黄土地基中能量桩群桩承载变形性状模型试验

基于室内缩尺试验研究了含能量桩群桩在4次冷热循环过程中的桩身热力学特性及桩基承载变形特性变化规律,分析冷热循环对桩土温度、承台沉降、桩顶荷载及桩身摩阻力的影响。试验结果表明:冷热循环过程中能量桩较浅位置处桩身及桩侧土温度始终高于较深处,热循环过程中能量桩的传热效率高于冷循环过程。冷热循环会使承台顶面的工作荷载及群桩中各基桩的桩顶荷载发生往复变化,相应地引起承台发生往复倾斜,热循环引起的承台倾斜稍大于冷循环。热循环引起的能量桩桩身上部摩阻力为负,下部为正,冷循环时则相反。

东津黄河大桥主桥总体设计

东津黄河大桥主桥为(50+180+420+180+50) m双塔钢-混组合梁斜拉桥,采用半飘浮结构体系;主梁采用宽34 m的双边钢箱-混凝土桥面板组合梁;桥塔采用无下横梁的A形桥塔+分离式承台,承台间设横向系梁,塔梁交接处设置牛腿支承主梁,塔柱底部设置破冰体;基础采用?2.0 m钻孔灌注桩,最大桩长117 m;斜拉索采用标准抗拉强度1 860 MPa平行钢丝拉索,按空间双索面扇形布置,塔端采用钢锚梁+混凝土齿块锚固,梁端采用钢锚箱锚固于主梁边钢箱外腹板。计算结果表明,该桥结构静、动力性能良好,各项指标满足规范要求。

海上风电高桩承台基础关键部位受力特性研究

海上高桩承台基础结构承台部分的设计主要依靠高桩码头和桥梁等其他高桩承台结构的经验,基于在建工程,为解决设计时容易设计出过厚承台和多余配筋的问题,本文采用有限元对包括土体在内的整个风机基础进行精细化数值模拟计算,计算结果与规范算法进行对比,得到承台设计时规范算法的安全余量,同时提出配筋优化方向。结果表明:基于弹性材料模型计算结果,有限元计算结果小于规范算法计算结果,基桩最大压力相差22.43%,最大上拔力相差2.08%,弯矩差别最大为57.89%,最小为18.85%;基于弹塑性材料模型计算结果,钢筋最大应力出现在钢管桩桩头,承台顶层钢筋受力较小,设计时可加强钢管桩桩头配筋,减少承台顶层钢筋数量。

砂土场地桥梁群桩基础延性抗震性能分析

采用严格的增量动力分析(IDA)方法对砂土场地桥梁群桩基础的延性性能开展了系统研究。基于砂土中单墩-群桩基础体系振动台试验验证了数值模拟方法;以实际工程为背景,考虑与结构、土体相关的9个参数,建立了一系列分析模型;将7条实际地震记录作为输入,进行了系统的增量动力分析。基于计算结果,对地震下桥梁群桩基础的损伤破坏过程进行了验证,提出了表征群桩基础延性性能的位移、转角、强度3个指标,并揭示了各性能指标随结构、土体参数的变化规律。结果表明,群桩基础在易修复状态下的平均位移延性系数为2.52,平均水平承载力为首次屈服状态的1.41倍;极限状态下平均位移延性系数为3.62,平均水平承载力为首次屈服状态的1.47倍,延性性能可观且稳定;承台转动引起的桥墩漂移率最大不超过0.7%,不控制抗震设计。

大型梁式承台模型试验及跨中挠度简化计算方法研究

为了解大型梁式承台的力学性能,以某快速化改造工程的大型梁式承台为背景,按照缩尺比1∶10制作梁式承台模型进行力学性能试验,结合有限元计算,分析梁式承台结构受力、破坏模式、开裂情况等,并研究不同跨高比条件下梁式承台的受力特性。结果表明:在跨中荷载作用下,梁式承台受力大致可以分为线弹性阶段、裂缝发展阶段和屈服阶段3个阶段;线弹性阶段截面应力分布已不满足平截面假定,剪切效应对结构变形的影响不可忽略;模型最终破坏模式为弯曲破坏;裂缝主要表现为跨中弯曲裂缝和斜裂缝;跨高比越小,梁式承台剪切刚度越大。为考虑剪切效应对梁式承台变形的影响,拟合得出梁式承台跨中挠度的简化计算方法,将该方法计算值及规范计算值与试验值进行对比,可得在裂缝发展阶段,规范计算值与试验值偏差较大,所提方法计算值与试验值偏差较小,该方法可用于线弹性阶段及裂缝发展阶段梁式承台跨中挠度的初步估算。

