西堠门大桥锚碇岩基原位试验

西堠门大桥是舟山大陆连岛工程的第4座桥,为非对称结构形式的悬索桥.该桥南北锚碇均采用重力式锚,锚碇处地质结构复杂.对南锚碇基坑底面岩基进行承载能力原位试验及摩阻系数原位试验.试验结果表明,锚碇基坑岩基承载力满足设计取值要求.在各级设计正应力下,混凝土试件与岩基接触面的剪切破坏不是发生在两者的胶结面,而是试件区域的岩基首先被剪坏,地基岩石全部碎裂,试验确定的摩阻系数允许值为0.61.     

清江某特大桥隧道锚承载特性数值模拟研究

以清江某特大桥左岸隧道锚为例,在工程地质分析的基础上建立三维地质概化模型,利用不同软件实现对复杂岩体和隧道锚结构的近似网格化离散划分。采用FLAC^3D软件进行不同工况模拟,获得隧道锚的变形特征和承载能力,明确该隧道锚的潜在破坏模式为锚碇连同锚碇上部受结构面切割的岩体,在主缆拉力作用下发生沿锚碇底部岩/混凝土胶结面的整体滑移。该文采用的研究思路及相关研究成果,一方面能够为清江某特大桥隧道锚工程实践提供技术支撑,同时还有助于构建系统的隧道锚分析研究方法和评价指标体系,对后续隧道锚工程建设具有较强借鉴意义。     

预填骨料升浆技术在海上悬索桥锚碇超厚基础上的研究及应用

大连星海湾跨海大桥主桥为海上三跨地锚式悬索桥,锚碇基础采用水下预填骨料升浆工艺,国内为首例。根据锚碇受力特点,结构混凝土自重大,主缆对其水平分力大,这样对锚碇基础的承载力和沉降量,以及与其顶面预制构件间摩擦系数的要求非常高。文章通过对升浆混凝土的试验,对预填骨料升浆混凝土的力学性能和抗滑性能进行了分析,并对平均10m以上的超厚基础预填骨料升浆工艺进行了总结,对今后类似工程具有借鉴意义。     

基于抗滑安全的悬索桥重力式锚碇优化

该文以香丽高速公路虎跳峡金沙江悬索桥丽江岸重力式锚碇为依托工程,设计了平底和带齿坎两类典型的重力式锚碇形式,基于传统基底摩擦承载和考虑结构-地基联合承载的抗滑力估值公式,利用传统的墩台基础抗滑安全系数计算公式,探讨其抗滑安全性,所得主要结论如下:①摩擦承载适用于平底锚碇的抗滑力估值;新型带齿坎重力式锚碇的抗滑力由后部基底摩擦承载和前部齿坎夹持岩体剪切承载两部分组成,考虑联合承载的抗滑力估值公式适用于此类锚碇。带齿坎锚碇的抗滑力是平底锚碇抗滑力的1.5倍。齿坎的设置形成前高后低结构,有利于整体抗倾覆;②传统的摩擦承载抗滑安全系数kc=2.42;基于联合承载抗滑安全系数kc=3.66,均大于规范要求的稳定系数标准(2.0)。丽江岸重力式锚碇满足抗滑要求;③抗滑稳定系数为2.0时,基于摩擦承载的锚碇混凝土最小用量比初始用量可节约44%;基于联合承载的锚碇混凝土最小用量比初始用量可节约87%。丽江岸重力式锚碇可通过增设齿坎和锚碇减重进行优化。上述公式和方法可用于重力式锚碇抗滑安全系数计算和基于抗滑安全的锚碇设计优化。     

