基于振动台试验的加筋土柔性桥台抗震设计参数取值方法对比分析

目前土工合成材料加筋土柔性桥台(GRS桥台)在静力荷载作用下的设计、施工已有标准化的技术指南,但对于GRS桥台的抗震设计方法,只有一些原则性和框架性的建议,没有具体参数的取值方法,需要进一步完善。首先对国内、外相关规范或标准中关于加筋土挡墙抗震设计参数取值的方法进行列表汇总与比较,定性地分析其异同。在此基础上,结合1g重力场下的振动台缩尺模型试验监测数据,通过试验实测值与规范取值的对比,检验现有加筋土挡墙抗震设计参数取值方法对GRS桥台的适用性,并提出相关建议。研究结果表明:GRS桥台产生较大变形的临界加速度至少为0.6g,大于一般加筋土挡墙的0.3g~0.4g;在达到临界加速度(0.6g)之前,GRS桥台基本不受损伤且侧向变形增量不超过0.5%,因此建议GRS桥台的抗震设计按桥台侧向变形增量不超过0.5%进行控制。在此前提条件下,国外NCMA、FHWA和AASHTO规范对于水平地震系数的取值方法基本适用于GRS桥台,可用于GRS桥台整体外部稳定性的验算;对于GRS桥台面层顶部局部稳定性的验算,则需借鉴国内公路规范的理念,进一步研究提出更为合理的加速度放大系数取值方法。NCMA规范关于筋材轴力动力增量的取值方法适用于GRS桥台,且在设计上偏于安全;FHWA和AASHTO规范的方法则需修正后才能使用。

公路工程桥涵台背回填土沉降主控因素分析研究

公路工程桥涵台背属于刚柔过渡区域,其在行车品质中占有重要地位。研究结合具体工程项目,分析桥头跳车产生的机理主要是由“错台”或“附加坡度”存在导致的,总结出台背回填土沉降主控因素,从设计、施工、材料等方面得出了桥头变形敏感因素。

城市道路短路桥过渡段路基路面设计与应用研究

针对徐州睢宁县汇金路建设工程春水河桥西桥头路桥过渡段过短,无法应用当地典型台背回填方案的问题,提出填砂法、泡沫轻质土法两种台背回填方案,并进行优缺点分析与方案比选。在综合考虑建设工程质量、路基强度、运营期桥头稳定性和运行舒适性的情况下,确定采用泡沫轻质土法。给出泡沫轻质土法方案设计要点,并进行抗浮稳定性验算,提出在做好桥头路基过渡的同时,应做好路面结构的刚柔过渡,才能更好地解决桥头跳车问题。

高速公路路-桥过渡段台背回填区受力与变形特性

基于室内熟石灰和活性MgO粉末作为高炉粒化矿渣(granulated blast furnace slag,GGBS)的碱性激发剂加固粉土的室内试验,研究了加固粉土时熟石灰和MgO粉末作为高炉粒化矿渣碱性激发剂的最优掺和量。基于现场试验研究了熟石灰激发矿渣加固粉土作为桥梁台背回填材料时的承载性能。结果表明,掺量为15%的MgO粉末和掺量为6%的熟石灰激发矿渣加固粉土可作为桥梁台背回填材料。考虑到经济性和现场加固效果,实际工程中可采用熟石灰掺量为6%激发矿渣加固后的粉土作为桥梁台背回填材料。研究结果可为高速公路路-桥过渡段差异沉降控制控制提供参考。

丹江口水库特大桥地锚式桥台施工关键技术

丹江口水库特大桥为主跨760 m双塔双索面部分地锚式混合梁斜拉桥,边中跨比为0.2,采用“梁塔分离、梁台固结”的结构体系,在边跨主梁端部设置地锚式桥台作为配重。地锚式桥台采用空腔式箱形台身+岩锚的组合式结构,由底板、墙身(包括前墙、后墙、侧墙、隔墙)、盖板和锚台段主梁构成,桥台长45.8 m、宽31.6 m。在地锚式桥台施工中,基坑采用明挖放坡方式开挖,并在开挖后对基底进行浅层平板荷载试验,以确保其地基承载力满足不小于350 kPa设计要求;底板采用分层分块方式施工,并设置2条横向后浇带和智能管冷循环控制系统;墙身采用竖向分层+设置双向后浇带(2条横向后浇带、1条纵向后浇带)的方式施工,并根据分块龄期差采用微膨胀混凝土施工后浇带;墙身施工后,采用传送带在墙身腔室内回填砂石,之后进行盖板与锚台段主梁施工;最后进行地锚式桥台竖向预应力施工,并优化竖向预应力张拉顺序,完成地锚式桥台施工。

