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。     

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。     

悬索桥重力式锚碇设计和分析

以某长江大桥为例,介绍悬索桥重力式锚碇的结构设计要点,采用静力学方法对结构的整体稳定性和地基应力进行详细计算以及三维实体有限元方法对锚碇结构进行应力分析,通过计算和分析结果对锚碇整体和局部设计提出了优化和改进的措施。     

油溪长江大桥重力式锚碇设计和分析

介绍重庆合璧津高速公路油溪长江大桥重力式锚碇的结构设计要点,采用静力学方法对结构的整体稳定性和地基应力进行详细计算,并采用三维实体有限元方法对锚碇结构进行应力分析,且基于计算和分析结果对锚碇整体和局部设计提出优化和改进措施。     

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。     

土围堰在高水位下的受力分析研究

湖南省大岳高速洞庭湖大桥锚碇位于洞庭湖湖畔,且基坑开挖及锚碇基础施工处于洞庭湖汛期阶段,为保证锚碇基础施工的连续性和安全性,在距离锚碇基坑边线15 m处设置一环形土围堰用以阻挡洪水。采用有限元软件对环形围堰及现场环境等进行整体建模,从围堰高度验算、围堰渗流计算、围堰整体抗滑稳定性计算、围堰变形与应力计算及土围堰基底抗滑稳定性计算等5个方面进行计算分析。研究得出高水位条件下采用环形土围堰作为阻水结构的思路得当,既保证了施工区域的施工安全,又避免了汛期出现停工现象,大大降低了施工成本,同时为今后类似工程积累了宝贵经验。     

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。     

郑万铁路梅溪河特大桥缆索吊装系统荷载试验研究

梅溪河特大桥是郑万铁路全线重点控制工程,为了验证梅溪河特大桥缆索吊装系统的安全性能,该文基于分段悬链线理论、滑移刚度法对缆索系统进行了验算;同时采用有限元软件对缆塔进行了验算;在缆索吊装系统投入使用前进行了荷载试验,试验中结合在线监测与离线监测方法,测量了承重索垂度和索力、塔顶偏位和缆塔应力、锚碇位移等。试验数据与理论计算值对比分析的结果表明:结合分段悬链线理论及滑移刚度法的缆索系统计算方法准确度高,计算结果可靠;锚碇偏置的特殊缆索吊装系统单线吊重时塔顶会有较大横向偏位,缆塔验算时需要考虑锚碇偏置的影响;该桥缆索吊装系统各部件强度、刚度与稳定性符合设计与规范要求。     

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。     

基于模型试验的重力式锚碇极限承载性能研究

锚碇结构作为悬索桥荷载传递的终端,其承载能力和可靠性至关重要。重力式锚碇因其对周围环境的依赖性低,适应范围较广,常作为大跨度悬索桥锚碇的选型。因此,针对重力式锚碇承载性能的研究至关重要。以云南省某特大桥宣威岸重力锚工程为依托,根据《公路悬索桥设计规范》和《公路桥涵与基础设计规范》中关于重力式锚碇的评价指标,通过模型试验和数值仿真两种手段,对宣威岸重力锚工程的极限承载力进行研究。根据实验室空间大小和试验需要,设计了模型箱,通过定滑轮控制入射角和转向,垂向施加砝码控制分级加载。同时,根据已知信息,在Flac3D下建立数值模型,锚碇和周围岩体使用薄层单元连接,底面边界采用固定约束,侧面采用法向约束,地表自由。锚碇选用弹性本构,岩土体采用Mohr-coulomb的弹塑性本构。所得主要结论如下:(1)通过模型试验水平位移揭示的锚碇极限承载力为12P,竖向位移揭示的锚碇极限承载力为14P,水平位移相对于竖向位移更敏感。(2)平底锚碇在14P后整体失稳,带齿坎锚碇达到极限后仍能保持整体稳定,齿坎有利于承载和整体稳定。(3)倾覆稳定性评价应增补倾斜控制标准。数值仿真结果呼应了模型试验结果,证明了模型试验结论的正确性,两类方法同时揭示了锚碇-地基联合承载的阶段特征。     

澜沧江悬索桥预应力锚碇应力测试与分析

预应力锚碇是目前悬索桥结构常用的锚碇形式。通过对云南澜沧江悬索桥锚碇应力的实测与计算分析,提出了一种有效估算大体积混凝土浇注中产生的水化热应力的计算分析方法,供同类结构设计和监控参考。     