四渡河特大桥隧道式锚碇数值模拟

采用数值模拟方法研究了悬索桥隧道式锚碇系统的力学行为特征、围岩稳定状态、锚碇变位机理和拓扑效应。就锚碇体轴线倾角、长度、夹持角、接触界面粗糙度及结合程度对锚碇位移和岩体安息稳定性的影响作了深入探讨。研究发现:夹持角控制着锚碇变位和破坏机理,夹持角过小时锚碇压密围岩土体,较大时锚碇前端附近土体则产生剪切破坏;锚碇长度影响接触面围岩应力量值,表现为非线性的自组织临界特征;锚碇体粗细对系统主要监控参数的贡献相对均匀。给出了锚碇拓扑参数的取值范围和针对性的设计措施,为悬索桥隧道式锚碇的优化设计提供了理论基础。     

大桥隧道锚碇三维粘弹塑性数值模拟

为了解某大桥隧道锚碇及围岩体在张拉荷载下的变形状态及时效特性,采用三维显式有限差分软件FLAC^3D对该大桥隧道锚碇系统进行三维粘弹塑性数值模拟。根据地质资料以及混凝土锚碇结构尺寸,建立隧道锚碇的三维计算模型,对岩体与锚碇之间的相互作用以及锚碇结构在长期荷载作用下的破坏模式进行研究,分析了由于施工开挖引起的锚碇和隧道围岩的位移及其应力变化。分析结果表明：当考虑岩体的流变力学特性后,在设计荷载作用下,锚碇和隧道围岩的变形均有所增加;与弹塑性计算结果比较,施加荷载后经流变分析得到的隧道顶拱和底板的切向应力有所降低,拉应力的量值及拉应力区的范围减小,塑性区体积进一步扩大。     

G3铜陵长江公铁大桥江北侧锚碇复合型地下连续墙设计

G3铜陵长江公铁大桥主桥为主跨988 m的斜拉-悬索协作体系桥。江北侧锚碇设计时对沉井基础和地下连续墙基础进行比选,综合考虑开挖范围、工程造价、施工工期等,最终采用基底深置的地下连续墙基础,以下伏基岩弱胶结泥质砂岩作为基础持力层,基础高49.5 m,地下连续墙墙底嵌入中等胶结泥质砂岩,地下连续墙高55.5 m。为减小锚碇基础的开挖量,采用大悬臂外挑锚块结构结合CFG桩复合地基加固技术的新型复合型地下连续墙基础,地下连续墙基础直径缩小至60 m,节省了工程造价。锚碇基础施工中基坑分层开挖,同时进行内衬砌施工。采用PLAIXS 3D软件对锚碇施工阶段及运营阶段进行有限元模拟分析,基坑开挖时地下连续墙结构受力安全,锚碇基础地基承载力、地基沉降结果均满足规范要求。     

钢桥面与环氧沥青铺装界面剪切特性

为了给钢桥面铺装设计提供参考,针对钢桥面铺装工程中普遍采用的环氧沥青混凝土铺装结构,考虑了温度、法向应力等影响因素,进行了钢桥面与环氧沥青混凝土铺装界面剪切特性的试验研究。采用钢-混凝土界面剪切试验装置(Steel-Concrete Interface Shear,SCIS),在25℃、60℃两种温度和0,0.2,0.5,0.7 MPa四级法向应力水平下测试了钢桥面与环氧沥青混凝土铺装界面的剪切性能,获得了界面剪切破坏形态、抗剪强度、残余抗剪强度、剪应力-剪切变形曲线等试验结果,分析了温度、法向应力对界面抗剪强度的影响规律以及界面的黏结-滑移机理。基于摩尔-库仑强度理论建立了钢桥面与环氧沥青混凝土铺装界面在25℃和60℃两种温度条件下的抗剪强度包络线。研究结果表明:在仅考虑温度和压、剪应力的条件下,钢桥面与环氧沥青混凝土铺装界面破坏产生于防腐涂装与防水黏结层的界面区;界面抗剪强度随温度降低和法向应力水平增加而增大;残余抗剪强度受温度影响较小,主要随法向应力增加而增大;界面剪应力-剪切变形曲线具有韧性破坏特征且呈四阶段发展规律;钢桥面与铺装界面的抗剪强度包络线可采用摩尔-库仑强度理论进行建立。     

