湘黔铁路资水大桥冲刷稳定性计算分析

以湘黔铁路资水大桥为研究对象，就冲刷对铁路重力式实体桥墩稳定性的影响进行研究。采用弹性半空间地基模型分析基底冲刷淘空面积对桥墩稳定性的影响，并通过Matlab计算程序给出影响曲线表达式。通过曲线拟合出粒径和局部冲刷深度之间的关系。研究结果表明：基底冲刷淘空面积对桥墩稳定性各检算项目都有明确的影响，其中墩顶弹性水平位移和合力偏心矩较敏感，在基底冲刷淘空面积较小时率先达到最大容许值，此时二者对应的冲刷淘空面积占基底总面积百分比的最小值分别为14．3％和17．8％；当其他因素一定时，河床土粒径对局部冲刷深度有明显的影响，这种影响在粒径小于0．12m的范围内变化时最为强烈。分析结果反映出适当增大桥墩周围河床土粒径可以有效提高其冲刷稳定性。     

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。     

新型桥墩局部冲刷研究

由桥墩引起的局部河床冲刷一直是国内外学者关注的研究课题，因其因素复杂，研究大都采用了半理论半经验的方法，六十年代由铁道部科学研究院研究的桥墩局部冲刷公式就是采用了这种方法，公式中的路桥渡勘测设计起着重要作用，但近年来出现的新的大尺度墩形，需要研究其墩形局部冲刷系数，通过对实验室实验对原公式中的墩形系数进行了扩充研究,填补了近年来跨江，跨海大距度桥梁设计中发展的两种新型桥墩局部冲刷墩形系数，采用与原有墩形系数相同的实验方法和水沙实验条件，使新墩形系数和原有墩形系数具有可比性和系统性。     

潮流作用下群桩局部冲刷试验研究

在分析和评价国内外研究进展的基础上,建立潮流作用下群桩局部冲刷动床物理模型,进行70余组试验,观测在不同的水文条件、工程地质条件下的群桩冲刷情况,研究潮流作用下群桩局部冲刷的形成过程和机理,分析潮汐往复水流与单向恒定流分别作用下桥墩局部冲刷深度的相关关系;通过分析试验数据推求潮汐水流作用下桥墩局部冲刷深度的计算方法。     

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。     

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。     

重载铁路水冲受损桥墩适应性分析及加固控制技术

以受洪水冲刷的一座重载铁路浅基桥墩为对象，基于现场试验、数值模拟、在线监测等方法，研究大轴重运输条件下冲刷程度、荷载类型等因素对水冲受损桥墩刚度、稳定性和动力响应的影响。基于安全运营需求，提出一种实时监测+定期监测的加固施工安全监控方法，并开展实际工程应用研究。结果表明：冲刷引起墩台基础土体流失和约束降低，导致桥墩刚度减小、稳定性下降和振动加剧；随着冲刷深度增加，桥墩与主梁振动响应逐渐增大，桥墩自振频率逐渐降低；大轴重列车作用下，随着列车速度和轴重增加，桥梁振动响应逐渐增加，桥梁振动响应与列车速度、轴重均成线性关系。对结构振动响应和墩台变位进行加固施工安全监控，发现加固过程中基础开挖和冲击钻孔是关键施工控制环节，且导致了桥梁横向振动显著增加，而基础加固施工对桥墩结构横向振动影响较小，且各项施工内容对结构沉降、水平位移和纵向振动的影响相对较小。     

路基边坡坡面冲刷强度探讨

在南方花岗岩地区和北方黄土地区修建铁路公路时，路基边坡常常会发生较为严重的坡面冲刷问题，坡面冲刷强度是路基坡面冲刷研究中的关键内容之一。坡面冲刷强度在数值上等于坡面流挟沙冲刷能力，包括推动冲刷和悬移冲刷两部分，水流中土颗粒在运动中相互碰撞时，会产生颗粒剪切力和粒间离散力，结合能量守恒原理，推导得出坡面流推移冲刷强度，土颗粒在水流中下沉时，土颗粒重心作为一个重体基本保持在一定高度，那么水流必须以与沉速相同的速度将土颗粒举起，推导得出坡面流悬移冲刷强度，以南方花岗岩风化层路暂边坡为例，对路暂坡面冲刷强进行了计算，计算结果可供路基边坡设计和养护参考。     

