软土地基水平受荷桩基础力学性能研究

通过国内不同规范和文献的对比研究以及工程实例分析,建议以桩基地面水平位移达到6 mm的水平荷载作为桩基横轴向容许承载力,或者采用建筑桩基规范桩基水平承载力公式估算。考虑到软土地基桩土作用非线性的特点,引入了NL法对水平受荷桩内力和变形进行分析,建立了软土地基桩基在水平荷载作用下的精确分析方法;在相同的水平荷载作用下,采用m法计算的水平受荷桩变形值和内力值要比采用NL法计算的数值分别增大150%、15%左右,采用m法进行水平受荷桩设计时偏于保守。     

新溆高速公路两江特大桥桩基受力与变形分析

新化至溆浦高速公路是位于我国西部山区。在这些地区修建高速公路时,往往会遇到一些特殊问题,如两江特大桥陡坡段桥梁桩基安全性问题。与平地上普通的桥梁桩基相比,位于陡坡上的桥梁桩基受力与变形更为复杂,现行的设计计算方法亦不能满足工程实际的需要。通过借助有限差分法,考虑边坡荷载对基桩的影响,对两江特大桥左幅19#墩桥梁桩基的受力与变形进行分析计算。计算发现,桩身最大弯矩和最大剪力作用位置基本位于强风化层和中风化层的分界面附近;考虑边坡荷载作用,计算得到的桩顶水平位移不满足变形要求,且桩身内力较大,必须对边坡进行相应的防护加固设计。     

山区河流淹没式钢栈桥钢管桩受力性能分析

依托广东省大潮高速公路韩江大桥钢栈桥,根据实际地质资料采用线弹性地基反应法模拟桩-土受力情况,设计参数按照有关规定取值,分别考虑栈桥每排4根桩基和每排3根桩基2种工况下的荷载基本组合和偶然组合,考察2种工况下栈桥桩基在淹没状态水流力等水平荷载作用下的承载能力。通过相关分析,增设辅助桩可明显改善栈桥桩基受力性能,为后续类似淹没式栈桥设计提供参考。     

高陡横坡段桥梁桩基设计计算方法及工程应用

在西部山区修建公路或铁路,常需将桥梁桩基设置在高陡横坡上。与平地上的桥梁桩基相比,位于横坡上的桥梁桩基受力与变形更为复杂,而相应的设计计算方法亦落后于工程实践。在前人研究的基础上,进一步分析了高陡横坡段桥梁桩基的受力特性,建立了其受力与变形分析的简化计算模型,并借助有限差分法,对个特征桩段的挠曲变形微分方程进行求解,从而提出了高陡横坡段桥梁桩基设计计算方法。最后,以张一花高速中某桩基工程为例,分别利用规范法和本文计算方法进行计算,结果对比分析表明,本文计算方法与规范法吻合较好,而本文计算方法既能够考虑了桩顶复杂荷载的影响,又能够考虑边坡荷载的作用,由此设计的基桩更为合理安全。     

钢桁腹梁桥结构构件的空间受力特性分析

采用Midas/Civi1 2010计算软件对某匝道引桥结构进行仿真分析,模拟了该引桥结构构件的空间受力特性,得到不同荷载作用下反映桥梁实际工作状态的动力学参数.分析结果表明:各荷载组合作用下结构受力、变形和应力均满足规范要求;结构的固有频率随引桥振型阶次的增加而增大,在设计时应尽量使引桥的固有频率避开第1阶振型频率,以避免共振现象发生;空间静、动力及屈曲分析表明:桥梁主拱刚度较大,结构变形较小,结构安全.     

船闸桩基底板有限元受力分析

在泵闸,船闸等大体积混凝土工程中,基础设计时经常使用桩基基础来承载上部荷载,桩基底板的受力分析往往对设计结论起到很大的指导作用。为了得到合理的底板受力结论,对某船闸的桩基进行数学模型简化,将桩基简化为弹簧模型,同时采用两种不同的有限元软件,分别建立三维模型,划分网格和计算结论进行对比。分析发现,两种软件的计算结果相近,误差较小,计算弯矩值较合理,可被设计采信。     

曲线段上预应力混凝土T梁桥横隔梁受力分析

在对曲线段上预应力混凝土T梁桥设计方法进行介绍的基础上,建立了梁格模型,在对称和偏心车道及车辆荷载作用下对中横隔梁设置方式差异造成的影响进行计算比较分析,结果表明中横隔梁设置方式差异对桥梁结构受力状态影响很小,可忽略不计。另外,随着新规范的运用,采用车道荷载及车辆荷载加载对横隔梁进行受力分析,结果表明车道荷载加载结果与偏心压力法计算的横隔梁竖向弯矩结果相近,远大于车辆荷载加载所产生的竖向弯矩结果,对以后设计有一定的借鉴作用。     

