哑铃型群桩承台的力学性能研究

以宁波市三官堂大桥主桥哑铃型低桩承台基础为工程背景,采用有限元模型研究了大型哑铃型承台的静动力特性,并与平面m法的计算结果对比,同时采用反应谱方法重点讨论了横系梁在地震作用下的传力规律。结果表明:平面m法计算桩顶轴力比较精确,且与有限元计算结果接近,但是用来计算桩顶弯矩和剪力时则误差较大;设置系梁后,系梁刚度会对哑铃型低桩承台基础的地震反应产生较大影响,随着系梁刚度的逐渐加大,系梁从小刚度时以传递轴力为主到大刚度时以传递弯矩为主变化。     

岩溶地区桩基承载特性影响因素研究

为分析各因素对岩溶地区桩基承载特性影响,以指导桩基设计和施工。以龙怀高速公路岩溶区桥梁桩基工程为依托,通过ANSYS软件建立模型进行桩基荷载-位移特性分析。结果表明:岩溶对桩基承力性能有不利影响,且桩基作用于溶洞顶板较桩基内穿溶洞时影响更大;桩基内穿溶洞时,其极限承载力随溶洞高度和跨度的增加呈线性降低,且溶洞高度的影响更大;桩身弹性模量增加时桩基极限承载力提高,但弹性模量超过30GPa后提高速率减缓。     

复杂海况下哑铃型承台钢吊箱围堰设计与施工

福州长平高速公路CPA3项目松下跨海特大桥施工环境恶劣,全年涌浪高达2.5m以上150d,哑铃型承台系梁下无桩基,系梁部分围堰稳定性难以保证等难题,采用有限元分析软件对钢吊箱各个工况进行受力验算,保证施工安全,并介绍哑铃型钢吊箱的关键施工过程,为相同类型钢吊箱围堰设计与施工提供参考。     

根式基础在密实砂土地区的应用研究

某连续梁桥位于密实砂土地区,基础形式为4根1.5m摩擦桩,上部设置承台。若用2根根桩组成的根式基础替代原基础结构,取消承台,则可有效缩短工期,节约造价。该文结合密实砂土的力学特性,通过理论分析结合Ansys、FLAC~(3D)数值模拟计算表明:(1)在保持桩长不变的前提下,基础采用2根Ф2.5m根桩,取消承台,竖向承载力满足设计要求,且安全系数为原设计的2.28倍;(2)根式基础根键可以增大桩基侧摩阻面积,从而提高桩基承载力,但增加幅度较小;(3)根式基础根键可以大幅度提高桩基底面承载面积(桩身底面与根键底面之和),且密实砂土层底面承载力容许值较高,根式基础底面承载力大幅度提升,占整桩竖向容许承载力的比值达到69.8%。     

逆作法桩复合基础水平承载性能试验研究

为研究砂性土中逆作法桩复合基础在水平静荷载下的承载特性,进行了模型桩系列试验,包括单桩、承台单桩、逆作法单桩以及高承台8桩和逆作法8桩。通过测试,比较分析它们在水平荷载下的位移变化,得出桩在水平荷载下承载特性,结果表明:逆作法桩基比普通桩基承载力高。     

沉降控制复合桩基承载力发挥性状研究

基于前人的研究成果提出改进广义剪切位移法,结合以往学者的研究成果和实测数据,对沉降控制复合桩基的极限承载力发挥性状做了分析.另外,还通过考虑桩土相对滑移的三维弹塑性有限单元法,分析了桩端持力层刚度对沉降控制复合桩基承载力发挥性状的影响.分析表明,沉降控制复合桩基的极限承载力大小可认为与承台底土极限承载力和群桩极限承载力之和大小相当;桩端持力层刚度对复合桩基的承载力发挥起显著影响作用,桩端持力层刚度越高,桩的极限承载力越难以完全发挥,沉降控制复合桩基的极限承载力将小于群桩极限承载力与承台底土极限承载力之和.     