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。     

砂砾土注浆结石体抗冲刷特性试验研究

砂砾土广泛分布于洪涝灾害多发区,而注浆是提高土体抗冲刷能力的一种常用方法,探明注浆对砂砾土抗冲刷特性的影响对于提高砂砾土路基的防洪性能有重要指导作用。通过自行设计的动水冲刷试验台进行砂砾土注浆结石体动水冲刷试验,以颗粒冲刷流失率作为注浆结石体抗冲刷性能的定量评价指标,研究砂砾土注浆结石体在不同动水流速、含水率、注浆量以及养护龄期下的冲刷特性变化规律,并采用灰色理论分析动水流速、含水率、注浆量以及养护龄期与砂砾土注浆结石体颗粒冲刷流失率之间关联度。结果表明,冲刷的动水流速越高,砂砾土注浆结石体的颗粒冲刷流失率越高;砂砾土处于低水流速环境中时,增大注浆量可有效降低砂砾土的颗粒冲刷流失率;当砂砾土处于高水流速环境时,通过提升注浆量并不能有效提高抗冲刷效果;砂砾土注浆结石体在处于最优含水率时抗冲刷能力最强;随着注浆量的提升,结石体抗冲刷能力不断增大,但增速逐渐降低,而留存结石体形态逐渐从不规则锥形体发展为椭球体,留存结石体的尺寸也在不断增大;随着养护龄期的增长,注浆结石体的抗冲刷能力有一定的提升,但增长速度逐渐降低趋于平缓;对砂砾土结石体冲刷流失率影响程度从大到小依次为动水流速、含水率、注浆量...     

大型沉井施工期局部冲刷模型试验及工程验证

泰州大桥中塔采用了目前我国最大规模的水中沉井基础,浮运沉井施工过程中,由于沉井、水流、泥沙三者的相互作用,将会产生浮运沉井施工期冲刷,进而影响沉井施工,准确地了解沉井下沉过程中的局部冲刷深度具有重要的工程意义和实用价值。通过河工模型试验分析大型水中深井下沉过程中的局部冲刷情况,并提出相应的计算公式。施工期间对河床的局部冲刷进行监测,监测数据表明模型试验的结果基本可靠,并根据实际局部冲刷数据,提出了有关的沉井施工建议。     

浅基桥墩的加固方法

宝成线上的浅基桥墩，屡有洪水冲毁的事例。鸭子河大桥试用小直径外孔桩帷幕压浆加固浅基桥墩后，经受了建桥以来最大洪水冲刷的考验。     

考虑起始水力坡降时粘性土渗透系数的确定

基于粘性土的达西定律和水流连续性原则,建立了考虑起始水力坡降时粘性土的渗透系数公式和起始水头计算公式,并通过渗透系数的极差、反算水头和实测水头的最大偏差和均方差来评价所提出的公式和规程公式的误差。实例分析结果表明:考虑起始水力坡降后,采用所提出的公式得到的渗透系数大于采用规程公式得到的渗透系数值;所得到的渗透系数本身的极差、反算水头与实测水头的最大偏差以及均方差均小于规程中不考虑起始水力坡降时得到的相应值;考虑起始水力坡降后的粘性土的渗透系数更能反映粘性土的实际渗透情况。     

