群桩基础水平位移研究

现有的桩(桩台)水平位移分析计算方法一般有:地基反力系数法、弹性理论法和有限元法。在《建筑桩基技术规范》与《公路桥涵地基与基础设计规范》地基反力系数法的基础上,分析了水平荷载在群桩基础中的荷载分配原则。对于非均质成层性地基中的基桩,考虑了竖向荷载与水平向荷载共同作用,对群桩基础水平位移进行了计算分析。     

基于Mindlin应力解的超大群桩基础沉降计算

针对18根和64根超长大直径群桩基础,采用Mindlin应力解,假定桩端阻力为集中力、桩侧摩擦阻力呈向下线性增加分布形式,推导沉降计算公式.在苏通大桥主塔下实际地基和离心试验模型地基条件下,分别按照应力比和变形比确定压缩土层的计算深度,对这两类超长大直径群桩进行沉降量计算.研究表明,对于超长群桩而言,基于Mindlin应力解,采用变形比法进行沉降计算比较合理;对于桩数不同的群桩,其计算精度也不相同,说明群桩效应对沉降计算有影响;在两类地基条件下,不论按应力比法还是变形比法进行沉降计算,与离心模型试验沉降值相比,其最大差值均不超过10%,说明利用模型地基进行沉降计算是可行的.     

欧洲规范中的桥梁基础设计

介绍了采用欧洲规范EN 1997-1进行桥梁桩基础设计的基本原理,包括极限状态、作用、基于计算的设计等内容,并着重介绍了用于ULS验算的三种途径及对应的分项系数取值,同时以国内《铁路桥涵地基与基础设计规范》和《公路桥涵地基与基础设计规范》为对照,分析了EN 1997-1的一些特点。     

铁路路基浅埋式桩板结构极限状态法荷载组合与配筋设计研究

我国铁路工程设计正从容许应力法向极限状态法转轨,2019年实施的《铁路路基设计规范(极限状态法)》缺少桩板结构极限状态法设计的荷载组合和配筋相关规定。桩板结构作为应用广泛的地基处理方式,有必要研究其极限状态法设计方法,为铁路路基设计全面转轨提供基础。通过系统研究浅埋式桩板结构极限状态法与容许应力法的荷载组合与配筋设计理论,采用有限元方法对瑞九铁路典型浅埋式桩板结构的荷载组合与配筋进行计算分析对比,主要结论为：(1)浅埋式桩板结构采用铁路桥涵极限状态法与铁路桥涵容许应力法荷载组合存在较好对应关系,设计方法转轨衔接流畅;(2)铁路桥涵极限状态法计算正截面承载力控制的板配筋量比铁路桥涵容许应力法计算配筋量多出约23%,安全余度存在较大差别;(3)浅埋式桩板结构采用建筑极限状态法设计存在组合值系数不明确、板抗剪安全余度低和裂缝控制配筋量低的问题,可靠度存疑,不建议采用。     

关于摩擦桩承载力计算深度修正的探讨

详细介绍《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTJ024— 85)和《铁路桥涵地基和基础设计规范》(TB10002.5—99)中关 于摩擦桩轴向受压容许承载力深度修正的问题,通过对两部规 范的比较,指出了计算桩长时须注意的问题,建议按现行的《铁 路桥涵地基和基础设计规范》规定的设计计算方法设计摩擦桩 基础,以确保桥梁基础工程的安全。     

群桩基础竖向承载力群桩效应模型试验研究

根据竖向荷载作用下群桩基础模型试验研究结果,分析了群桩的承载性状和群桩效应,试验结果表明,在本试验条件下,群桩效应系数大于1,与按规范公式计算得出的值基本一致.     

基于单桩静载试验结果的群桩基础沉降计算方法

提出一个利用单桩静载试验结果及弹性理论法确定群桩基础沉降的方法。该法中,基础中各桩在自身所受竖向力作用下产生的沉降按静载试验得到的沉降-荷载关系确定,由他桩引起的沉降则根据试验得到的桩侧摩擦力分布曲线及桩端压力,应用弹性理论法计算。计算中,对基础中各桩赋以不同的竖向力进行试算,从中寻找出能使承台的平衡方程及各桩沉降变形协调条件满足的组合,即为其真实解。按照上述原理,建立相应的计算公式,编制计算程序。最后,对一桥梁工程桩基础的沉降进行计算,并与实测结果进行对比,二者吻合较好,证明了本法的可行性及合理性。     