海上风电高桩承台基础结构的受力特性

为研究海上风电高桩承台基础结构在风电机组大弯矩荷载及复杂海洋环境荷载作用下的受力及传力机理,采用在数值模型中逐级加载的方式,模拟不同荷载量级情况下基础受力特性,获得了高桩承台组合结构的关键承载部位,分析了混凝土承台及斜向钢管桩受力特性.研究结果表明,随着风电机组荷载和环境荷载的增大,混凝土承台承载模式将由轴压承载向偏压转变;钢管桩顶部与混凝土承台接触部位是承载及荷载传递的关键部位,混凝土受拉损伤首先从此处开始;随着荷载的增大,斜向钢管桩群桩应力最大部位将从波流荷载作用点向泥面处转变.研究明晰了海上风电高桩承台基础的荷载传递规律及关键部位,为基础结构的安全设计提供了指导.

砂土中斜桩-承台基础的水平承载特性研究

通过开展室内模型试验,研究了砂土中斜桩-承台系统的水平承载特性,重点分析了桩身倾角及桩身抗弯刚度两个因素对桩顶水平位移、桩身弯矩分布的影响。利用有限元方法开展了与模型试验相对应的三维有限元分析,两者所得结果的对比表明所采用的有限元分析方法能较好地反映斜桩在水平荷载下的受力和变形特性。为了更好地与工程实际相对应,基于上述数值分析方法开展了原型尺寸的数值参数分析,考虑了桩体的弹塑性力学特性,探究土体弹性模量、桩身刚度以及桩身长度对斜桩-承台系统水平承载能力的影响。计算结果表明,相较于改变桩身的抗弯刚度,土体弹性模量的变化对斜桩-承台系统水平承载能力的影响更为显著;当桩长小于25 m(25倍桩径)时,桩长的增加能较明显降低桩顶水平位移响应,当桩长超过该值时,斜桩水平承载能力的提升效率下降。此外,基于试验数据开展了多元回归分析,获得了斜桩-承台系统桩顶水平位移的半经验预测公式,该公式的预测值与试验实测值及数值参数分析计算值的吻合度均较高,具有良好的适用性,有望能为砂土中斜桩工程的设计和分析提供一定的参考依据。

沱江特大桥钢板桩围堰及埋置式承台施工关键技术

金简仁快速路沱江特大桥全长963m,主桥采用空间曲线独塔扭索面斜拉桥。桥址区域覆盖层为卵石薄层,下卧层为高强度中风化粉砂岩和砂质泥岩。主墩承台为大体积混凝土结构,埋置于河床面以下。为克服传统围堰在此类工程条件下的施工难题,提出“钢板桩+岩壁”新型组合围堰的解决方案。为确保钢板桩嵌岩深度>10m且垂直度偏差≤0.5%,采用“全护筒跟进引孔”工艺;同时,为确保围堰锚固稳定性和不透水性,采用“回填砂注浆止水”工艺。主墩承台施工过程中采取综合温控技术措施保证了大体积混凝土浇筑质量。监测结果表明,围堰变形、内支撑应力、混凝土温差等控制指标均在合理范围内,实现了特大型桥梁基础施工安全、效率与质量保障。

中原文旅城欢乐世界一期雪世界高区基础设计

中原文旅城欢乐世界一期雪世界高区采用了巨型钢框架结构体系,基础形式为群桩基础,满足了基础内力大、沉降控制要求高的要求。介绍了巨型框架结构以及基础设计内力大、沉降控制要求高等特点。以中原文旅城欢乐世界一期雪世界项目滑道高区的基础设计为例,详细介绍了该工程地质概况、桩型选择、基础设计原则;进行了基桩承载力计算和验算,并分别采用YJK和ABAQUS对基础的沉降进行分析。其中ABAQUS模型考虑了桩、土、承台的相互作用,克服了传统计算方法不能细致分析桩身弹性压缩、实体深基础侧阻力和应力扩散等的不足。