基于CVISC模型的隧道式锚碇围岩的长期稳定性研究

基于室内岩体与混凝土接触面的长期抗剪强度试验及岩石单轴压缩流变试验,进行了隧道式锚碇围岩流变特性研究分析,得到相关的力学参数指标,并以此为基础,利用FLAC3D软件内嵌CVISC流变本构模型开展隧道式锚碇系统围岩的长期稳定性分析。结果显示:在设计主缆力作用(1P条件下)下的100年内,锚碇区围岩及锚塞体混凝土与围岩接触面的长期变形较小,锚碇区范围内的围岩塑性区呈现零星分布;在设计主缆力荷载值作用下围岩长期流变对隧道式锚碇的长期稳定性影响不大,隧道式锚碇系统的变形与安全性符合工程设计的要求。研究思路也为其他类似工程的研究提供了借鉴。     

预应力锚索注浆体与岩石黏结界面抗剪强度试验

通过锚固在硬岩和软岩中的岩锚抗拔试验以及注浆体与岩石胶结面的直剪试验,分别得到了注浆体与锚孔孔壁、注浆体与岩石胶结面的黏结强度参数。试验结果表明:在岩石的整体性和均质性较好的情况下,注浆体与岩石之间的黏结强度主要取决于黏结面的粗糙程度;硬岩强度高,抵抗钻头横向冲击的能力强,成型后的锚孔孔壁较为光滑;软岩强度低,抵抗钻头横向冲击的能力弱,成型后的锚孔孔壁较为粗糙,这增强了软岩岩锚的锚固段在注浆体与岩石黏结面上的承载能力,降低了该界面发生脱黏破坏的几率。鉴于锚孔孔壁粗糙度对岩锚承载强度影响较大,建议在以后的锚固工程设计以及预应力锚固规范的修订时对上述现象进行合理的考虑。     

泥皮对地连墙复合式锚碇e基础承载性能影响的研究

与常规重力式锚碇基础不同,地连墙复合式锚碇基础通过地连墙与围岩形成整体协同受力体系。而对于基于泥浆护壁法的地连墙结构,墙体侧壁泥皮的存在直接影响复合锚碇承载性能的发挥。在现场泥皮取样测试基础上,开展室内缩尺模型试验。研究表明,泥皮效应弱化了嵌岩地连墙与持力层围岩的整体协同受力特性,改变了复合锚碇极限破坏模式,导致复合式锚碇基础应有的嵌岩效应优势无法发挥,因此显著降低了复合锚碇极限承载力。     

虎门二桥坭洲水道桥重力式锚碇基础稳定性研究

以虎门二桥坭洲水道桥超大跨度悬索桥锚碇基础为对象,采用规范方法、抗剪强度折减法和等比例增大缆力分析法对锚碇基础的稳定性进行了分析,得到了不同计算方法对应的基础稳定性系数。计算结果表明,当不考虑地连墙作用时,采用强度折减法和等比例增大缆力分析法得到的破坏模式均为滑移破坏,与规范方法计算得到的抗滑移稳定性系数较为接近;当考虑地连墙复合作用后,基础的抗滑移能力得到较大提升,基础的破坏模式将由滑动破坏转变为倾覆破坏,基础的安全系数得到较大幅度提升,地连墙对基础稳定性的提升作用较为明显。     

悬索桥地下连续墙—锚碇复合基础协同承载特征分析

传统的重力式锚碇设计方法不考虑围护结构对基础承载力的贡献,随着施工技术与质量的进步,发挥地连墙围护结构承载力贡献的新型复合基础成为新的研究方向。以虎门二桥工程锚碇基础为背景采用有限元软件模拟了锚碇基础的建造过程,分析了缆力施加前后地下连续墙-锚碇的受力与位移变化,验证了地下连续墙-锚碇复合基础协同承载假定。研究表明:地下连续墙的抗剪强度、地下连续墙与周围土体的摩阻力对锚碇基础水平向抗滑移承载力均有贡献;采用地下连续墙作为基坑围护结构的大跨悬索桥锚碇基坑设计可考虑地下连续墙-锚碇基础的协同承载特性。     

