基于极限状态法的悬臂式挡土墙设计研究

研究目的:悬臂式挡土墙是国内外常用的支挡结构,悬臂式挡土墙极限状态设计的研究,是为了考察现行规范设计该墙型的安全度并给出外部稳定性检算的极限状态设计表达式。本文通过对悬臂式挡土墙研究思路的总结和主要计算结果的分析,为该类支挡结构的极限状态设计方法研究提供思路,为规范的修编提供依据,为土压力的进一步研究提供参考。研究结论:(1)悬臂式挡土墙极限状态设计研究步骤:建立极限状态方程→计算可靠指标并确定目标可靠指标→计算分项系数及建立设计表达式;(2)悬臂式挡土墙抗滑、抗倾覆和基底应力及构件强度等可靠指标分析表明,悬臂式挡土墙整体抗滑和构件裂缝控制设计;(3)悬臂式挡土墙抗动验算可采用本文推荐的设计表达式进行设计;(4)对于悬臂式挡土墙悬臂板的结构设计,分项系数应根据土压力计算进行调整;(5)该研究结论可供悬臂式挡土墙设计参考。     

多级悬臂式挡土墙设计计算方法探讨

研究目的:为探讨多级悬臂式挡土墙工程设计问题,采用数值模拟与极限平衡理论分析方法,得出包括边坡整体稳定性与各级墙体局部稳定性两个方面的多级悬臂式挡土墙的设计计算方法。研究结论:(1)边坡整体失稳破坏模式为近似圆弧滑动模式,可采用圆弧滑动条分法分析边坡整体稳定性;(2)坡体中竖向压应力向下传递过程中,各级挡墙墙顶面位置的压应力呈多段折线型分布模式,可在此基础上采用库仑土压力理论计算各级悬臂式挡墙上的主动土压力,进而计算各级墙体的抗滑与抗倾稳定性、地基承载力和墙身强度;(3)给出了多级悬臂式挡土墙的主要设计计算步骤;(4)所建立的设计计算方法可为多级悬臂式挡墙的工程设计提供参考。     

桩基托梁衡重式挡土墙设计实践

依托深圳市某公路左侧边坡挡墙设计工程,对桩基托梁衡重式挡土墙进行了设计计算.设计计算主要包括墙断面强度验算、破裂角的确定、上墙下墙土压力计算、抗滑稳定性计算以及抗倾覆稳定性计算等几个方面,对类似的工程设计计算有借鉴意义.     

“建桥合一”式高架车站多遇地震水平抗震性能研究

《城市轨道交通结构抗震设计规范》规定,对于高架车站承受列车荷载的结构按《铁路工程抗震设计规范》抗震设计,非承受列车荷载结构按《建筑抗震设计规范》抗震设计。"建桥合一"的高架车站存在各规范对年超越概率、反应谱定义方式和参数取值以及强度验算指标规定不统一的问题,给设计工作带来困扰。结合工程实例,对多遇地震水平各规范应用中的设计水准以及强度指标相对安全性进行分析。研究表明:在多遇地震情况下,《城市轨道交通结构抗震设计规范》设计水准以及反应谱峰值远高于《建筑抗震设计规范》和《铁路工程抗震设计规范》;在强度验算方面,以《铁路工程抗震设计规范》的容许应力为验算标准更为安全,并在工程实例分析中得到验证;地铁高架车站多遇地震水平的强度验算过程可简化为采用《城市轨道交通结构抗震设计规范》进行地震动输入、直接采用《铁路工程抗震设计规范》进行强度验算。     