海上风电倾斜螺旋群桩基础适用性分析

根据实际工程数据,通过有限元软件进行倾斜螺旋群桩基础与传统高桩承台群桩的设计与选型,并对二者在多种荷载工况的承载特性进行定量对比分析。结果表明:在承载性能方面,螺旋群桩基础竖向承载性能以及抗侧刚度都明显优于普通群桩,在相同的荷载情况下,结构位移和变形都相对很小;从经济指标来看,相同用钢量下,螺旋桩高桩承台基础倾斜率和沉降变形均能满足设计要求,而普通桩高桩承台基础均无法满足,若要满足使用要求需要付出更大的代价,综合经济和工程性能考虑,倾斜螺旋群桩基础是更理想的选择。

CFG桩在高铁软土路基建设中的应用

CFG桩是一种针对软土路基施工建设的有效施工工艺,对软土路基处置具有良好效果。该文以某高铁工程为例,对CFG桩加固软土层的基本原理进行叙述,从长螺旋钻孔施工工艺、桩帽施工等关键环节对CFG桩施工工艺流程进行探讨,并针对性地提出CFG桩施工的关键要点和注意事项。该文旨在为类似工程施工的优化设计提供参考。

低承台群桩基础竖向承载特性及优化设计

针对等刚度群桩基础易出现差异沉降、承台弯矩增大等问题,考虑总桩长一定且土体刚度沿深度线性增加的条件下,设定8种典型的群桩基础方案。运用PLAXIS 3D有限元软件建立群桩基础分析模型,结合现场大比例尺群桩载荷试验验证文中数值模拟法的合理可行性,进而针对5×5低承台群桩基础分析桩土刚度比、桩间距等因素对基础轴向刚度比和差异沉降比的影响。研究结果表明,当桩长配置为10、32、16、32、10m时,桩长配置有利于增加基础刚度;当桩长配置为14、24、24、24、14m时,桩长配置有利于减小基础差异沉降。研究为群桩基础的桩长优化设计提供一定的参考。

既有铁路桥梁桩基检测与病害加固处治

某既有铁路桥梁因水害导致墩身位移,为快速无损进行桩基完整性检测,采用基于桩侧切割小平台作为激发点的瞬态激振的双速度法,共检测5根角桩,判定3根桩无缺陷反射,2根桩局部有缺陷异常反射。对其中2根无缺陷桩和1根有缺陷桩进行钻孔验证,3根桩芯样结果与检测结果一致。针对墩身位移病害,分两阶段进行加固处治,第一阶段主要采取山体侧清方卸载、设置环形截水沟、临空侧设置钢板桩及填土反压等应急抢险措施,阻止病害程度进一步加剧;第二阶段综合采取增设仰斜孔排水、锚杆框架梁、锚固桩、扩大承台及加桩等永久整治措施。经两阶段加固处治后线路恢复运营,桩身应变、墩身及轨道位移监测数据均正常。

海上风电机组高桩承台基础结构参数对结构动力响应规律的影响

随着“3060双碳”目标的提出,风能作为可再生能源的重要组成部分,大力发展风电已成为了能源战略的主要组成部分。为达到降本增效的目标,本文通过对高桩承台基础的结构参数开展进一步分析,揭示其影响规律。采用GH Bladed软件分析当海上风电机组高桩承台基础结构的桩身直径、钢管桩壁厚和布桩半径变化时,对塔顶动力响应规律的影响。结果表明:在外部载荷和环境参数一定的条件下,当桩径、壁厚和布桩半径变化时,塔顶的最大位移和加速度均有不同程度的变化规律。总体而言,随着桩身直径、壁厚和布桩半径的增加,塔顶位移的动力响应均呈现逐渐减小的趋势。

