基于人工智能沉降代理模型的桥梁基桩可靠性分析

我国交通设施发展迅猛,在地形地貌复杂地区桥梁所占比例越来越高。桥梁基桩工程建设过程存在诸多不确定性因素,基于确定性分析方法的基桩设计计算结果与实际情况有很大偏差,开展桥梁基桩的可靠性研究具有重要意义。在考虑多参数不确定性的条件下,引入人工智能模型,提出一种按沉降控制的桥梁基桩可靠性快速分析计算方法,并用该方法对某在建桥梁工程基桩开展按沉降控制的可靠性研究。首先,基于正交试验法设计基桩沉降数值模拟计算方案;其次,根据设定的模拟计算方案,建立桥梁基桩三维有限元模型,模拟计算得到桥梁基桩沉降数据样本库;然后,基于该数据库,分别采用BP神经网络、ANFIS模糊神经网络和随机森林构建3种沉降代理模型并对其进行比选;最后,基于比选出的最佳沉降代理模型,采用蒙特卡洛法对某在建桥梁工程基桩开展按沉降控制的可靠性计算。研究结果表明:在建立的3种模型中,BP神经网络的拟合和预测精度最好,训练集和测试集上的拟合度R2分别是0.994和0.974;得到了桥梁基桩的失效概率和可靠性指标随基桩允许沉降值的变化规律,当允许沉降值由2 cm增加至5 cm时,桥梁基桩的失效概率呈现出指数级的下降趋势,失效概率由0.201%迅速趋近于0。本文所提出的基于沉降代理模型桥梁基桩沉降可靠性分析方法,有效破解了以往基桩沉降的复杂计算过程对可靠性方法应用于桥梁桩基工程所形成的制约,研究成果可为桥梁桩基的设计计算提供更科学的理论支持。

串珠状岩溶区桥梁基桩及持力层稳定性分析

文章研究串珠状岩溶区桥梁基桩及持力层的稳定性,结合广西防城港市防城区里逻大桥工程实例,运用数值模拟和理论计算相结合的方法,分析不同岩溶发育程度及填充物条件下桥梁基桩和持力层的力学响应。通过计算,识别出影响大桥基桩和持力层应力稳定性的关键地质参数,并提出针对性的改善对策。研究结果表明,串珠状岩溶的发育程度和填充物的性质能显著影响基桩和持力层的稳定性,采取有效对策可以改善其稳定性,避免桩基安全事故的发生。

综合物探技术在桥梁基桩检测中的应用

工程基桩作为桥梁基础的关键控制性工程,隐蔽性极强,其工程质量受工程勘察、设计、环境、施工工艺、施工质量等多因素影响,其中施工工艺的优劣、施工质量的好坏是其工程质量的主要控制性因素,直接决定着桥梁工程的安全性、耐久性及其使用寿命。本文从工程基桩施工质量检测角度出发,以基桩桩身完整性类别声波透射法判定为Ⅲ、Ⅳ类桩的检测案例为例,通过声波透射法来对基桩的各声测剖面混凝土施工质量进行普查,确定基桩混凝土质量缺陷的深度区域范围,再对基桩混凝土存在质量缺陷的区域进行声波CT检测,精确圈出混凝土质量缺陷区域的空间分布范围、大小、延伸长度及该质量缺陷在桩顶的平面投影位置,可为该桩钻芯法检测与验证前,桩顶钻孔孔位的平面位置提供精确定位,根据该桩钻取的混凝土芯样呈现出的状态,综合三种物探方法对该桩的桩身完整性进行检测、验证、评估及最终的类别判定,可为同行在应对基桩检测过程中发现混凝土质量缺陷而选择物探检测方法时提供参考借鉴。 。

公路桥梁基桩缺陷检测方法研究

为了保证公路桥梁基桩建设水平,总结了超声波透射法和钻芯法的检测原理,从声测管选择、标定延迟时间、换能器选择、判据分析、基桩钻孔布置、钻芯取样等方面阐述了超声波透射法和钻芯法的检测要点。同时,以某连续梁桥的钻孔灌注桩为研究对象,分析了3#基桩的桩身完整性和单轴饱和抗压强度,研究成果可为公路桥梁基桩检测提供理论依据。