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。     

大跨度连续梁桥悬臂施工整体抗倾覆稳定安全系数评估

为了评估连续梁桥在悬臂施工期间的安全性,提出了一种基于可靠度反分析理论的大跨度连续梁桥悬臂施工整体抗倾覆稳定安全系数计算方法。该方法可在给定目标可靠度指标和计入结构参数随机性的前提下,采用可靠度反分析理论,求解连续梁桥悬臂施工整体抗倾覆稳定安全系数。运用该方法计算了一座大跨度连续梁桥的抗倾覆稳定安全系数,并分析了参数敏感性,同时探讨了安全系数取值的合理性。计算结果表明：参数的随机性对连续梁桥悬臂施工阶段整体抗倾覆稳定安全系数影响较大,忽略参数随机性影响会导致过高估计整体抗倾覆稳定安全系数;应根据目标性能需求选择合理的安全系数;在悬臂施工中需要特别关注临时固结设施的合理性,避免挂篮和浇筑节段同时掉落,以保证结构在施工期间的抗倾覆稳定安全;随机变量分布类型对安全系数分析结果有较大影响,在实际施工过程中,可对实际变量参数进行抽样统计,确定合理的随机变量分布类型,以此计算得到的抗倾覆稳定安全系数更加符合实际工程需求;安全系数初始值的选取对该计算方法结果的准确性没有影响,只对结果的收敛速度有一定影响;推荐的可靠度反分析方法对基于目标可靠度指标确定抗倾覆稳定安全系数具有较好的适用性。     

万州长江二桥隧道式锚碇与钻岩锚组合结构计算分析和设计

万州长江二桥主桥锚碇采用了隧道式锚碇与钻岩锚组合结构,设计计算采用了三维有限元分析计算和比较,并对钻岩锚及锚碇锚固系统进行了介绍。     

悬索桥隧道锚碇与临近构筑物相互影响分析

在综合分析运用工程地质勘察资料的基础上,建立普立特大桥隧道锚碇主塔系统及山体稳定分析的工程地质概化模型。采用三维有限差分法模拟隧道锚碇、索塔基础、上方公路隧道及周围山体,对天然岩体、岩体开挖及施加设计荷载后等各阶段岩体的变形、应力释放及应力重分布、卸荷松弛区的范围、塑性区分布特点进行计算分析,并评价各构筑物围岩各阶段的变形稳定特征、相互影响情况及可能出现的变形破坏模式。     

某特大悬索桥隧道锚碇区岩体稳定性分析

运用三维有限差分法(FLAC-3D)对某特大桥的隧道锚碇区岩体的稳定性进行了数值模拟,分析了原始山体、施工开挖后以及在主缆荷载、塔基荷载作用下岩体的变形、应力状态以及拉应力、塑性区分布,计算了各种工况下岩体的稳定性.根据计算分析结果,对隧道锚碇区岩体稳定性进行综合评价.目前在建的大型特大型悬索桥隧道锚碇不多,加之此软硬...     

太洪长江大桥隧道式锚碇设计

太洪长江大桥主桥为跨径808 m单跨简支钢箱梁悬索桥,南川岸采用隧道式锚碇,锚碇位于极软岩中,岩石天然饱和抗压强度为4.49 MPa,围岩级别为Ⅴ级,地质条件差。针对锚碇工程地形、地质条件,通过在主索鞍处向外旋转边跨主缆及隧道式锚碇轴线角度2°,解决了隧道式锚碇浅埋以及2个锚塞体间距过小的问题;进行多参数比选,隧道式锚碇前、后锚面尺寸(宽×高)分别取13 m×13 m、18 m×19 m,顶部为圆弧形,锚塞体最终长度为58 m,前、后锚室长度分别为35 m、3.8 m。依据规范计算得到隧道式锚碇锚塞体抗拔安全系数为4.3,通过岩土专项试验和数值模拟计算得到围岩稳定安全系数约为6.0,分别满足规范不应小于2.0和4.0的要求。施工时,采用围岩损伤控制和光面爆破相结合的开挖技术,以减少隧洞围岩损伤,锚塞体采用强格栅钢架防护形式,以加强锚塞体和围岩整体受力。     

重力式挡土墙稳定性影响因素分析

对可能影响重力式挡墙稳定性的因素进行考察,分析各因素对重力式挡墙抗滑移、抗倾覆和路基整体稳定性的影响。结果表明背后填料对挡墙的抗滑移、抗倾覆和路基整体稳定性均有较大影响,填料的内摩擦角越大,挡墙的稳定性越强;重力式挡土墙的截面尺寸对稳定性的影响程度不同,挡墙背坡倾角坡度、面坡倾角坡度和墙趾宽度对挡墙抗倾覆稳定性的影响较明显,基底倾角对抗滑移稳定性更敏感,增加凸榫对抗滑移和整体稳定性均有较大提高。     

悬索桥隧道式复合锚碇承载特征分析

采用三维显式有限差分法(FLAC3D)对隧道式复合锚碇中岩锚、锚塞体单独作用下及整体共同作用下的承载特性进行了数值模拟试验,分析了受力体系在不同主缆拉力及不同岩锚预应力工况条件下,岩体的变形和应力响应特征。结果表明:岩锚及锚塞体单独作用下均能满足悬索桥的受力及稳定性要求,合理的岩锚初始预应力值有利于隧道式锚碇的受力分配及承力时机,岩锚和锚塞体的系统刚度匹配决定了隧道式复合锚碇的极限承载比例分配,分析结果对隧道式锚碇的设计提供了依据。     

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。