岩层中深埋隧道穿越桩基的竖向安全距离计算

根据岩石力学中的压力拱理论,从理论上推导了岩层中深埋隧道穿越建(构)筑物桩基时隧道顶至桩基底的竖向安全距离的计算公式。该计算公式与隧道围岩级别、围岩物理力学性质、隧道直径、桩基直径、桩基距隧道中心水平距离和桩基底荷载等因素有关。通过南昌地铁1号线的工程实例用理论计算公式计算了隧道顶距桩底的安全距离,并用二维和三维数值模型进行了验证,二维数值计算值与理论计算较吻合,由于空间效应的影响,三维数值计算值约为二维计算值的85%。     

敏感环境条件下地铁停车场桥基施工对下伏高铁隧道群的扰动效应研究

深圳地铁6号线民乐停车场工程上跨3条高速铁路隧道,具有结构复杂、环境敏感、地质复杂、施工难度大、工期紧张及施工风险高的特点。为了准确分析和合理评估复杂地质环境条件下大直径桩基开挖对运营高铁隧道安全运营的影响,运用三维数值模拟软件分析了该地铁停车场桥基施工对下部侧穿高铁填土隧道的扰动效应。数值计算结果表明,在多种开挖方案和技术条件下,大直径桩基的开挖成孔不会造成紧邻地铁停车场下方各运营高铁隧道的变形和受力状态的明显改变,整体处于施工安全范围内,表明桩基施工不会危及高铁隧道的结构安全和列车的行车安全。结论对该工程建设及高铁隧道安全运营具有一定的指导意义,可供类似地质条件下相互毗邻、复杂交接工程的设计与施工参考。     

岩溶隧道处治结构桩基设计与施工监测

通过对清连(清远—连州)高速公路白须公1号隧道溶洞桥梁桩基设计、施工及监测分析,结合岩溶地质发育形态,总结了岩溶发育区桥梁基础地质勘探、溶洞顶板安全厚度计算、桩基设计及施工中应注意的问题,确保隧道建设及运营的安全。     

铁路路基垫层厚度对CFG桩及下穿公路桥梁桩基的影响研究

以西南地区某新建铁路下穿既有高速公路桥梁为例，运用有限元数值软件，以垫层厚度为变量，分析在路基填筑施工和安全运营两个阶段下的垫层厚度对CFG桩和既有桥梁桩基的力学特性影响。研究发现:CFG桩和桥梁桩基的沉降量随着垫层厚度的增加而减小，当垫层厚度为0.4 m时，桥梁桩基的沉降量变化速率出现拐点；桥梁桩基的最大竖向应力随着垫层厚度的增加而增大，当垫层厚度为0.4 m时，桥梁桩基的最大竖向应力变化速率出现拐点。     

无背索曲塔曲梁斜拉桥施工稳定性分析

以某一无背索曲塔曲梁斜拉桥为分析对象,针对桥梁结构特征,采用结构整体静力有限元分析桥梁极限状态及施工关键节点的整体与局部结构静力性能和动力特性,获得桥梁稳定性特征。研究结果表明:极限承载力作用下,桥塔混凝土、桥塔钢板、钢箱梁、边跨混凝土梁应力范围均满足施工标准;恒载作用下,索塔混凝土最大竖向压应力出现在内索塔与墩底连接处,在内塔底部出现最小压应力,主梁最大竖向变形出现在梁顶端位置;活载和风荷载作用下,外索塔在顺桥向荷载下产生最大变形,内塔底部产生局部最大拉应力;连接索塔削弱薄塔处顺桥向和横桥向最大拉应力均较大,因此,在设计施工中需要对该削弱薄塔区进行局部加强,避免出现结构失稳性破坏。     

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。     

复杂索塔结构空间受力状态研究

索塔是缆索承重桥梁中的一重要受力构件,型式多样、荷载条件复杂,其最终的应力状态同桥梁施工过程密切相关,且空间受力特性明显。以一实际斜拉桥索塔为背景,采用实体退化系列单元模拟了整个施工过程,对索塔结构的空间应力状态进行了分析,探讨了索塔根部截面竖向正应力随施工过程的变化情况。分析结果表明索塔结构的竖向应力空间特性明显,施工过程中应力变化复杂。空间分析弥补了平面分析的不足,其结果对保证索塔安全、完善索塔设计具有实际意义,所采用的分析方法值得推广应用。     