预制拼装铁路重力式桥墩的抗震性能研究

为适应中国铁路建设向高烈度震区快速发展的需要,解决传统预制拼装桥墩墩柱及承台连接位置薄弱等问题,提出一种灌浆波纹管连接的模块化预制拼装桥墩体系,通过设置承台与墩身塑性区域共同浇筑及墩底局部无黏结段增强桥墩的抗震性能。制作1个局部无黏结整体现浇铁路重力式桥墩模型和1个局部无黏结预制拼装铁路重力式桥墩模型开展拟静力试验,并结合有限元分析,进行预制拼装铁路重力式桥墩抗震性能研究。结果表明：局部无黏结预制拼装桥墩整体连接性能稳定,可通过墩底塑性区域破坏与墩身及节段间的摇摆实现共同消能,其破坏模式表现为墩底塑性区域的弯曲破坏,未发生破坏位置转移现象;局部无黏结预制拼装桥墩等效塑性区域高度比整体现浇桥墩降低,抗侧向水平承载力与耗能能力提升显著,位移延性能力良好,可适应更大加载位移,最终累积耗能增长64.3%;结构接缝位置连接稳定可靠,同等加载位移下等效刚度基本一致,抗震性能得到明显提高;预制节段划分对预制拼装铁路重力式桥墩抗震性能的影响不大。     

桥台局部冲刷的计算方法

通过成因分析和概化模型试验，以及根据国内外已发表的试验资料，本文建立了一个新的预测桥台冲刷深度的计算公式。该公式将清水冲刷与动床冲刷合二为一，结构简单，计算结果可靠，可供工程技术人员设计桥台基础埋深时参考使用。     

京哈线滦河大桥桥墩病害原因分析及其整治

对京哈线滦河特大桥桥墩病害产生的原因进行分析:上游水库放水,下游挖沙加速了河道下切,受河流冲刷、冻融破坏等影响,桥墩发生了桩基外露、钢筋混凝土腐蚀等病害。对大桥6号~12号墩建桥时河床面高程与现状进行对比,确定了主河道改变后对桥墩冲刷的严重程度。在此基础上,采取了如下整治措施:在河道中设置导流坝分期导流,清理河道内建筑垃圾,对桩基进行围堰加固、浆砌片石防护等。     

桥台局部冲刷的计算方法

通过成因分析和概化模型试验，以及根据国内外已发表的试验资料，本文建立了一个新的预测桥台冲刷深度的计算公式。该公式将清水冲刷与动床冲刷合二为一，结构简单，计算结果可靠，可供工程技术人员设计桥台基础进埋深时参考使用。     

矩形和圆形截面重力式桥墩极限承载力折减系数的计算方法

对采用极限状态设计法，混凝土及石砌矩形和圆形截面实体桥墩，处于单向及外向偏心受压状态下，极限承载力的计算方法进行探索。对不计材料抗拉能力的截面强度计算公式进行推导，绘制了相应的关系曲线和数据用表。     

动力荷载下钢管混凝土墩柱抗震性能极限分析

为研究钢管混凝土桥墩极限抗震性能，采用Abaqus软件建立圆钢管混凝土桥墩三维实体-壳单元有限元模型。为更准确的描述圆钢管混凝土桥墩的抗震性能退化、震后残余位移变化规律，模型中对混凝土引入裂缝、对钢管引入韧性损伤，进行单向拟静力、单向拟动力、双向拟动力、振动台加载下圆钢管混凝土桥墩抗震性能试验验证。分析结果表明：考虑水平裂缝和钢材韧性损伤影响的钢管混凝土墩柱实体-壳精细有限元塑性抗震计算方法合理，反映循环荷载下钢管混凝土桥墩的滞回曲线“捏拢”效应、塑性大变形阶段承载力退化现象和单、双向动力荷载下钢管混凝土桥墩震后残余位移，也反映钢管混凝土墩柱的界面滑移和约束作用规律；相同地震波作用下全填充钢管混凝土桥墩的地震响应最小，填充混凝土有利于提高桥墩的极限抗震能力。提出适用于双向地震波作用的钢管混凝土桥墩墩顶残余位移与最大位移响应之间的计算公式。     

深圳地铁大科区间SK3+221线间通道暗挖技术

介绍深圳地铁大科区间SK3 + 2 2 1线间通道在局部流塑状粘性土地层中的施工要点