淤土地基灌注桩水平承载特性试验及数值计算

针对淤土地基灌注桩水平荷载作用下桩体受力特性,通过现场水平承载力破坏性试验,对不同桩长、桩径和桩基上部土体的两个试验区进行对比研究,由现场实测得到的桩体桩身轴力与弯矩分布情况,得知桩径增加和桩基上部土体改善有助于提高水平承载力,但桩径的增加对水平承载力的提高效果更为显著;利用ABAQUS数值计算对水平承载特性进行研究,并与现场试验结果进行对比分析,对比表明:现场实测数据和数值模拟的拟合程度较好,说明有限元在桩基水平承载能力研究方面具有合理性,为进一步利用有限元研究桩体水平承载力提供了一定的理论基础.     

复杂海况下哑铃型承台钢吊箱施工技术研究

结合长平CPA3项目松下跨海特大桥施工条件,通过对受潮汐、暗涌和风浪影响的复杂海况条件下哑铃型承台4个可行的钢吊箱围堰施工方案进行技术、经济及工期比较,以及对钢吊箱底板结构形式创新设计与常规底板结构进行比较,最终选定施工迅速、安全可控且成本相对低廉的承台围堰施工方法。同时对系梁不封底,系梁部分围堰如何承担自重等竖向力以及抵抗巨大波浪的水平力进行细节设计,为类似工程提供借鉴。     

波形钢腹板预弯组合梁承载性能影响因素分析

通过缩尺模型试验,研究对称荷载作用下预弯组合梁的承载性能与破坏模式;采用有限元软件ABAQUS建立弹塑性有限元模型,分析预弯钢梁高度、翼缘板宽度、腹板厚度、腹板波高等波形腹板钢梁主要构造参数对预弯组合梁结构承载性能的影响。结果表明,弹塑性损伤模型可较好地模拟波形钢腹板预弯组合梁的结构响应与极限承载力;预弯组合梁极限承载能力基本随预弯钢梁高度和翼缘板宽度的增加而线性增加,但受腹板厚度与波高影响较小;预压阶段钢梁稳定性受钢梁翼缘板宽度影响显著,且失稳荷载随翼缘板宽度增加而显著线性增加。     

CFRP体外预应力加固钢筋混凝土T型梁试验

利用波形齿锚具实现横向张拉CFRP片材的体外预应力加固技术,对4根完全相同的7 m跨度的T型梁进行加固(梁侧加固3根梁,其中1根梁考虑二次受力影响;梁底加固1根梁);利用普通粘贴CFRP的加固技术对另一根梁进行加固(加固前与前4根梁完全相同);然后对加固后的5根梁进行试验研究。结果表明:梁侧或梁底CFRP片材体外预应力加固能同时显著提高混凝土梁的开裂荷载、屈服荷载、极限承载力以及截面刚度,能有效限制混凝土裂缝宽度的发展,也能充分发挥CFRP片材高强性能,同时加固时有无初始荷载即二次受力对加固后的梁在承载力及变形能力方面均无明显影响。     

高烈度地震区粉(砂)土地基液化对高速铁路桥梁桩基沉降及承载力影响研究

高烈度地震区的粉(砂)土地基抗剪能力和承载能力均较差,易出现地基土液化的现象,会对桥梁桩基础的沉降和承载力产生不利影响,有可能影响到桥梁上部结构以及桥上行车的安全。该文基于铁路桥梁基础设计的相关规范,对高烈度地震区粉(砂)土地基液化对高速铁路桥梁桩基沉降及承载力的影响进行研究。结果表明:高烈度地震区粉(砂)土地基液化对高速铁路桥梁桩基沉降及承载力的影响非常明显,在设计中必须予以考虑,通过增加桩长以减少桩基沉降并提高桩基承载力。     

基于剪切位移法的桩基承台梁分析

为探讨桩基承台梁中桩-土-承台梁的相互作用,首先基于剪切位移法得出Gibson地基中刚性桩与非刚性桩桩顶荷载与桩顶位移之间的关系矩阵,通过综合方法获得承台梁的总刚度矩阵,进而获得桩基承台梁上外力与桩顶位移的关系矩阵,并编制出相应的VB计算程序.最后,基于所建立的模型和编制的计算程序,结合某算例分析了桩距、承台梁刚度对承...     