设置裙边与桩的沉箱复合基础及承载性能研究

为研究一种底板周圈设置裙边、底板中部设置桩的新型沉箱复合基础的承载性能,尤其是裙边与桩对承载性能的影响机制,基于缩尺模型试验验证的FLAC3D接触面单元与桩结构单元数值分析方法,建立了琼州海峡跨海大桥西线实际地层中的沉箱复合基础三维数值模型,研究了裙边与桩的尺寸参数(裙边高度、桩长、桩径、桩数)和组合方式对沉箱复合基础竖向及水平向承载性能的影响。结果表明:裙边能约束箱底塑性区的开展与贯通,有效提高了沉箱的水平极限承载力,对底面尺寸125m×75m的沉箱基础,单独设置壁厚2m、高度6m的裙边后,设计荷载下裙边可分担47%的水平荷载和26%的竖向荷载;桩端落在相对较好持力层的桩可分担较多的竖向荷载,有效提高沉箱的竖向刚度、控制差异沉降,对底面尺寸125m×75m的沉箱基础,单独设置52根、直径2m、桩长72m、桩端进入4-2硬塑粉质黏土层的群桩基础后,设计荷载下群桩可分担67.8%的竖向荷载和37%的水平荷载;裙边与桩组合设置后,沉箱复合基础的竖向及水平向承载力得到进一步提高,设计荷载作用下,群桩承担64%的竖向荷载和31%的水平荷载,裙边承担14%的竖向荷载和52%的水平荷载。研究成果可为琼州海峡跨海大桥深水基础设计提供重要参考。     

山区高陡横坡段桥梁桩基承载机理模型试验

以现场工程为原型,设计了45°,60°,75°三种不同陡坡下高陡横坡段桥梁桩基的室内模型承载试验.通过对承载过程中桩顶位移、桩身内力及桩侧土压力等的全程测量,对竖向及水平向荷载作用下桩基的荷载传递规律、内力分布规律及桩侧土压力分布规律进行了研究.结果表明:竖向荷载下高陡横坡段桥梁桩基承载力由桩侧摩阻力与桩端阻力组成,但由于临空面存在,靠边坡一侧桩侧摩阻力传递深度更大,且该效应随边坡坡度的增加而增大;水平向荷载作用下,桩基桩顶水平位移随边坡坡度增加而增大,而内力分布规律与平地桩基类似,即存在最大弯矩及反弯点,但最大弯矩随边坡坡度的增加明显增大,反弯点位置则随坡度增加而有所下移;不同荷载及坡度情况下,后桩桩侧压力随深度均呈现先增大后减小的基本规律,而前桩桩前土抗力则随深度逐渐衰减.     

矮塔斜拉桥分丝管索鞍区受力特征研究

为研究矮塔斜拉桥分丝管索鞍区混凝土应力的分布规律及其极限荷载,以京沪高铁津沪联络线特大桥主桥(主跨115m的三塔双索面矮塔斜拉桥)为背景,针对其索塔锚固区进行足尺节段模型试验,采用ANSYS软件建立索塔锚固区节段有限元模型,分析索塔锚固区混凝土的应力分布、极限荷载及易开裂区域。结果表明:索塔锚固区分丝管索鞍下方混凝土的横向劈裂应力、竖向压应力沿纵向、横向分布规律相似,均从桥塔中心线向两侧逐渐减小,呈抛物线形分布;索鞍下方混凝土应力分布比较均匀,结构处于弹性状态,受力满足要求;索塔锚固区的极限荷载为设计索力的1.56倍,有一定安全储备;索鞍下方混凝土易被拉裂,建议设计时适当加密该区域钢筋。     

岩溶地区桥梁桩基础的设计与施工

通过对岩溶地区高速公路高架桥的桩基设计,总结了岩溶地区桩基的地质勘探原则、桩端溶洞顶板安全厚度计算以及不同地质情况下岩溶桩基的施工方案。     

南宁大桥组合式索塔缆风系统的设计与控制

该文针对南宁大桥缆索吊装用组合式索塔的特殊结构型式,为增强索塔纵桥向刚度,减少索塔在风荷载,以及吊装荷载作用下索塔塔顶位移,降低P—△效应,设计索塔纵向缆风系统,并根据索塔的预偏量与索塔立柱的应力关系确定缆风系统的张拉力;同时根据索塔万能杆件横梁施工过程要求,以保证立柱竖直、万能杆件横梁顺利合龙为目标,设计索塔横向缆风系统。     

竖向地震作用对连续刚构桥地震响应影响分析

以某高速公路高墩大跨连续刚构桥为研究对象，通过人工合成地震波为激励，采用动态时程分析方法进行了考虑水平和不同竖向地震作用的地震反应分析。结果表明，应同时考虑水平和竖向两向地震作用，计算结果才是安全合理的。     