泡沫轻质土在桥台背回填中的应用分析

为解决桥头“跳车”的问题,文中以某桥台背回填为背景,采用数值模拟方法分析了桥台背回填泡沫轻质土后的路面沉降及应力变化规律。分析结果表明采用泡沫轻质土回填桥台背有效地减小了台背回填段的路面沉降和差异沉降,使得最大沉降差的路面位置向填方路基范围内移动,位移变形能量释放大对应的路面位置其最大剪应力相对较小,加强路基填土、泡沫轻质土及桥台之间的过渡设计有利于进一步协调优化各区段的受力和变形情况。

公路桥涵台背回填材料研究现状综述

为了减少公路桥涵台背回填病害,对台背回填材料和主要处理措施的研究现状进行了总结和评价。从构造差异、地基沉降、回填材料的压缩变形等方面分析了台背回填病害的主要原因,对常用工程措施及其效果进行了总结,包括桥头搭板、地基处理、反开挖填贫混凝土和压密注浆等,对石灰土、砂砾、风积砂、陶粒粉煤灰混凝土、泡沫混凝土、土工格栅、土工格室加筋体、EPS夹层等常用台背回填材料的性能及其效果进行了比较与评价。研究认为台背回填材料的选取应该就地取材,采用新技术对现有材料进行加筋和改性,建议重点研究EPS夹层与格栅加筋的综合运用技术和新型轻质回填材料的开发与应用技术,有效预防桥头跳车病害的发生,提高公路使用性能。

公路桥背回填压实试验

通过对公路桥头跳车成因的分析,在施工现场对几种不同的桥背回填材料的密实施工进行了试验,得出了与不同的桥背回填材料相匹配的压实机械和相应的施工工艺,提供了压缩百分数和压缩沉降量的压实评定标准,为解决桥背回填压实提供了较为科学合理的施工方法。

桥台-填土-结构相互作用对RC连续梁桥抗震性能的影响分析

为研究桥台-填土-结构相互作用(ASSI)对RC连续梁桥梁抗震性能的影响,分别探讨了台后填土、桩基和桥台处碰撞等在桥台数值模型中的作用以及相应的建模方法。以某5跨RC连续梁桥为例,基于Open Sees平台建立了非线性动力分析模型。考虑被动土压力和主动抵抗力对桥台的影响,建立了两种桥台力-位移非线性模型,分析了不同桥台模型对桥梁动力响应的影响。最后考虑了不同的台后填土类型,分析其对桥梁结构地震需求的影响。分析结果表明,考虑桥台-填土-结构体系会显著降低强震作用下桥梁各构件的地震需求;在同一地震波激励下,不同台后填土类型的计算结果相差十分明显。建议在以后桥梁的抗震设计中,有必要准确勘探桥台背后填土的性质,并考虑桥台-填土-结构相互作用对桥梁抗震性能的影响。

地震下高墩刚构桥桥台-背土相互作用分析方法对比

针对重力式U型桥台-背土相互作用,结合现行抗震规范,提出了4种分析模型及其力学本构关系和计算式。采用非线性时程法对比研究了某在建高墩双薄壁连续刚构桥的桥台-背土相互作用效应。结果表明:只有弹簧模型可以求得与精细模型基本一致的高阶弹性模态;在纵桥向,滚轴模型和支座模型的结果都比精细模型小,弹簧模型相对精细模型的计算误差最小,关键内力误差不超过20%;在横桥向,支座模型的内力最接近精细模型,而弹簧模型和滚轴模型的结果都偏保守;桥台刚度对关键地震内力的影响幅度低于10%,而桥台有效参与质量的影响幅度也低于15%。综合考虑分析精度和计算成本,弹簧模型在抗震设计中更值得推荐。

地震作用下双薄壁高墩刚构桥桥台处的碰撞效应及减碰措施

针对双薄臂高墩连续刚构桥两侧桥台处主梁与背墙的碰撞现象,基于桥台-背土作用简化模型和Kelvin碰撞模型,采用非线性时程法研究碰撞对双薄臂墩地震剪力、弯矩、曲率和位移,以及支座纵向变形的影响。提出可牺牲背墙、阻尼器、加强型横系梁等三种减碰措施,并对比分析其减碰效果。研究表明:碰撞会显著增大高墩的地震内力和曲率响应,降低墩顶位移和支座的纵向变形;碰撞刚度的变化对碰撞效应的影响在20%以内;可牺牲背墙和阻尼器两种减碰措施均可大幅降低桥墩的地震内力和曲率,使其接近不考虑碰撞时的状态,阻尼器同时还可以保护支座不超过容许变形,而可牺牲背墙则会导致支座的地震破坏;加强型横系梁不能发挥减碰作用,反而会增大桥墩的地震响应。