高陡边坡桥梁基桩内力计算的幂级数解

基于施工或外部荷载造成的岩(土)坡体滑动现象,以滑动面为界,对山区高陡边坡桥梁基桩荷载进行合理简化:将桩顶处的上部荷载分解成竖向与横向荷载共同作用,桩后岩质边坡滑坡体推力按抛物线分布,而桩前岩(土)体抗力稳定段呈线性分布,滑动面以下地基比例系数k服从(mz+C)的线性增长规律,在此基础上,计入桩顶P--效应的影响,采用矩阵计算方法,得到高陡边坡桥梁基桩内力分析计算的幂级数解。理论解与现场实测数据的对比结果表明,桩身弯矩的相对误差基本在15%以内,且最大弯矩的误差仅为6%,故基桩内力分析的幂级数解合理、可靠,可满足工程设计的需要。

双线大口径顶管顶进对桥梁基桩影响的数值模拟研究

受周边环境制约,福州市某电力顶管从在建的道路桥梁基桩之间穿过,基桩间的净距离仅为4.0m,由于通道内需敷设5回220k V,3回110k V高压电力电缆,需采用双线2.0m内径的顶管平行顶进方案,顶管外壁与桥梁基桩的理论净距仅0.8m。为分析双线顶管近距离穿越对桥梁基桩的影响,采用三维有限元分析软件模拟顶管顶进的开挖和卸荷过程,对顶管施工引起的基桩附加荷载进行计算,数值模拟结果显示:双线顶管之间的基桩受顶管施工影响较小,桩身最大附加弯矩仅为0.921k N·m;双顶管两侧的基桩受顶管施工影响较大,产生的桩身附加弯矩达到17.23k N·m,但二者相对于基桩整体的水平承载力而言都较小。通过数值分析,将附加荷载作为水平活荷载之一参与桥梁基桩的内力计算,优化桩身配筋,指导工程建设,同时为类似工程建设提供参考。

边坡滑移情况下陡坡段桥梁基桩受力特性影响因素对比试验研究

边坡滑移时,位于陡坡段的桥梁基桩相比抗滑桩受力特性更为复杂。在合理模拟滑动面的前提下,进行了陡坡段桥梁基桩受力特性的参数对比室内模型试验。通过获取加载过程中桩身最大弯矩、桩顶水平位移及地面处基桩变位等关键指标,对不同加载方式、基桩自由长度、基桩刚度的基桩受力特性的各主要影响因素进行了探讨。试验结果表明,基桩产生的较大弯矩与水平位移主要由水平荷载引起,桩身最大弯矩随基桩自由长度的增加急剧增长,而随基桩刚度及边坡坡度的提高增长幅度较小。研究成果对揭示陡坡段桥梁基桩与周围边坡作用规律具有一定参考价值。

桥梁基桩竖向极限承载力试验研究

为确定基桩的竖向极限承载力 ,设计了一种新颖的竖向静载试验系统 ,其加载体系具有结构轻巧、制做安装方便、受力合理、稳定性好的优点 ,较好地解决了静载试验加载的困难 ;介绍了采用逆斜率法与指数方程寻优分析法由试验P S曲线推算竖向极限承载力的原理 ,达到了不必加载到破坏即可预测求出基桩的极限承载力的目的。结果表明 ,本方法效果良好 ,经济效益明显 ,可为同类基桩试验。