既有办公建筑绿色改造关键技术

为有效利用城市土地资源并提高既有建筑使用价值,在既有建筑的基础上进行加层扩建,符合绿色低碳改造要求。某办公建筑在既有7层框架结构的基础上加层至18层,通过破除加层区域地下室底板,新增钢管桩并浇筑新的筏板基础,提高基础承载力。三桩承台与钢管桩采用环梁加固,确保新增筏板基础与既有基础能够共同工作。通过涂刷水泥基渗透结晶防水涂料和遇水膨胀止水胶,解决新旧混凝土结合面渗漏问题。通过采用改变荷载传递加层法、加大截面法及粘贴钢板法进行加固,确保改造后结构承载力和稳定性。

嘉陵江特大桥水中承台围堰施工关键技术

以G5京昆高速广元至绵阳段扩容工程LJ3合同段嘉陵江特大桥施工为背景,结合现场施工方案、施工技术,对水中承台围堰施工技术进行分析。嘉陵江特大桥主桥采用95 m+180 m+95 m连续刚构,引桥采用25、50、48.5 m简支T梁,该文以主桥2^(#)、3^(#)墩承台为例,水中围堰采用锁扣钢管桩形式。围堰方式遵循地理环境和水文条件、工程的用途和功能、工程的经济性和可行性等原则。施工过程中合理规划施工工序,同时进行桩基栈桥的施工和围堰引孔作业。最后重点加强对锁口的检查,做好围堰关键位置的变形监测,以保证安全施工。

LNG储罐承台大体积混凝土浇筑温度控制措施

LNG储罐承台部分属于典型大体积混凝土结构,在施工过程中面临温度与裂缝控制难度大的问题。混凝土不仅水化产生大量热量,而且体内换热难,表面与内部温度差异较大,产生温度应力并形成较大的温度裂缝,降低混凝土使用质量。文中在龙口南山LNG一期工程接收站承台施工经验基础上,从混凝土材料、施工技术与施工顺序等方面总结方法,提出适用于大体积混凝土的温度控制措施,降低混凝土内外温度差异,从而保障8 764 m^(3)体积混凝土顺利浇筑完工。

竖向荷载对高承台群桩基础侧向位移影响规律的振动台试验

基于大型振动台模型试验,以高承台群桩为研究对象,模拟了地震作用下高桩承台基础的振动响应,通过超静孔压比(简称孔压比)、加速度和地基土位移研究饱和砂土液化场地竖向荷载对桩基侧向位移的影响规律。结果表明:近桩区域受桩基竖向荷载影响最为显著,孔压比与竖向荷载呈负相关关系,桩基两侧孔压比差值与地基土浅层加速度是造成桩基侧向位移的主要原因;地基土对台面输出加速度主要起放大作用,且随着竖向荷载的增加,加速度放大系数显著减小;在振动输入与竖向荷载相同的条件下,地基土在地震动作用下引起的侧向流动及显著变形极大影响了桩基的侧向位移;竖向荷载为9%桩基极限承载力条件下,桩基倾斜角为4.80°,侧向位移较小,结合地基土抗液化能力,桩基抗倾覆能力最优。

基于既有桩基承台的塔式起重机复合基础建造方法研究

在超高层基础施工时,需要同步施工塔式起重机基础。桩承台作为超高层常用基础形式,一般需要将塔式起重机基础预埋件布置在桩承台中心位置,以获得最优承载力。限于结构平面布置或塔式起重机作业安全距离的限制,无法将塔式起重机基础布置于承台中心,进而无法保证塔式起重机基础的受力安全性。针对上述问题,提出了基于既有桩基承台的塔式起重机建造方法,该方法可结合超高层原有桩基承台和筏板兼作塔式起重机基础,避免了塔式起重机基础的补桩等施工措施,显著节约了钢筋、混凝土等材料成本、人工成本和工期成本。

拉各斯轻轨跨海桥承台大体积海工混凝土配制技术研究与应用

结合尼日利亚拉各斯热带雨林地区气候环境及拉各斯轻轨项目跨海桥承台大体积海工混凝土施工技术要求,开展混凝土配合比设计和性能测试。经过配合比试验及相关耐久性测试,确定了承台混凝土理论配合比,该理论配合比满足设计和规范要求,工程应用效果良好。