桥台对连续梁桥纵向地震响应的影响

以一座带桩基础U形座式桥台的连续梁桥为背景,采用非线性时程方法,研究主梁、桥台和台后填土相互作用对桥梁结构纵向地震响应的影响,探索地震作用下容许桥台背墙进入弯曲屈服或背墙底剪断对桥梁支座位移、桥墩延性需求和桥台单桩弯矩地震响应的影响,并以桥台背墙的屈服弯矩、台梁之间间隙和墩高为参数进行参数分析.结果表明,与容许桥台背墙进入弯曲屈服相比,容许桥台背墙底部被剪断工况中的支座纵向位移、桥墩位移延性需求和桥台单桩弯矩明显减小;增大桥台背墙屈服弯矩可减小支座位移,桥墩位移延性需求随桥台背墙屈服弯矩增加呈现先逐渐增加再趋于稳定的趋势,桥台单桩弯矩呈现逐渐增加的趋势;减小伸缩缝间隙的大小可减小支座纵向位移,但可能会增大桥墩位移延性需求.

桥台模拟方法对连续梁桥地震反应的影响

以一座三跨连续梁桥为例,根据是否考虑"上部结构—桥台—填土"相互作用和桥台强度贡献建立三种桥台模型,结合不同的地震动输入研究桥台模拟方法对连续梁桥纵向地震反应的影响。分析结果表明,"上部结构—桥台—填土"相互作用可能会对主梁位移和桥墩地震响应产生较大影响,但是否考虑桥台强度贡献对桥梁地震响应结果影响较小。

避免桥头跳车桥涵台背回填施工技术

本文对避免桥头跳车桥涵台背回填在施工中从材料的选择上,以及施工安排及具体施工方法做了详细介绍。

基于桥头跳车动力作用影响的台背回填处治技术研究

在考虑车辆动力模型及路桥过渡段不平整几何模型的基础上,采用3轴9自由度车辆运动动力模型,结合弹塑性动力有限元方法,建立可用于分析路桥过渡段车辆振动荷载作用的路基路面动力响应三维有限元模型,计算结果表明,由于路桥高差的激振,车辆将产生一定幅度的垂向和俯仰运动,路面受到的最大动力荷载作用在距离桥头10～30 m范围内;考虑到通平高速公路1-5合同段主要分布为全风化花岗岩,试验结果表明,当地全风化花岗岩填料0.075 mm通过率越小,渗透性越好,可采用强度相对高、颗粒粗的全风化花岗岩填料进行台背回填,其他标段则采用符合规范要求的碎石土填筑。

公路桥涵台背回填材料的离心模型试验研究

通过土工离心模型试验研究不同回填材料作用于桥涵台背土压力的分布状况和回填区表面沉降变形特征,从而优选出性能最佳的台背回填材料。首先,推导了台背回填问题的离心模型试验相似律;其次,进行了陶粒粉煤灰混凝土、粘性土、风积砂、砂砾和石灰土等几种材料的台背回填离心模型试验。研究发现:这些回填材料的压缩性由大至小的顺序为:粘土→石灰土→砂砾→风积砂→陶粒粉煤灰混凝土;轻质、高强度、低压缩性的陶粒粉煤灰混凝土的土压力和沉降变形最小;散粒体回填材料的施工压实度对回填区的表面沉降影响显著。结果表明:陶粒粉煤灰混凝土应用于桥涵台背回填工程具有明显的优越性,是一种值得推荐的台背回填材料。

浅论桥涵台背回填工程质量控制

总结了多年来桥涵台背回填工程回填处理的方法及经验,从回填材料、压实标准、施工工艺等方面进行探讨,论述了保证桥涵台背回填质量控制方法及施工措施,并提出了较合理的施工工程管理手段。

有效防治桥涵台背跳车的施工方案

在邢威高速公路二合同段的施工中,工程技术人员采取了三种针对不同情况的台背回填施工方案,施工控制严格按照设计和标准进行,经过三年的通车运营观察,效果很好,可供借鉴。

利用流态粉煤灰回填桥、涵台背

水泥流态粉煤灰作为一种新材料应用于路基工程,可大大降低桥头跳车的发生率及其严重性,故在施工设计阶段就应加强对类似新技术、新材料的应用;在施工阶段,有经验的施工单位也应当广泛地搜集这方面信息,以提高自身的竞争力。

土工格栅加筋桥涵台背回填材料的离心模型试验

通过土工离心模型试验,研究土工格栅加筋台背回填材料作用于台背土压力的分布状况、加筋体的沉降变形特性、筋材的应变和变形特征。经分析比较提出了加筋回填材料离心模型试验的测量方法,通过粘性土、加筋粘土、风积砂、加筋风积砂等几种材料的台背回填离心模型试验和研究,发现土工格栅的加筋作用对土压力和沉降变形的影响显著;回填体中加筋材料所在的位置越深,该层筋材的拉伸应变值越大;同一层筋材上,靠近回填体与相邻路堤接壤处发生的拉伸应变最大。结果表明:适当提高底层加筋材料的强度,增加锚固端加筋材料的长度,能明显提高回填体的整体稳定性,减少台背回填区表面的沉降变形。