采用TRC面层的预应力CFRP筋嵌入式增强RC受弯梁性能评价

为了给钢筋混凝土受弯梁(RC)的复合加固设计和施工提供参考，针对采用TRC面层的预应力CFRP筋嵌入式增强RC受弯梁，考虑TRC层数和开槽间距等因素的影响，对1根普通RC梁和5根复合加固梁进行了四点弯曲加载试验，并对TRC面层的预应力CFRP筋嵌入式增强RC受弯梁破坏形态、承载能力以及使用性能进行了分析。研究结果表明：采用TRC面层的预应力CFRP筋嵌入式复合加固方法可以有效提升梁的承载能力，改善梁在使用荷载下的跨中挠度和最大裂缝宽度；复合加固梁极限荷载随TRC层数的增加有所提升，但较厚的TRC加固层更易发生剥离而退出工作，承载力会因此减小；开槽间距对复合加固梁刚度和承载力无明显影响，但较窄的槽边距会导致复合加固梁发生端部混凝土拉裂破坏，该类破坏导致梁承载力较低，应采取措施避免此类破坏的发生；相比于未加固梁，复合加固梁中性轴高度明显增大，钢筋屈服后，中性轴高度逐渐稳定，曲率变化加快；复合加固梁正常使用极限荷载下的跨中挠度和最大裂缝宽度均在规范规定的限值内，并且远远低于该限值，表现出良好的使用性能；复合加固梁正常使用极限荷载下跨中挠度和最大裂缝宽度的理论值与试验值差距较小，误差总体处于1...     

城市高架桥跨地铁的大跨径承台设计

西安某高架桥工程部分线位与地铁四号线重叠,桥梁基础为避开已建地铁隧道,需采用大跨径承台跨越。以该工程为背景,对预应力混凝土实心承台和普钢-预应力混凝土混合空心承台这两种大跨径承台分别采用有限元软件进行计算,同时对两种承台的优缺点进行对比分析,论证两种承台方案的安全性及合理性。计算表明,两种承台的强度及抗裂性能均满足规范要求,但预应力混凝土承台张拉预应力时在桩顶产生附加弯矩,对桩基影响较大,而混合承台施工期间采用分段浇筑,预应力在系梁与桩基连成整体前张拉完成,对桩基影响较小,推荐采用普钢-预应力混凝土混合空心承台。     

深厚卵石层后压浆灌注桩承载性能研究

为研究深厚卵石层后压浆灌注桩的承载性能,以湖北观音寺长江大桥为背景,通过现场自平衡静载试验进行后压浆灌注桩承载性能研究。采用分布式后压浆技术,通过试桩现场试验获取压浆前、后深厚卵石层桩土接触界面桩侧摩阻力τ～桩土相对位移s、桩端阻力q_u～桩端位移s_u关系曲线,揭示后压浆对桩土接触界面剪切力学特性的影响,通过压浆前、后的桩侧、桩端初始刚度变化揭示压浆效应对深厚卵石层桩基承载能力增强的作用机理。结果表明：卵石层灌注桩采用分布式后压浆可以有效提高桩基的极限承载力,减小桩顶沉降;压浆后灌注桩桩侧摩阻力、桩端承载力得到提高,桩侧、桩端初始刚度得到增强,承载性能明显改善;现场实测桩基各承载性能指标约为理论值的1.1倍;压浆后桩基各承载性能指标为压浆前的1.8～2.0倍。     