钢纤维混凝土裂缝宽度影响系数试验探究

研究目的:现行规范中钢纤维混凝土裂缝宽度影响系数取值过于保守,由其制成的构件或结构应用于交通隧道工程中不具有较好的经济性,而规范规定其值宜通过试验确定。基于此,本文通过构件试验及数值试验,得到钢纤维混凝土裂缝宽度影响系数随裂缝宽度的变化曲线,结合可靠度及概率论,通过数据统计分析得到钢纤维混凝土裂缝宽度影响系数值。研究结论:(1)钢纤维能够有效降低混凝土构件裂缝宽度,相对于同一配筋形式下的钢筋混凝土构件,裂缝宽度降低50%以上;(2)通过纯弯梁和偏压柱的构件试验及数值试验,计算得到钢纤维混凝土裂缝宽度影响系数为0. 42;(3)裂缝宽度影响系数随构件横截面尺寸的增大而增大、随裂缝宽度的增大而减小;(4)本研究成果可为钢纤维混凝土裂缝宽度影响系数的进一步研究提供借鉴。     

卸荷板挡墙的设计实践

依托深圳市罗湖区"二线"插花地大望村公路东侧边坡挡墙加固工程,分析了原挡墙存在的问题,提出了用卸荷板挡土墙对原挡墙结构进行加固的方案,并对卸荷板挡墙进行了设计计算。设计计算包括墙后土体参数的正确选取、板上板下土压力计算、抗滑稳定性计算、抗倾覆稳定性计算以及地基承载力验算等。同时根据地质条件与原有挡墙的情况对卸荷板挡墙的施工给出了具体技术要求。     

地震荷载下土体应力分析与挡土墙土压力计算分析

地震荷载作用下,按现有规范采用拟静力法设计的挡土墙仍发生了各种破坏。为探索地震荷载下土中应力分布对于岩土抗震工程的作用,合理地进行挡土墙抗震设计,采用拟静力法对地震荷载进行描述,根据弹性力学理论并假设问题满足平面应变的条件下,推导地震荷载下土体主应力的大小和方向的计算公式。通过对该点Mohr应力圆的分析,给出挡土墙动土压力大小与土体裂缝深度计算方法。研究结论:(1)地震主动和被动土压力系数均随着内摩擦角的增大而增大;(2)黏聚力对地震主动土压力系数的大小无影响,对地震被动土压力系数的影响较小;(3)土体裂缝深度随内摩擦角和黏聚力的增加而增大。     

《铁路隧道设计规范》修订内容评析

研究目的:通过对行业标准《铁路隧道设计规范》(TB 10003—2016)全面修订涉及的规范适用范围、设计使用年限、围岩分级、洞口工程、隧道防排水、衬砌配筋、无砟轨道及不良地质衬砌设计等主要内容的介绍和评析,指明今后隧道设计应重视和完善的新内容,使隧道工程设计更好地适应铁路建设发展要求。研究结论:(1)修订了规范适用范围,增加了隧道跨度分类标准,补充了隧道各部分结构设计使用年限要求;(2)引入了围岩基本质量指标BQ,补充了施工阶段围岩亚分级,完善了隧道围岩分级方法;(3)完善了洞口设计规定,增加了掘进机法及盾构法隧道衬砌设计要求,修订了衬砌受力钢筋的最小配筋率及构造要求;(4)优化了隧道防水等级标准及适用范围,补充了防排水措施、隧底排水要求;(5)新增了岩溶、瓦斯、高地应力区、黄土、寒区等不良地质及特殊岩土隧道设计规定,新增了施工方法及措施内容,增加了环境保护设计规定;(6)本研究成果可为铁路隧道设计施工提供借鉴。     

对挡土墙设计中几个问题的探讨

通过对挡土墙高度、偏心距、基底应力的分析 ,提出挡土墙设计不必拘泥于规范对挡土墙高度的限定 ,可根据实际情况因地制宜地选择挡土墙类型及确定挡土墙高度 ,只要在偏心距与基底应力检算中 ,墙趾、墙踵应力满足要求即可。     

关于既有桥梁基础验算中几个问题的探讨

基础在投入使用后,设计时使用的规范难免会发生变更或调整。此时,若对既有桥梁基础进行验算,应怎样选用相关规范的规定值得探讨。本文结合新旧《公路桥涵地基与基础设计规范》等相关规范的特点,就既有桥梁基础验算时应注意的几个问题进行了探讨。     