并桥位新建桥梁对既有桥梁桩基的影响分析

以某新建黄河公路大桥为工程背景,针对新建桥梁与既有桥梁并桥位建设,新旧桥梁桩基距离近的结构特点,采用岩土数值模拟方法对新建桥梁施工及运营期既有桥梁基础变形及受力的影响规律进行分析研究。结果表明,新建桥梁建成后,既有桥在运营荷载作用下基础平均沉降值为2.7 cm,最大横桥向变形值1.2 cm。施工期不均匀沉降值1.4 cm,桩基受力增大10%,桩身最大压应力为8.68 MPa,承台最大拉应力为1.18 MPa,既有桥桩基变形量及桩基承载力满足设计及规范限值要求。     

不同荷载组合作用下的桩基承载性能研究

在桩基础设计中通常分别确定单桩的竖向和水平承载力,而不考虑竖向荷载与水平荷载之间的相互作用对桩的承载力的影响,这显然不能反映桩的真实受力状况,目前考虑在黄土中桩基受到竖向荷载和水平荷载之间相互作用的研究还较少。利用ABAQUS有限元软件模拟吴定高速中桩基的载荷试验结果,选用合理参数后保证有限元计算结果与载荷试验的结果相一致,在此基础上,研究竖向和水平荷载共同作用下桩基的承载性能。分析表明:就本文研究对象,对于承受水平荷载和竖向荷载的桩,先施加竖向荷载的条件下,存在一个最有利竖向荷载,此时对减小桩顶水平位移的作用最明显;而当先施加水平荷载的情况下,水平荷载对桩的极限承载力无较大影响,但对其沉降有一定的减小作用。     

大直径阶梯型变截面桩水平承载特性试验研究与理论分析

为研究大直径阶梯型变截面桩基础在横向静荷载作用下的变形及受力特性,选取2根深水大跨度桥梁大直径阶梯型变截面桩,开展了实桥桩基水平承载特性试验研究,根据水平荷载~位移曲线、水平荷载~转角、水平荷载~桩身拉压应变曲线的测试结果,分析了变截面桩的水平承载特性,并在此基础上对阶梯型变截面桩横向静载荷作用下的水平位移及作用效应进行了理论分析与公式推导。结果表明:随着水平作用力的逐级增加,变截面桩加载位置的水平位移和转角均呈线性增加;变截面位置的桩身应变和内力值变化最大,表明变截面位置桩基受力复杂,需要适当加强配筋;理论模型计算结果与实桥试验结果具有相似的规律性,说明了理论计算模型的可靠性,可作为设计参考。     

滩涂淤高对桥梁桩基受力的影响及对策研究

崇启通道(上海段)的越江桥梁部分基本建于滩涂区域,远期将要吹填成陆,淤高荷载将对上部连续的基础沉降产生影响,同时引起桩基的负摩阻力效应。通过数值模拟,考虑了桩顶荷载、群桩效应等,分析比较了规范计算与数值计算的差异,并采用"先筑堤再沉桩"的施工工艺,通过对桩基承载力的验算确保桩基设计的安全性。     

高陡斜坡条件下桥梁桩基数值分析

高陡斜坡条件下桥梁桩基承载机理主要涉及桩的受力性状、荷载传递规律等方面,考虑桩-土(岩)相互作用影响,将桩周岩体及陡坡纳入分析体系,问题复杂,采用解析方法难以解决,故引入数值方法成为必然。文中以贵州省余庆至安龙高速公路沙河大桥桩基工程为背景,采用midas GTS NX软件对桩基进行数值模拟,分析计算桥桩的受力,同时研究桥梁在不同荷载作用下,所处边坡的力学响应,不同荷载组合效应对横坡段桥梁桩基结构内力和位移的影响,为高陡斜坡段桥梁桩基结构的承载特性研究提供参考。     

汉江大桥主梁设计与受力分析

结合郧县至十堰汉江大桥主梁设计,运用ANSYS有限元计算程序对各种荷载工况作用下主梁的受力进行分析。结果表明,主梁采用长悬臂翼缘,同时设置横向加劲矮肋改善结构受力,可减少混凝土数量,降低施工难度,并且满足规范要求。     

公路路堤抗溶洞塌陷水平加筋体受力机理及设计方法研究

在"喀斯特"地貌地区高速公路路堤常遇到下卧潜在塌陷岩溶空洞的情况,这对路基安全造成了一定影响,针对这一情况可采用水平加筋方法进行处理。该文基于Terzaghi土拱效应理论,考虑临空区上覆土体主应力轴旋转计算加筋体上覆荷载,将抗下卧岩溶空洞塌陷水平加筋体分为临空区和锚固段,建立了加筋体受力变形分析模型。通过分析,获得加筋体变形和张拉力的计算公式,在此基础上,结合相关规范建立了抗岩溶塌陷水平加筋体的设计方法。工程实例证明:该设计方法切实可行。     