大偏心荷载下的基础优化及可靠性分析

针对有些桥梁桩基在复杂施工条件下,用常规方法无法施工的情况,文中对既有群桩基础进行优化设计,将群桩基础与悬臂梁联合构成组合基础,并对悬臂梁、承台和桩基进行了承载力、抗弯及抗剪能力的验算,论证组合基础安全性及可靠性,解决了在复杂条件下施工难题。     

桩端沉渣对钻孔灌注桩承载性能影响数值模拟研究

为研究桩端沉渣对钻孔灌注摩擦桩承载及受力性能的影响,基于有限元数值方法,建立有桩端沉渣的钻孔灌注单桩桩土相互作用有限元数值模型,分别以桩端沉渣厚度、沉渣模量作为变量,从荷载沉降关系、桩身压缩、荷载分担比等方面,定量分析研究普通钻孔灌注摩擦型桩基承载特性受沉渣影响的规律。研究结果表明,沉渣的厚度及模量对桩基承载力具有显著影响,桩端沉渣越厚,或沉渣模量越低,则桩端土体刚度越小,桩端土体可提供的承载能力越低,桩基极限承载力越低。实际工程中,宜从提高清渣工效、降低沉渣厚度,并适当改善桩端沉渣力学性能来提升并保证钻孔灌注桩安全性能。     

某条形承台的桩基受力探讨

为研究某条形承台桩基的内力分配,使桩基受力均匀,文中基于一个简单模型,采用midas Civil有限元程序建模,通过改变承台抗弯刚度、桩基直径和桩基间距等参数,逐级加载,比较不同影响因素对承台桩基内力分配的影响,阐明桩基受力分配特性,并提出使桩基受力均匀的措施。     

纤维编织网-ECC加固RC梁受弯性能试验

为研究纤维编织网-ECC联合加固RC梁的受弯性能,对1根普通RC梁和9根加固梁进行了四点弯曲加载,分析了ECC高度和纤维编织网层数对加固梁破坏形态、裂缝分布和承载力等受弯性能的影响。试验结果表明：加固梁受弯破坏时裂缝细而密,且呈现ECC中多、混凝土中少的分布特点;和普通RC梁相比,加固梁纯弯段混凝土裂缝数量增加33.3%~66.7%;增加纤维编织网层数或ECC高度对提高加固梁裂缝数量影响较小;加固梁承载性能随纤维编织网层数和ECC高度增加而提高,当ECC高度与加固梁截面高度之比为0.5且布置3层纤维编织网时,加固梁开裂荷载、屈服荷载、极限荷载和普通钢筋混凝土梁相比分别提高111.11%、37.86%、36.13%;ECC高度和纤维编织网层数对加固梁抗弯刚度影响较小,但影响作用不同;加固梁抗弯刚度随纤维编织网层数增加略有增加,随ECC高度增加略有减小;增加纤维编织网层数或ECC高度可降低加固梁钢筋应变。受弯加载过程中加固梁截面仍保持平面,满足平截面假设。基于正截面受弯承载力计算理论,并考虑纤维编织网利用率,建立了加固梁受弯承载力计算公式。由该公式得到的计算结果与试验结果吻合较好。最后,基于该公式分析了加固梁极限弯矩对ECC高度和纤维编织网层数的敏感性,发现加固梁极限弯矩对纤维编织网层数变化敏感性较低。     

多层小半径螺旋形盘道桥梁体系方案选择

某5层立体仓库盘道桥梁具有半径小、纵坡大、荷载大、重叠层数多等特点,且所在位置地基软土层厚达30m,具有较大的工程难度。通过分析比较不同断面、不同层数、不同分联方法对桥梁水平刚度的影响,并根据螺旋形盘道半径小、桥墩高度高的特点,采用宏观整体的设计思路,结合地质条件,选择最适合的桥梁体系:将桩基、承台、承台系梁、立柱、桥面纵横梁形成一个框架系统,桥墩支撑桥面,桥面成为桥墩的纵向联系,相辅相成,共同承受行车和地震荷载。