基于极限状态法的桩板式挡土墙设计研究

研究目的:桩板式挡土墙是常用的支挡结构,桩板式挡土墙极限状态设计的研究,是为了考察现行规范设计下,该结构的安全度并给出锚固段极限状态设计表达式。本文通过对桩板式挡土墙研究思路的总结和主要计算结果的分析,为桩板式挡土墙极限状态设计提供参考。研究结论:(1)桩板式挡土墙极限状态设计研究步骤:建立极限状态方程→计算可靠指标并确定目标可靠指标→计算分项系数及建立设计表达式;(2)路肩式桩板墙可靠指标分析表明,可靠指标满足或接近公众需求;(3)桩板墙可参照现行《铁路路基支挡结构设计规范》进行设计,但高边坡路堤和路堑墙应采用较大的荷载分项系数,同时设计中应注意采取减小边坡土压力的措施;(4)提出了路肩式桩板墙锚固段计算的设计表达式及分项系数建议取值;(5)该研究结论可供路肩式桩板墙设计参考。     

中德高速铁路路基设计主要技术标准对比分析

研究目的:为完善我国高速铁路路基设计技术标准,结合《高速铁路设计规范》(TB 10621—2014)及德国铁路行业标准《土工建筑物和岩土工程设计、建设和维护》(Ril836—2013),从设计理念、计算荷载、路基结构、路基填料、压实标准、工后沉降标准6方面展开对比分析,提出中德高速铁路路基设计主要技术标准的差异性。研究结论:(1)中德标准中大部分要求是等同的,但在局部内容上设计思路存在差异;(2)中德主要技术标准参数取值基本等同,中国标准仍存在补充完善之处;(3)德国标准的保护层设计理念可用于我国高速铁路路基基床设计方法研究。     

重力式挡土墙可靠度设计方法研究

研究目的：为《铁路路基支挡结构设计规范》按可靠度方法进行修订编制提供依据。 研究方法：采用理论研究、试验分析、计算统计以及校核分析相结合的方法。 研究结果：建立了重力式挡土墙基于可靠度理论的设计表达式；计算并统计了按现行规范设计的挡土墙可靠指标；推荐了目标可靠指标建议值、荷载分项系数和抗力分项系数参考值；提出了重力式挡土墙可靠度理论的设计原则和计算方法。 研究结论：选取的目标可靠指标能满足工程安全要求；按本课题提出的设计方法设计出的挡墙尺寸，与传统方式的计算结果接近；荷载分项系数的取值与美国规范相近。课题研究所提出的重力式挡墙设计公式、目标可靠指标及分项系数建议值，可作为《铁路路基支挡结构设计规范》修订的参考。     

"超高""超近"悬臂式路肩挡土墙的工程实践

悬臂式路肩挡土墙是一种轻型铁路支挡构筑物,多使用在地基承载力不高的地区和建筑高度较矮的工程项目上,国内外的工程实践表明,墙高一般不宜超过6 m.面对工程建设的需要,在河北省遵化市热电厂铁路专用线卸车线的工程设计中,采用了10 m高、挡墙外缘距线路中心线1.95 m的悬臂式路肩挡土墙,突破了规范的挡墙常规高度,解决了工程中遇到的难题,为铁路悬臂式路肩挡土墙工程的设计施工提供了实践经验.     

中法有砟道床断面设计技术标准分析

为在国际铁路竞争市场中提高中国标准的国际认可程度,中国宜充分借鉴吸收国外标准。通过对比分析中法两国有砟道床断面设计差异,结论如下:(1)中国规定道床厚度主要根据列车轴重和速度取值,法国标准除此之外还考虑轨枕类型;(2)两国标准中新建线路砟肩宽度范围相近,中国标准进一步明确道床顶面宽度;(3)中国标准中无缝线路除在速度等级250≤v<300 km/h时正线堆高为10 cm外,其余均为15 cm;法国标准中,针对断面不同加固程度,堆高为0～15 cm;(4)中国标准正线边坡坡度采用1∶1.75,法国标准采用(1∶1.5)～(1∶3.0)。法国标准灵活性较强,适用工程范围更广,我国标准可借鉴其设计取值方法以提高对于不同国家工程的经济适用性。     