坝陵河大桥锚碇混凝土耐久性研究

通过试验对坝陵河大桥锚碇混凝土的渗透性进行了分析。结果表明,氯离子扩散试验得到的混凝土渗透性结果与孔结构试验结果吻合较好。同时根据试验所得的渗透系数对锚碇混凝土的耐久性寿命进行了预测,并分析总结了提高混凝土耐久性的技术措施,为混凝土结构耐久性设计提供了参考。     

悬索桥锚碇基础的稳定性分析

锚碇作为悬索桥的主要承力结构物,它的稳定性是十分重要的。针对润扬大桥北锚碇基础,基于三维有限元仿真分析模型的计算成果,对锚碇基础抗滑移、抗倾覆稳定进行了计算分析。研究分析了基础前、后墙土体压力对锚碇基础稳定性的影响,并且分析了基底接触面摩擦强度指标对抗滑移稳定性的敏感程度。通过研究分析,得出了悬索桥锚碇基础稳定性分析的一些有益的结论。     

沥青混凝土路面层间推移破坏的研究分析

通过对沥青混凝土路面推移破坏进行的实地调查 ,应用路面计算软件 BISAR计算了路面层间的剪应力 ,采用路面材料剪切仪进行了室内的层间剪切试验 ,研究了沥青混凝土路面的层间抗剪切能力 ,分析了导致路面结构层层间推移的主要原因 ,并提出了相应的解决措施     

虎门二桥坭洲水道桥锚碇填芯混凝土施工

虎门二桥坭洲水道桥锚碇基础地处于(狮子洋)地质砂层夹砂岩基体,锚碇填芯大体积混凝土施工是重要的关键工序。介绍了锚碇填芯大体积混凝土施工和温控措施。     

BIM技术在棋盘洲长江公路大桥锚碇施工进度管理中的应用研究

以棋盘洲长江公路大桥北锚碇施工为背景,研究并应用了基于BIM的锚碇大体积混凝土施工进度管理。针对该桥锚碇大体积混凝土受力复杂、施工工艺要求高、受气温及水化热影响明显等特点,结合锚碇施工温度实时监测数据,并基于BIM实现锚碇施工进度管理和施工仿真。实现了锚碇大体积混凝土施工管理精细化、准确化、信息化及智能化。     

海中裸岩急流条件下钢管混凝土桩围堰施工

秀山大桥主桥为双塔三跨结构的悬索桥,跨径布置为264+926+357=1547m,主梁采用钢箱梁结构,官山侧主塔基础采用扩大基础结构,秀山侧主塔基础采用承台加桩基础结构,两侧的锚碇结构均为重力锚。秀山侧锚碇位于瓦窑们岛边上,大部分位于海中,采用钢管混凝土桩围堰进行施工,国内首次,海床基岩裸露,无覆盖层,水流急,可达3. 7m/s,钢管混凝土桩围堰施工难度大,国内无可借鉴的施工经验,其成功的实施为今后在类似复杂海况下桥梁基础设计与施工提供了一定的应用价值和参考价值。     

悬索桥锚碇设计采用分项系数法的建议

以组成悬索桥三大体系之一的重要构造——锚碇为前提,根据工程实践,分析了传统的抗滑稳定系数法及分项系数法的现实及客观性,提出了锚碇设计采用分项系数法的合理性及必要性。以某悬索桥重力式锚碇为例,采用规范法及分项系数法对比计算了锚碇所需混凝土的体积,结果表明采用分项系数法设计可大大节约混凝土方量,具有良好的经济性,可供同行参考。