预应力节段拼装式铁路桥墩抗震性能研究

为了解高地震烈度区预应力节段拼装式铁路桥墩的抗震性能,依托和若铁路桥梁工程,采用Abaqus软件建立3个不同墩高(8,12,15 m)典型节段拼装式桥墩的数值模型,分析在静力推覆荷载和循环往复荷载下的力学性能,提出在不同地震作用下界面性能的设防目标,采用动力时程分析验证在地震作用下的安全性和可恢复性,建立桥墩的简化计算模型对界面开裂临界状态的计算公式进行了推导。结果表明:桥墩-承台界面为整个结构的最薄弱界面,界面分离荷载远高于正常使用荷载,在正常使用状态下界面不会出现开裂;双柱墩具有框架效应,桥墩的横桥向抗力远高于顺桥向抗力,顺桥向性能是该桥墩抗震设计的控制因素;在E1地震作用下,桥墩-承台界面不会分离,在E2地震作用下,桥墩-承台界面会轻微分离,但钢绞线仍然保持弹性,震后桥墩-承台界面可以闭合,桥墩可恢复正常使用功能;推导公式计算的桥墩界面开裂荷载与有限元模型值吻合良好,可推广至其它结构形式的预制装配式桥墩。     

增补桩基及预应力技术综合处治桥梁基础病害的实例

如何使新增构件与现有结构共同作用是加固处治的关键问题。在此,介绍3种某桥的一个桥墩承台和桩基础病害的处治,由于原结构出现断桩和承台严重开裂,对此进行了特殊考虑。设计中分析了现有结构的承载力,通过张拉托梁预应力钢束,对现有承台进行预加载,使新加桩基起到卸载作用,并与原桩基共同支承承台。同时采用环向预应力,对承台形成套箍作用,提高了承台的承载力,以保证施工安全。     

承台对桩基础p-y曲线及水平土体抗力系数的影响分析

为了研究承台影响下桩基础p-y曲线以及水平土体抗力系数的变化规律,基于三维快速拉哥朗日分析软件FLAC~(3D),建立了桩-土-承台相互作用模型。通过这一数值模型,对不同承台大小、不同长度的单桩在不同的侧向荷载作用下的情形进行了数值模拟。根据数值模拟的结果,分析了桩侧土体的侧向抗力和桩基础的p-y曲线。结果表明:承台的尺寸大小会影响桩基础p-y曲线的变化规律,引起土体对桩基础的侧向反力的变化;对于不同长度的桩,土体对桩基础的侧向承载能力随着承台尺寸的增大而不断提高,此规律对不同长度的桩都具有适用性;承台会影响单桩的最大侧向抗力的位置,且在达到极限荷载时,承台对土体的影响主要局限在桩体长度的第一个1/4深度区域内;对于无承台的桩基础,除反弯点与桩底端位置外,水平抗力系数基本与K法吻合;随着承台的增大,抗力系数的总体变化趋势不变,但在桩底端处的抗力系数会变为0,与不考虑承台作用时的结果差别较大。研究结果对桩-土-承台系统在侧向荷载作用下的设计提供了一些有价值的参考依据。     

转体施工连续刚构桥主墩群桩基础受力分析

转体施工连续刚构桥在跨铁路桥型中具有施工干扰小、工期短的突出优点,其在中国应用日益广泛。桥梁转体施工时,上部结构及主墩自重全部由球铰传递至墩底承台,承台受力状态与成桥阶段差异显著。该文结合武汉市长丰大道跨汉宜铁路、汉丹铁路转体施工连续刚构桥群桩基础设计,建立承台-桩-土整体分析模型,分析转体球铰集中荷载作用下群桩基础的受力性能。结果表明:考虑桩-土接触的数值分析方法模拟球铰集中荷载作用下群桩基础荷载传递机理是可行的,并据此验证了承台结构设计的合理性。     

桩-土相互作用对弯桥的地震响应影响分析

桩-土相互作用对弯桥地震响应有很大影响,该文通过时程演算进行对比分析,得出忽略相互作用效应对桥墩和桩基础可能导致安全或不安全的结果;考虑桩-土相互作用时,对结构整体稳定性产生不利影响,因此恰当地考虑桩-土相互作用、选用恰当的模式进行模拟是极其重要的。     

桩基础桥梁非线性地震反应分析模型及试验研究

为研究强震下桩基础桥梁的非线性地震反应滞回规律,综合考虑桩侧土水平向仅受压非线性与竖向的摩擦作用以及桩尖土的非线性压入与提离作用,提出了桩基础桥梁的非线性地震反应分析模型,并通过单墩桩基础桥梁模型的拟静力加载试验验证了改进模型的合理性。以某客运专线跨度为32m的双线简支梁重力式桥墩为背景,根据不同构件的非线性建立了4种模型,利用非线性时程反应分析方法对4种模型进行分析。结果表明,承台底剪力~水平位移、承台底弯矩~转角呈纺锤状滞回规律,地基土的仅受压非线性特性对地震反应结果影响较大,建议桩基础桥梁在进行非线性地震反应分析时考虑地基土的影响。     