中美公路桥梁设计规范对比研究

在承担南美洲一些国家桥梁工程设计中,一般都使用美国规范。因此,首先要对当事国使用的设计规范进行深入研究和分析,找出设计方法、设计参数取值、设计荷载及荷载组合等方面的不同;在相同跨径、截面及受力条件下,比较美国规范与我国规范钢筋混凝土梁的配筋计算结果,以此熟悉国外工程设计特点,了解与我国设计规范的不同点,提高设计质量,为其他国外工程设计提供参考,同时也为我国规范的改进和修订提供参考。     

国内外钢筋混凝土铁路桥梁设计方法比较分析

在介绍了工程结构设计方法的演变历史之后,对我国铁路桥涵设计规范TB 10002.3—2005,美国铁路工程协会标准AREMA和欧洲桥梁设计规范EN 1992-2:2005中,钢筋混凝土铁路桥的设计方法和荷载组合进行了比较。分析表明,各规范考虑的主要设计荷载相同,但采用的荷载组合方法有所不同。我国铁路桥梁设计规范采用的是容许应力法;美国铁路工程协会标准采用两种方法,其中的使用荷载法与我国规范的容许应力法概念上相同;欧洲规范采用以概率论为基础的极限状态设计法,该方法能更合理地反映结构和构件的安全水平。各规范对裂缝和变形的控制和计算方法不同,我国铁路规范TB10002.3—2005裂缝和变形计算均采用荷载的标准值,美国铁路规范AREMA通过限制纵筋应力实现裂缝控制,不具体计算裂缝的宽度,变形计算采用未乘系数的荷载,欧洲规范EN 1991-1-1:2004裂缝和变形计算采用荷载的准永久组合。     

钢筋混凝土及预应力混凝土桥梁斜裂缝原因探讨

通过分析和工程实例,探讨钢筋混凝土及预应力混凝土桥梁产生斜裂缝的一些原因。首先,公路桥梁设计规范关于斜截面抗剪强度的规定,忽略了斜裂缝宽度的计算与限制,也忽视了主拉应力与抗剪强度的关系,同时截面尺寸的限制也不合理。其次,设计计算误差过大、设计不合理或交底不详,以及施工质量低劣,也是造成桥梁出现斜裂缝的主要原因。     

铁路路堑装配式绿化挡墙关键技术分析研究

研究目的:本文以川南城际铁路泸州车站路堑边坡装配式绿化挡墙工点为依托,对该挡墙结构的受力特点、位移变形情况采用仿真模拟分析研究,确定该挡墙技术合理、经济可行的关键技术参数。研究结论:(1)装配式绿化路堑挡墙紧贴开挖坡体施作,必要时设置趾板和凸榫;(2)趾板宽度为1 m时较无趾板情况下的墙体位移有显著下降,建议趾板宽度设置为1～1.5 m;(3)锚杆的设置会显著改善装配式挡墙的受力和位移,挡墙设置锚杆时,锚杆间距对装配式路堑挡墙的变形和稳定性有较大影响,对于风化泥岩的路堑边坡,建议锚杆竖向间距不大于2.1 m;(4)墙体主要表现为肋柱受压,且肋柱与基础底板连接处发生显著应力集中,应合理进行构造柱配筋,并加强肋柱与基础底板处的配筋设计;(5)本研究成果对路堑支挡工程的推广应用具有指导意义。     

桩基挡墙在高速铁路陡坡路基中的应用

重力式挡土墙和桩板式挡土墙是两种常见的铁路路基支挡结构形式。对于陡坡路基路堤侧支挡工程,当重力式挡墙的墙高、墙趾埋深或基底应力等受控制时,常采用桩板墙进行路堤支挡。但当桩板墙悬臂端过长,桩顶水平位移难以控制或不经济时,可将两者有机结合起来,形成桩基托梁重力式挡墙,可较为经济地实现路堤支挡的目的。结合某在建高速铁路工程案例,详细阐述陡坡路基桩基挡墙的设计及施工要点。