郑西线三门峡至灵宝段桥梁基桩试验研究

郑西客运专线三门峡至灵宝段桥梁采用钻孔灌注桩基础,桩数多且桩较长,基桩穿过砂质黄土、黏质黄土、砂及卵砾石层等,尤其是基桩穿过湿陷性黄土遇水后存在桩侧摩阻力折减和负摩阻力问题,为合理确定桩侧摩阻力设计取值、基桩承载力等,进行基桩静载试验和基桩穿过湿陷性黄土浸水载荷试验研究十分必要。对该段桥梁基桩静载试验、基桩穿过湿陷性黄土浸水载荷试验的目的、内容、方法、主要成果以及应用试验成果优化桩基设计等进行了较为详细的介绍。

郑西线湿陷性黄土地区桥梁基桩负摩阻力计算探讨

郑西客运专线经过三门峡至灵宝湿陷性黄土地区,桥梁基桩穿过湿陷性黄土承载力计算必须考虑负摩阻力。通过采用国内2种规范负摩阻力计算方法,对工程实例进行计算,以及对基桩穿过湿陷性黄土浸水载荷试验实测过程中负摩阻力变化规律、中性点变化规律、桩侧摩阻力发挥情况的分析,寻求该段桥梁桩基负摩阻力计算方法。

高速铁路桥梁基桩静载试验研究

高速铁路桥梁基桩设计的单桩竖向承载力大,而承载力的大小是由静载试验确定——目前规范规定其静载试验的最大荷载为设计单桩竖向承载力特征值的2.0倍。对于嵌硬岩基桩静载试验,建议最大荷载取设计单桩竖向承载力特征值的1.3倍。经论证、试验,嵌硬岩基桩静载试验的最大荷载,取设计单桩竖向承载力特征值的1.3倍是可行的。

考虑荷载P-Δ效应的陡坡段桥梁基桩变形计算

位于陡坡段的基桩由于有较长的自由段以及临空面土体抗力的缺失,变形具有明显的P-Δ放大效应.引入变分原理,考虑陡坡段基桩承载的复杂性,假定土体位移是沿基桩径向的非线性衰减模式,建立了陡坡段三维基桩-土体系统总能量控制微分方程.在此基础上,结合不同边界条件及桩土位移协调条件,得出了复杂承载情况下陡坡段基桩变形的半解析差分解答,该解答可充分考虑各项荷载作用下的陡坡段基桩变形的P-Δ效应.为验证理论的正确性,开展了陡坡段基桩的轴横荷载下单桩的室内模型加载试验,将理论计算值与实测值进行了对比.结果表明,理论解答与试验测试结果吻合较好.最后,对影响陡坡段基桩P-Δ放大效应的各影响因素进行了定量分析.分析表明,陡坡段桥梁基桩的P-Δ放大效应随轴横向荷载比与桩顶自由长度增大而显著增大,随着土体刚度的增强而有所减小,同时陡坡坡度角增大对P-Δ效应有明显的提升作用.

铁路桥梁基桩常用检测方法的应用分析

正1概述近年来,我国铁路快速全面建设,其中桥梁在线路中占有较大比例,而铁路桥梁基础采用的大直径灌注桩具有桩径大、桩长长、承载力大等特点,其质量好坏直接影响桥梁的安全与稳定。基桩属于地下隐蔽工程。

桥梁基桩缺陷的综合检测技术

针对桥梁基桩的结构特点 ,探讨了基桩缺陷测量的几种方法 ,认为采用超声脉冲桩内孔检测法、反射波法可以较好地解决桥梁基桩的检测问题 ,并综合上述方法进行了桥梁实测 ,取得了满意的结果。

大面积堆载下桥梁基桩负摩阻力试验研究

沿海地区主要通过吹填淤泥及泥沙进行围垦,由于吹填区域土质较差,淤泥软弱土层较厚,在后期填土作用下,土体会产生很大的固结沉降,易对桥梁基础产生较大的负摩阻力,降低基桩承载力,增加桥梁的沉降位移。结合台州湾大桥工程建设,选取三根基桩进行大面积堆载下桥梁基桩负摩阻力试验,研究沿海吹填区域后期填土对桥梁基桩负摩阻力的影响,并结合不同理论方法计算值进行对比分析。现场实测结果表明,堆载高度达到4 m高度,堆载面积为24 m×16 m时,负摩阻力总和达到2 687 k N左右,中性点深度约为29.5 m,约为0.36倍桩长;负摩阻力的发展是随时间而变化的,规范法计算出的负摩阻力总和计算结果比实测结果偏大,在实际工程中应充分考虑负摩阻力的影响。

