗能能力及延性，台后土对体系的抗震性能影响显著。台后土提高了体系抗侧承载力及刚度，但亦造成正负向受力不对称性，其中正向抗侧承载力及刚度明显高于负向，但残余承载力及位移明显小于负向。在小位移（<0.01H，H为桥台高度）下，斜交桥台的台后土压力沿埋深方向近似呈三角形分布，最大土压力位于台底；沿水平方向呈抛物线形分布，最大土压力位于距桥台锐角0.25 m处；沿纵桥向呈三角形分布，最大土压力位于台背。在大位移（≥0.01H）下，台后土靠台背处出现明显扇形塌陷区域，导致桥台顶部土压力降低，沿埋深方向开始呈双折线分布，沿水平方向呈三折线分布，最大土压力位置不变；沿纵桥向呈双折线分布，最大土压力与台背距离随加载位移逐渐增加。试验结束时，桥台顶部塌陷区域深度近500 mm，宽度近600 mm。加载过程中桥台基本为刚体，出现平动及转动位移；由于部分台后土流动至钢桩前侧，钢桩顶部产生朝向台后土方向的局部累积变形，桩身水平变形在埋深0.25 m处出现拐点及最大值，而非桩顶，试验结束后无明显残余变形。     

石砌U型高桥台破坏机理及加固改进对策研究

石砌U型高桥台是西部山区公路建设中广泛采用的结构形式,也是一个受力复杂的砌体结构,在填土荷载和车辆荷载作用下经常发生局部开裂破坏,其破坏机理尚不清楚,为了研究其破坏机理并解决局部开裂破坏问题,本文采用常规U型桥台及钢筋混凝土圈梁及倒角加固改进后的10∶1模型进行试验研究,并进行了三维有限元分析。通过试验及计算结果,基本摸清了其破坏机理,并验证所采用的改进方法简单可靠。     

气泡混合轻质土在陕北淤地坝地基台背回填中的应用研究

在延安至延川高速公路淤地坝地质条件下选择试验段,开展高填方台背回填用气泡混合轻质土的设计、施工和质量控制,并对其力学性能、土压力（侧压力）大小以及路基沉降量进行监测。结果表明:淤地坝地基（地基承载力仅为100 kPa）可直接采用气泡混合轻质土进行台背回填,对原有地基只需进行简单的整平和碾压处理,其强度及变形能力均能满足使用要求,且现场监测结果发现台背所受侧压力最终都有趋于零的趋势,路基和地基均未出现显著沉降,可减少桥头跳车病害。     

无缝桥梁各关键结构刚度协调分配研究

随着科学技术的发展,交通行业的技术水平也在稳步提高,针对桥头跳车的问题,无伸缩缝桥梁研究逐渐被用到桥梁实际应用中。而无缝桥梁又称为无伸缩缝桥梁,分为材料无伸缩缝和结构无伸缩。结构无伸缩缝桥梁的的台后土压力会直接传至梁板等上部结构,桥梁各构件的刚度不同,台后土压力对无伸缩缝桥梁产生的效应也不相同。本文依据研究内容及结构刚度基本理论,建立了只包含梁板、桥台及桥台桩基三个结构的单跨整体式无缝桥梁,分别单一的改变三者刚度,得出其刚度变化对结构受力的影响,并拟合绘出的影响变化曲线得到四元函数,归纳了求解刚度协调分配系数的方法。     

整体式桥台-H形钢桩基-土相互作用水平变形机理研究

整体桥因整体性、抗震性、行车舒适性而被广泛应用。为了能吸纳整体桥在温度、地震作用下的水平往复变形，实际工程中其桩基主要采用H形钢桩。为深入研究整体桥H形钢桩基水平变形机理，以某整体桥为背景，开展了传统平衡土压力状态下H形钢桩-土、台后不平衡土压力下的H形钢桩-土以及整体式桥台-H形钢桩-土相互作用拟静力试验研究，分析对比了H形钢桩桩身水平变形规律，滞回、耗能和骨架曲线。试验研究表明，不平衡土压力对桩身水平变形影响较大。正负向加载时，HP模型桩身水平变形较为对称，变形规律为沿埋深方向逐渐减小，接着反向增大后减小至桩底为0。对于UHP模型，正负向加载时的桩身变形不对称，其中正向加载时的变形规律为沿埋深方向逐渐减小至0，接着反向增大至最大后减小；负向加载时的变形规律则与HP模型基本相似。AHP模型桩身水平变形规律则较为复杂，其变形介于HP模型和UHP模型之间。研究还表明：HP模型的滞回曲线较为饱满和对称,而AHP模型的滞回曲线存在显著的非对称;AHP模型的承载力和耗能能力最高，但延性最低。     

堆载引起桥梁墩台与基础的偏移及防治技术研究

针对桥梁墩台周围堆载引起桥梁结构偏斜的工程病害,通过在堆载作用下桥梁墩台布设测点,跟踪观测了堆载引起桥梁墩台与基础的变位性状。基于观测分析成果,利用BOZOZUK提出的分析标准,对实体工程的受损程度进行了评价,表明该桥梁已严重受损;提出了采用预应力锚索技术对偏移桥墩进行纠偏和采用预应力抗滑桩进行防治的联合处治技术,并进行了加固和纠偏效果评价;指出在山区或重丘区修建桥梁工程时,沿线弃方堆载于桥下,会引起桥梁墩台的偏移而造成桥梁结构无法正常使用甚至破坏。     

土压平衡盾构机密封舱土压力控制模型

基于有限元数值模拟方法,建立盾构机密封舱土压力的控制模型。通过分析盾构土压平衡的掘进参数之间及其与土舱压力间的相互关系,提出盾构机密封舱土压力优化控制模型。数值模拟结果表明：在保持推进速度不变的情况下,通过对密封舱内土压力的实时监测来控制螺旋输送机转速的实时变化,可控制密封舱内土压力在设定的范围内,从而实现土压平衡。