软弱地基上超长桩基础连续梁桥的地震反应

目前,对软弱地基上超长桩基础桥梁的抗震研究还较为缺乏。以建于软弱地基上的一座超长桩基础预应力混凝土连续梁桥为工程案例,建立了考虑桩—土相互作用及支座滑移的有限元计算模型,并采用时程分析方法,计算分析了该桥在E1和E2两级设防地震作用下的结构地震反应。结果表明:对软弱地基上超长桩基础连续梁桥,其在E2地震作用下可能出现板式橡胶支座滑移现象,设计需要仔细考虑主梁与桥台(或相邻联主梁)之间的缓冲设施或限位措施;此外,桥墩和桩基础在E2地震作用下所受的地震内力相对较小,一般不会出现承载力不足问题。     

地震作用下钢桥墩锚固架设计方法研究

钢桥墩与混凝土承台之间的锚固是桥梁钢桥墩设计的关键部位。为对其设计的合理性进行验证,首先对该处局部设计进行描述,并采用整体有限元模型与局部有限元模型结合的方式,对地震荷载作用下钢桥墩与混凝土承台锚固处设计进行研究。结果表明:地震荷载作用下,锚固处钢结构应力水平较低;由于拉应力过大,压浆混凝土与承压钢板之间会产生分离。通过计算表明,钢桥墩与混凝土承台间采用的锚固螺栓结合锚固架设计传力可靠,结构安全合理。     

运营桥梁抬桩加固既有桩基础沉降分析及监测研究

为研究运营桥梁抬桩加固施工引起的既有桩基础扰动对结构安全性的影响,以沪渝高速(G50)太湖大桥抬桩加固施工为背景,采用有限元软件建立桥墩和基础(一半结构)有限元模型,分析抬桩施工过程桥墩位移规律和既有基桩弯矩;抬桩施工过程中,基于现有流体静力水准系统(HLS),在墩身内侧布置2个监测点,进行墩身沉降在线监测。结果表明:抬桩施工过程对既有桩基础沉降无影响,承台扩大后改善了既有基桩抗弯性能;监测期间,施工和车辆荷载对既有桩基础(桥墩)沉降的影响表现为数据整体平稳基础上的波动,无施工及车流量小的夜间,消除弹性变形(沉降)后的最终平均沉降约1.2mm;采用高精度的HLS可实现施工过程中桥墩(基础)沉降的在线监测,提高了效率,综合保障了运营桥梁的安全。     

超长桩基础模型拟动力试验研究

随着超长桩基础在基础工程中的广泛应用,研究超长桩基础在地震作用下的响应规律十分必要。依据模型试验相似理论,设计并制作四桩-承台超长桩基础模型,埋入砂箱,进行不同地震波作用下砂箱-超长桩基础模型拟动力试验。通过在桩身粘贴电阻应变片,测得桩身应变时程曲线,换算出桩身内力,并绘制出桩身内力包络图,得出在地震作用下桩体模型的动力响应规律,为超长桩基础抗震性能研究提供一些参考。     

不同承台结构形式对大跨刚构桥抗震性能的影响分析

为探究高烈度区不同承台结构形式对大跨预应力混凝土连续刚构桥梁抗震性能的影响,以某座108 m+188 m+108 m双幅双肢薄壁墩连续刚构桥为工程背景,采用时程分析方法对该桥进行三向激励,对比研究纵联横离式、纵联横联式、纵离横离式、纵离横联式共4种承台结构形式对两幅桥墩柱和桩基内力、位移动力响应的影响。结果表明：采用纵离的承台形式在纵向地震下,桩基内力需求降低了30%~70%,墩柱内力需求降低了26%~33%,且与纵联的承台形式相比,桩身拉力减少较多;采用横联的承台形式在横向地震下,桩身轴力需求降低11%,且基本不存在拉力,桩基和墩柱的内力响应虽分别增大30%和16%,但与纵向减小量的相比,增加幅度较小。因此,为提高特大桥全寿命周期的安全性和经济性,对于以地震响应为控制设计核心要素的高烈度区大跨连续刚构桥梁,建议采用纵离横联式的承台结构形式。     

土-承台动力相互作用对砂土场地桩基桥梁地震反应的影响

在桩基桥梁的地震反应分析中,桩-土动力相互作用是个重要的问题,而对于采用低桩承台基础的桥梁,承台埋在土面以下,还存在土与承台之间的动力相互作用。目前,地震反应分析中一般不考虑土-承台动力相互作用的影响,相关研究也很少。为此,利用OpenSees有限元分析程序,基于p-y曲线建立了土-结构一体化桩基单墩模型,选择40条实际岩石场地地震记录作为输入,开展了考虑土-承台动力相互作用的桩基桥梁地震反应分析。结果表明,考虑土-承台动力相互作用后,结构的基本周期会减小,墩底曲率会明显增大,桩顶曲率会大幅减小,但墩顶位移的减小可以忽略。     