双线大口径混凝土顶管顶进对桥梁基桩的附加荷载研究

受工程周边环境和规划的限值，福州市某电力顶管从在建的道路桥梁基桩之间穿过，基桩间的净距离仅为的4．0m，由于通道内需敷设5回220kV、3回110kV高压电力电缆，需采用双线2．0m内径的顶管平行顶进方案，顶管外壁与桥梁基桩的理论净距离仅0．8m。为分析双线顶管近距离穿越对桥梁基桩的影响，采用有限元分析软件模拟顶管顶进的开挖和卸荷过程，对顶管施工引起的基桩附加荷栽进行计算，数值模拟结果显示：双线顶管之间的基桩受顶管施工影响较小，桩身最大附加弯矩仅为；双顶管两侧的基桩受顶管施工影响则较大，产生的桩身附加弯矩达到了，但二者相对于基桩整体的水平承载力而言都较小。通过数值分析，将附加荷载作为水平活荷载之一参与桥梁基桩的内力计算，优化桩身配筋，指导工程建设，同时为类似工程建设提供参考。

THz技术在桥梁基桩钢筋笼长度检测中的应用

为了研究THz技术在成像领域的应用,设计了一套全光纤的便携反射式THz-TDS成像系统,在原有THz-TDS系统的基础上,采用全光纤传输飞秒激光,并对该系统进行了优化,提高了系统的稳定性。将该系统应用于桥梁基桩钢筋笼长度检测中,首先介绍了该系统对隐藏的金属剪刀扫描成像实验及其实验结果,表明该系统能够对隐藏的金属物体成像。介绍了该系统对混凝土中的金属钉扫描成像实验及其实验结果,表明该系统能够获得金属钉的长度。实验表明该系统能够应用于桥梁基桩钢筋笼长度检测,为桥梁工程的安全建设提供了强有力的技术支撑。

超声波法和低应变法在桥梁基桩检测中的应用探析

超声波法和低应变法都是检测桥梁基桩的有效方法,两种方法均都得到了完善和发展,在我国桥梁基桩的检测中占据着重要的地位。下面就针对超声波法和低应变法在桥梁基桩检测中的应用展开讨论,讨论的内容包括对超声波法检测桥梁基桩的原理进行分析,对低应变法检测桥梁基桩的原理进行分析以及对超声波法和低应变法在桥梁基桩检测时的特点进行了分析,目的在于找出方法的根本原理,使得两种方法更加的完善和更好的发展。

桥梁基桩动测波速影响因素浅析

桥梁基桩常用声波透射法、低应变法和高应变法三种方法进行质量检测。通过对弹性应力波的传播规律以及混凝土在荷载作用下的形特性分析,阐述了三种方法确定的波速之间的关系与区别,以便具体工程中选择采用。

公路桥梁基桩下伏溶洞顶板稳定性的数值分析

为精确分析湖南省益娄高速公路桥梁基桩下伏溶洞顶板稳定性,基于有限差分软件FLAC3D建立了椭球形溶洞的三维数值分析模型,并设计了不同溶洞顶板跨度和厚度时的工况,采用强度折减法分析了溶洞顶板的稳定性、塑性区发展规律,结合二分法求得各工况下的顶板安全系数,研究结果表明:在基桩荷载下,溶洞两侧及基桩底部最先出现塑性区,随折减系数增大,塑性区贯通顶板产生拉剪破坏;顶板安全系数随顶板跨度增大而降低,随厚度增大而提高;以安全系数1.5作为桥梁基桩下伏溶洞顶板安全储备要求值,为工程实践中桥梁基桩的设计及溶洞顶板安全持力层的确定提供了参考。