基于荷载传递理论的刚性桩复合地基沉降计算

研究目的:软土地区高速铁路路基地基处理一般采用刚性桩复合地基结构,但目前考虑桩土协同工作的刚性桩复合地基沉降计算方法仍存在不足。本文通过荷载传递理论描述桩与桩间土之间荷载转移规律,由最小二乘法拟合桩间土表面荷载引起的加固区附加应力抛物分布方程,尝试建立刚性桩加固区沉降计算模型,为刚性桩复合地基沉降变形验算及桩体平面设计提供理论依据。研究结论:(1)刚性桩加固区桩与桩间土之间存在荷载相互转移现象,桩侧同时分布正负摩阻力;(2)桩间土表面荷载引起的加固区附加应力为非线性分布,可采用五点最小二乘法拟合其抛物分布方程;(3)沉降模型关于京沪高铁试验段刚性桩复合地基沉降计算结果与实测值接近,计算偏差约15%;(4)Randolph理论关于桩侧和桩端刚度系数取值方法使桩土沉降差计算结果偏大,刚度系数取值的合理性需进一步研究总结。     

深大沉井基础基底承载力现场试验研究

针对至今尚未解决的深层土体承载能力现场试验确定问题,依托沪通长江大桥主墩深大沉井基础的建设,利用自行研发的深厚土层高压防水自稳型荷载测试装置,开展现场载荷试验,获得了沉井底部土层荷载-沉降曲线。试验结果表明:沉井底部土层极限承载力大于6.5 MPa。在此基础上,借助现有理论分析得出相应地基土体的变形模量为12.69 MPa,地基系数为36.79 MN/m^3。与现行《铁路桥涵地基和基础设计规范》相比较,地基承载力现场实测值比以安全系数2推算得到的规范值大15.3%。该测试装置的研发和试验结果的获得,为深基础基底土体承载力的现场测试提供了可靠的测试方法和设备,对于深基础设计计算理论的完善、相关规范的修订和施工工艺的优化等具有重要意义。     

考虑群桩效应的加筋碎石桩复合地基沉降比计算公式

采用非线性有限元分析方法,建立加筋碎石桩群桩性能分析模型,通过模型试验从复合地基沉降和加筋体应变2方面验证了所建模型的可靠性,计算分析不同因素对地基与桩顶沉降的影响。通过单桩与群桩沉降间的关系构建了考虑群桩效应的地基沉降比计算方法。研究结果表明:竖向荷载作用下加筋碎石桩复合地基存在明显群桩效应,在加固区桩间距对群桩性能的影响显著,但对桩端土体影响不大;不同桩土模量比下中心桩桩顶沉降随荷载的变化趋势一致;同一上部荷载下加筋碎石桩能有效减少地基沉降,但当加筋体刚度大于500 kN/m时增加加筋体刚度不能有效减少加筋碎石桩复合地基沉降;桩间距与桩径比在2~4内变化时,群桩和单桩沉降比随着桩土模量比的增加呈抛物线形下降,群桩和单桩沉降比变化范围约在0.6~2.0,且桩间距与桩径比越小时群桩和单桩沉降比变化幅度越大;桩间距与桩径比在5~6内变化时,群桩和单桩沉降比几乎没有变化。     

超长桩承载力自平衡试验及其应用

采用桩基自平衡检测试验新法对湖南某大桥超长钻孔灌注试桩进行了桩基承载力测试,对测试数据进行了整理和分析.应用结果表明,测试取得很好的工程效果,该法可以在类似工程中推广使用.     

深厚软土桥梁桩基荷载传递特性及沉降控制效果研究

通过杭甬铁路客运专线柯桥特大桥单桩静载试验,桩身应变、桩身压缩量及桥墩沉降的测试,研究深厚软土地区桥梁桩基的荷载传递特性及沉降控制效果。结果表明:桩侧摩阻力先于桩端阻力发挥作用;尽管桩端置于强风化凝灰质砂岩上,但在试验荷载下2根超长试验桩的端承比均小于1.5%,桩的承载特性表现为摩擦桩的性质;单桩静载试验实测的桩身压缩量占桩顶沉降量的85%以上;桥墩浇筑完成后经过753d的沉降观测,2个试验墩实测沉降量分别为3.00和3.41mm,其中,无砟轨道铺设后300d的实测沉降分别为0.11和0.25mm,表明在深厚软土地区采用超长钻孔灌注桩控制桥梁基础沉降的效果显著。     