地铁隧道盾构穿越高架桥桩基托换工程计算分析

为有效计算地铁隧道盾构穿越高架桥桩基托换施工前后桥梁承台及桩基受力的变化情况,保证桩基托换工程的顺利进行,本文依托厦门市轨道交通6号线隧道盾构下穿跨杏林湾路高架桩基托换工程,结合桩基托换工程特点和工程现场的实际情况,利用MIDAS/fea与MIDAS/civil建立桥梁桩基托换三维数值模型和梁单元模型,并通过该模型对施工现场的桥梁桩基托换工程进行数值计算,重点分析桩基托换施工中新建承台及桩基承载力的变化情况,据此提出桩基托换施工质量的控制措施,保障桩基托换工程质量,为类似工程的顺利建设提供理论指导与参考。     

桥梁桩基模拟的简化方法及应用

为降低桥梁桩基模拟的计算工作量,同时又能直观反映出桩基的受力特点,采用柔度系数等代法推导给出一种简化的桩基模拟方法,可适用于弹性摩擦桩及嵌岩桩基础,并可用于桥梁的平面及空间问题分析。最后对某高桩承台进行抗船撞实例分析,分别采用简化方法和比拟杆件法对承台顶位移进行对比,误差在5%左右;对比结果也表明:在桩-土结构相互作用分析时,桩基竖向刚度对结构整体受力的影响较为显著,应引起桥梁设计人员的重视。     

上海龙腾大道淀浦河桥主桥设计

介绍了龙腾大道(罗秀东路~徐浦大桥)道路工程淀浦河桥主桥概况、结构设计、结构体系以及桥梁特色。淀浦河桥主桥采用连续V构+挂孔梁体系,桥跨布置为20 m+30 m+35 m+48 m+108 m+48 m+35 m+20 m,主梁、V墩采用钢结构,钢筋混凝土矩形承台,钢管桩基础。     

基于岩溶顶板冲切破坏的桥梁桩基承载力分析

张家界至花垣高速公路是位于我国西部山区。工程建设中,遇到大量的岩溶问题,结合张花高速岩溶区桥梁桩基承载力问题,考虑桩端下伏岩溶顶板冲切破坏模式,对岩溶顶板对桥梁桩基的承载性能的影响进行了分析,提出了桩端下伏岩溶顶板厚度与桩体承载力的关系,并结合十标段大岩屋1号桥3#墩处桩基资料,给出了评估结果,并在算例基础上进行了参数分析,结果表明增大桩径可使桩体承载力提高,但并不明显,顶板岩体强度与人为设定的安全系数K对桩基承载力影响较大。     

滨海特大高架桥梁抗震优化设计

为研究滨海特大高架桥梁地震反应性能,分析下部结构的影响,优化桥梁设计,为工程抗震设计提供参考.以工程实例为对象,建立三维动力模型,分析不同墩柱尺寸和桩基方案对桥梁地震反应的影响,并对桥梁进行延性抗震设计验算.结果 表明:随着墩柱尺寸和桩基数量增加,虽然其自身承载能力会变大,但同步地震反应也会增大;因此,需要选取经济合理的截面尺寸和桩基数量;根据分析选取的两项设计参数,在地震作用下,可以很好的满足延性抗震设计要求.     

拉杆在小跨径拱桥设计中的应用

该文介绍了拉杆在小跨径拱桥设计中的应用。四方东部新区二号线跨河西河桥全长29.3 m,桥型采用钢筋混凝土刚架板拱桥,下部结构为肋板台,桩基。设计时在两承台间设置预应力混凝土拉杆以抵抗水平推力,减小桩基数量,降低造价。该技术可供类似的工程参考。     

复合地基控制桥头地基沉降的应用

分析了桥头跳车的原因,介绍了桥头跳车的应对措施。并根据桥头地基沉降的具体情况,采用CFG桩、载体桩2种桩型复合地基对桥头地基沉降进行处理,对其中的控制效果进行观测和分析。结果表明,在桥头地基沉降控制的实际工作中,CFG桩复合地基或载体桩(由混凝土、夯实填充料、挤密土体和混凝土桩一起组成的具有承载作用的桩体)复合地基对沉降有着良好的控制效果,满足了桥头地基沉降控制的实际需要。     

苏拉马都跨海大桥工程地质勘察与基础设计

采用钻探、物探及室内试验等综合勘察手段,对苏拉马都跨海大桥桥位区域的地形地貌、地质构造、地层岩性进行了描述和分析,为大桥的基础设计提供可靠的依据。在结合Osterberg试桩法对地基承载力综合评定的基础上,对塔座、承台、桩基的设计做了介绍。