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。     

移动荷载作用下沥青路面三维有限元分析

针对交通移动荷载引起的沥青路面结构破坏问题,采用竖向静载及移动荷载,利用三维有限元数值法对移动荷载作用下路面各结构层竖向位移和竖向应力分布规律与静力学响应进行了对比分析。结果表明,在移动荷载条件下,半刚性路面结构的竖向位移及竖向压应力较静载相比呈现不同程度的下降。     

基于GPS的润扬大桥悬索桥位移监测与分析

介绍润扬大桥结构健康监测系统中的GPS子系统,对系统采集的大量数据进行了分析,研究了悬索桥在台风、温度、特殊车辆荷载作用下位移变化情况。研究结果表明:台风作用下桥面横向和竖向位移以跨中最大;温度对竖向以及顺桥向的位移有较大影响;正常运营状态下以及重车过桥时,桥面变形远小于设计荷载作用下的变形,结构具有较大的安全储备。     

既有连拱隧道在桩基影响下的地震响应分析

采用FLAC3D对桩基施工前后既有连拱隧道在地震荷载作用下的动力响应进行了时程数值分析,研究了桩基对既有隧道的动力影响。计算结果表明:在地震荷载作用下,桩基的施工对隧道衬砌轴力、弯矩数值及分布形态均产生了变化,尤其是近邻桩基一侧隧道拱腰至边墙脚的力学响应变化最大,中隔墙右上、右侧隧道拱腰至边墙脚,是连拱隧道抗震的薄弱部位。     

斜拉索锚板方位对斜拉桥索塔节段应力分布影响的数值模拟分析

针对实际索塔的锚块锚面倾斜和索塔节段足尺试验模型锚块锚面位于铅锤面的不同之处,以及试验中只施加索力的水平分力而实际索塔节段中索力并非位于水平面的事实,文章用线弹性有限元法数值模拟分析了两者在应力分布方面的异同。结果表明:对于该索塔足尺节段在设计荷载作用下两者的应力分布差别较小,但是当荷载大于设计荷载时,两者不论在应力分布规律还是应力数值上随着荷载的增大差别越来越大。     

竖向循环荷载下单桩的累积沉降特性模型试验

高速公路、铁路桩承式路基中桩基的累积沉降发展对路基变形影响很大,为有效控制路基变形并利于后续运营,有必要深入研究竖向循环荷载下单桩的累积沉降发展规律。通过新研发的土体加压装置对模型试验中桩侧土体施加额外的侧向压力,开展了竖向循环荷载下双层地基中单桩模型试验,基于模型试验结果分析了循环荷载下侧向压力对桩顶累积沉降的影响,并进一步探究了侧向增压地基中循环荷载频率、循环荷载比（CLR）、静偏荷载比（SLR）对桩顶累积沉降的影响。研究结果表明：增加侧向压力不仅提高了单桩的极限承载力,还对循环荷载作用下桩顶累积沉降的影响明显,尤其循环荷载较小时增加侧向压力可能会改变桩顶累积沉降的发展模式。循环荷载下单桩的桩顶累积沉降明显受到循环次数、SLR、CLR及循环荷载频率的影响,桩顶累积沉降随着循环次数、CLR和SLR的增加而增大,且在循环加载前期的桩顶累积沉降发展较快,CLR对桩顶累积沉降的影响比SLR的大;荷载频率的增大同样会导致桩顶累积沉降增加,并朝着不利于桩基安全的方向发展;发展型的桩顶累积沉降与循环次数的关系可用对数函数进行表述。当前仅以荷载大小作为桩顶累积沉降发展类型的判定标准存在一定的局限性,应在工程设计及运营中特别注意循环荷载频率、CLR、SLR等因素的影响。     

特大型桥梁群桩基础承载特性离心模型试验研究

苏通大桥超大型主桥索塔群桩基础置于第四系土层中,其承载变形特性是设计急待解决的技术问题。通过离心模型试验,研究了5种工况下主桥索塔群桩基础的竖向承载变形特性,分析了承台竣工、裸塔竣工、成桥阶段群桩基础的沉降及桩顶荷载分布规律。结果表明,5种工况下主桥索塔群桩基础的极限承载力大于5 000 MN,成桥阶段的总沉降为148~186 mm,基础整体稳定,桩顶荷载成W形分布,桩底注浆和冲刷形态对群桩基础的承载变形特性有一定影响。