包西铁路黄河特大桥深水钻孔桩施工技术

结合包西铁路黄河特大桥主桥水中钻孔桩施工,阐述了栈桥加墩位钻孔平台施工技术,直径2.0 m钻孔桩穿越流砂层的施工工艺,为今后深水钻孔桩施工提供了成功经验。     

水上栈桥和平台在人造覆盖层中的优化设计

研究目的:通过分析人造覆盖层中入岩深度和不同边界条件下结构的整体稳定性,提供深水裸岩河床条件下人造覆盖层中水上栈桥和平台的优化设计方法,确保其安全性和可靠性。研究结论:(1)为减少爆破工作量,裸岩河床人造覆盖层中可以采用短桩形式,且短桩条件下采用"拉列琴假定"计算的入岩深度可以确保其安全性和可靠性;(2)因无法准确计算人造覆盖层对栈桥桩和平台桩的侧向抗力,桩的底部约束可按铰结和固结两种方式计算,实际情况介于这两者的计算结果之间;(3)若栈桥桩与平台桩在独立状态下不能满足安全性和可靠性,应增加二者之间的连接系,连接系的规格、数量和位置需通过整体强度及稳定性分析确定。     

纵目沟特大桥新型柱板式空心高墩设计

以黄陵—韩城—侯马铁路纵目沟特大桥主桥为背景,介绍一种105m墩高的新型柱板式空心墩。从主梁设计、桥墩设计构思、受力分析、试验研究方面进行研究。计算结果表明,柱板式空心墩各项指标均满足相关规范要求,克服了高烈度地震下黄土沟壑区桥梁设计的困难。     

高速铁路桥梁桥下新建公路工程的安全性分析

新建公路工程下穿既有高速铁路桥梁工程时,公路施工和运营期间的恒载和活载作用会引起既有高速铁路桥梁基础的土层发生竖向和侧向变形,土层变形产生的附加应力引起既有高速铁路桥梁基础产生垂直沉降和水平位移,当上述变形超过规范要求时应重新确定下穿方案。结合某新建高速公路下穿已建成的大西高速铁路桥梁工程,从桥梁承载力、垂直沉降和水平位移等方面分析新建下穿工程引起的土层变形对大西高速铁路桥梁的安全影响,该新建公路工程以路堤占压铁路桥墩承台下穿大西高速铁路时,铁路桥墩桩基础的承载力和沉降均超出规范要求,新建公路工程实施时改为以公路桥的形式下穿大西高速铁路。     

考虑预应力损失的混凝土梁徐变计算方法

将按龄期调整的有效模量法与有限元法相结合,建立预应力混凝土梁桥徐变计算结构分析模型。模型考虑预应力束对结构整体刚度的贡献及预应力损失和徐变变形的相互影响,较准确的实现施工过程中、长期荷载作用下的徐变计算。根据此模型编制预应力混凝土梁桥徐变计算有限元程序,对小凌河特大桥32m预应力混凝土箱梁进行计算。程序计算结果与实桥试验结果吻合较好,能较好地反映桥梁上拱及徐变应变。     

大面积真空预压加固法处理软土地基技术研究

真空预压是软土地基加固处理的一种方法,结合京沪高速铁路上海虹桥枢纽工程的深厚软土地基加固处理与沉降控制资料,介绍采用真空预压加固的虹桥动车运用所软基的一个试验段施打排水板引起的沉降、地基表面沉降以及孔隙水压力的现场观测和试验,并对观测结果进行了分析。最后,结合现场测试数据,采用数值计算方法对地基加固措施的受力特性和沉降变形规律进行分析,得到的沉降量与实测沉降推算结果较接近。     

管棚支护下框架桥顶进设计和施工

郑州市金水路西延南半幅道路下穿金水路工程采用管棚支护路基、框架桥预制顶进的施工方法,控制路面沉降并顶进框架桥就位是项目成功实施的关键。采用有限元软件对框架桥顶进施工过程中路面的沉降进行模拟计算,分析路面沉降值及其规律。计算表明,顶进施工引起的路面沉降最大值约为13 mm,开挖影响范围约为工作面前方8~10 m,路基内设置吊梁和框架桥周围注浆措施可分别使顶进中路面沉降减少36.5%、7.4%。现场监测路面沉降规律和计算结果基本一致,工程采用的工法保证了项目的成功实施。     

怀邵衡铁路沅江特大桥主桥设计

怀邵衡铁路沅江特大桥主桥为矮塔斜拉加劲连续梁组合结构,跨径为(90+180+90)m,采用塔、梁固结体系,综述该桥上部结构设计与计算。主梁采用单箱单室变截面混凝土箱梁;桥塔采用双柱式桥塔,塔高28 m;斜拉索为空间双索面体系,扇形布置。采用MIDAS Civil2006及BDAP程序对该桥进行结构计算分析,结果表明:该桥静力、稳定及动力特性均满足要求。