平转桥梁墩柱钢筋倒塌对转动支座受力影响分析

平转施工桥梁,由于转体吨位大,墩柱构造设计预埋钢筋数量多,当缺少劲性骨架时,容易出现倒塌现象。为检算对转动支座受力性能的影响,考虑冲击影响对钢筋倒塌荷载进行计算,运用刚体变形理论对支座的强度进行验算,并结合实际荷载进行原位加载试验。结果表明,在墩柱钢筋倒塌荷载作用下,转动支座的受力和变形较小,均未超过材料允许控制值。     

大断面公路隧道二次衬砌受力特性模型试验

为研究大断面公路隧道运营期二次衬砌受力特征,开展室内相似模型试验,采用主动加载方式模拟隧道在运营过程中承受的围岩压力,对3车道和加宽带2种断面二次衬砌受力、变形及破坏规律进行研究。试验结果表明： 1）按规范设计的大断面隧道衬砌结构在设计荷载作用下内力和变形均较小,结构具有较高的安全储备; 2）衬砌各截面内力（弯矩、轴力）随围岩压力的增加呈现先慢后快的增加趋势,偏心距则呈现逐渐减小的变化趋势; 3）开挖断面越大,内力控制截面越多; 4）开挖断面大小对衬砌变形及破坏形态也有一定影响,断面越大,拱顶、边墙变形越大,衬砌各部位开裂荷载差异越明显,且衬砌开裂过程持续时间越长。     

连续刚构箱梁桥横向受力的数值分析

结合一座预应力混凝土连续刚构桥,对箱梁横向受力进行三维实体数值模拟,通过车辆荷载多工况计算分析,找出车辆最不利布置位置,与作用的其他荷载组合,得到桥面板在不用荷载效应下的横向应力分布。同时建立框架模型作为对比,计算结果表明,桥面板各项应力指标均满足规范要求。     

PHC管桩-土相互作用受力性能拟静力试验

针对现有《建筑桩基技术规范》(JGJ 94—2008)中设计计算方法难以适用于整体式桥台桥梁桩基的问题,以预应力高强混凝土(Prestress High Concrete,PHC)管桩试验模型为背景,进行了PHC管桩低周往复荷载拟静力试验。通过在桩顶施加水平位移荷载、埋设应变片、土压力计以及特殊设计的桩身水平变位测试方法,得到了PHC管桩桩身破坏特点、沿桩深方向上桩身水平位移与应变、骨架曲线和滞回性能曲线,初步探讨了桩-土相互作用机理,给出了PHC管桩-土相互作用的等效刚度计算方法。试验结果表明:预应力度和配筋率对PHC管桩的破坏模式有较大影响,裂缝分布规律不同,最大弯矩沿桩深方向发展,内力重分布;配筋率和预应力度越小,变形能力(延性)越差、破坏越严重,桩-土相互作用效果不佳;PHC模型桩在加载初期基本表现为线弹性性能,且水平外荷载主要由模型桩承担;当模型桩开裂后拉区混凝土退出工作,荷载增加减缓,表现出较明显的非线性性能,此后水平外荷载的增加主要由桩周土抗力承担;当桩周土压力达到极限时荷载开始下降并迅速破坏;试验全过程各模型桩均表现出了良好的塑性性能和变形能力,延性系数较大,抗震性能较好,可适用于整体式桥台桥梁桩基,研究结果可供有关规范的设计计算参考。     

静载作用下桥梁结构受力分析

通过静载试验测量桥梁结构各控制截面在静荷载工况下的应力应变和变形,可判断桥梁的受力性能和工作状态。文中以高桥沟大桥为工程背景进行现场静载试验,分析计算4种荷载条件下各控制截面的结构应力和变形,数值计算结果和理论数据对比分析表明,施工过程中该桥结构符合规范要求,具有良好的受力性能。     

大吨位船舶撞击作用下秀山连岛大桥塔墩基础稳定性分析

以秀山大桥秀山侧主墩为依托,采用平洞勘察、岩体力学试验、岩体质量评价等手段综合研究岩体力学参数值;构建了索塔、桩基、地基数值模型,提出利用节点等效集中荷载模拟上部结构传递到基础荷载的方法,分析了万吨级船舶撞击下桩基础截面内力、位移以及地基塑性区分布。结果表明:采用等效荷载方法模拟基础受力是可行的; 10万吨级船舶撞击作用下,桥轴线两侧变形受力不对称,船撞一侧桩基除受水平作用外,还受到拉拔作用,但仍处于受压状态;两侧基础内力均小于允许值,地基基本处于弹性状态,仅局部强风化层存在塑性区,表明基础满足防撞要求。