悬臂式结构托换桩基技术在地铁车站施工中的应用

轨道交通工程施工过程中难免会出现新建地铁车站侵入城市既有桥梁的情况,传统方法是采用受力桩+托换梁方式对既有桥梁桩基进行托换,其往往存在因托换梁跨度过大而出现工期长、托换施工工序复杂、工程量大等问题。针对大跨度托换梁施工的特点,采用桩+承台的方式对桥桩进行托换,创新提出悬臂式结构托换桩基施工技术,阐述了该项施工技术的研究与试验过程。

新型悬臂式结构托换桩基技术在地铁车站施工中的应用

轨道交通工程施工过程中难免会出现城市既有桥梁侵入地铁车站的情况,对此,传统的方法是采用受力桩+托换梁方式对既有桥梁桩基进行托换,其往往存在因托换梁跨度过大而导致出现工期长、托换施工工序复杂、工程量大等缺点。针对大跨度托换梁施工的缺点,采用桩+承台的方式对桥桩进行托换,创新出悬臂式结构托换桩基施工技术,创造了一个在城市复杂交通环境条件下大规模、高强度、高标准、高难度桩基托换工程施工实例。阐述了该项施工技术创研与实施的过程。

地铁车站建设中的悬臂式结构托换桩基施工工艺

在进行轨道交通项目建设时,极易面临车站侵入既有桥梁的问题,对此通常借助受力桩与托换梁技术直接托换既有的桥梁桩基来处理。考虑到这一方法操作难度高、成本大、施工周期长,为了有效弥补上述缺点,结合东莞市城市轨道交通1号线一期项目,提出借助桩+承台的形式实现桥桩的托换。设计出悬臂式结构托换桩基施工方案,并对技术要点展开了探讨。

坑中坑开挖对悬臂式支护结构侧移的影响分析

悬臂式支护结构比内撑式支护结构对变形更为敏感,坑中坑开挖将对悬臂式支护结构侧移产生较大影响。利用有限元计算程序,建立坑中坑有限元模型并作全面数值模拟研究,得到了坑中坑不同开挖位置、深度及大小对围护结构变形的影响规律,并探讨了相应的变形控制措施。结果表明:外坑围护结构最大侧移随坑趾系数的增大而减小,并且坑趾系数存在临界值,最大侧移随着深度比和面积比的增大而增大;围护结构侧移受深度比影响最大,坑趾系数次之,面积比最小;增大内坑围护结构刚度和入土深度对抑制外坑围护结构变形增大的作用不明显,相反,内坑设置支撑能起到显著的作用。

基坑内土体加固对悬臂式支护结构的影响分析

在软土地区采用悬臂式支护结构易造成基坑侧向位移过大,工程中常采用坑底加固措施达到减少侧向位移的目的。为了得到坑底加固土体对围护结构的影响规律,首先以弹性地基梁法为基础建立了基坑的有限元模型,利用该模型分析了坑内土体的加固深度及程度对悬臂式围护结构变形及内力的影响。结果表明,悬臂式围护结构的位移随加固深度及程度的增大而减小,而且还存在着临界加固深度及程度;悬臂式围护结构的内力受加固深度及程度的影响较小。因此,合理地确定坑内土体的加固深度及程度既能保证基坑安全,又能够节省工程造价。

坑中坑土体加固对悬臂式支护结构的影响分析

基坑工程中常采用土体加固措施来减少围护结构的侧移。为了探讨坑中坑土体加固对悬臂式围护结构的影响规律,利用ABAQUS有限元软件,建立坑中坑土体加固的弹塑性计算模型,讨论加固深宽、宽度、加固刚度、加固体位置、加固体尺寸对内外坑围护结构的影响。计算结果表明:被动区加固宽度、深度、刚度都存在一个最优范围,超过该范围之后,对基坑围护结构加固效果不再明显;在坑中坑类型的基坑中,外坑被动区阶梯型加固能达到全尺寸加固的效果,因此经济上更加合理;当各阶梯加固的深度和宽度相等时,加固效果较好。研究结果可为坑中坑围护结构实际工程的应用提供参考。

双排桩基悬臂式挡土墙结构计算方法研究

基于双排桩基悬臂式挡土墙结构与传统支挡结构存在较大的差异性,通过探讨双排桩基悬臂式挡土墙结构的承载机理,提出该结构的简化分析模型以及结构内力与变形的解析计算方法,并通过典型工程的有限元建模计算,验证该计算方法的可行性。研究结果表明:双排桩基悬臂式挡土墙结构可分解为悬臂段、底板与桩基,依次采用悬臂梁模型、简支梁模型与弹性地基梁模型进行设计计算;悬臂段承受填筑体水平土压力荷载;底板承受悬臂段传递的重力、水平力与弯矩,以及上部填筑体的竖向均布土压力荷载;桩基承受荷段受水平土压力,锚固段承受由变形引起的弹性抗力;悬臂段底部、底板纵向跨中断面、底板与桩基连接处以及桩基顶部与锚固点附近为应力集中断面,设计时应注意截面安全检算;理论计算结果略大于数值计算结果,验证了该计算方法的合理性,为结构优化设计提供了思路。

基坑悬臂式拱形围护结构性状

针对悬臂式拱形围护结构的性状作了较系统的分析 ,考虑了插入深度、坑底土质、拱形状、拱壁刚度等因素对悬臂式拱形围护结构性状的影响 ,详细分析了各因素对悬臂式拱形围护结构性状的影响规律 ,这些规律对悬臂式拱形围护结构的设计与应用具有重要的参考价值。

基坑工程悬臂式支挡结构嵌固深度计算方法改进建议

国内基坑设计规范对悬臂式支挡结构嵌固深度的计算规定有较大争议,安全富余不足;欧洲标准和英国标准中的计算规定虽然理论正确,但采用传统简化方法计算得到的嵌固深度偏于保守。对悬臂式支挡结构嵌固深度的计算原理进行总结,并对国际和国内基坑设计规范中相关规定存在的问题进行分析。建议采用分项系数法并考虑严格的力和力矩平衡条件,进行悬臂式支挡结构的嵌固深度计算,得到的嵌固深度大于国内设计规范的计算结果,小于国际上通用简化方法的计算结果。采用改进的计算方法在理论上更合理,可以保障悬臂式支挡结构的安全和经济性。

悬臂式支护结构水平位移变化规律数值模拟

利用FLAC^(3D)商业软件对深基坑悬臂式支护结构的相关参数(入土深度、支护结构刚度、基坑开挖深度、以及土的内摩擦角)对支护结构水平位移变形的影响进行了数值模拟。结果表明:随着支护结构入土深度和刚度增大,最大水平位移逐渐减小,并趋于平缓;随着开挖深度的增大,最大水平位移越来越大,最后导致基坑不稳定而破坏;随着土的内摩擦角的增大,最大水平位移越来越小。

基于引力场的基坑悬臂式支挡结构设计与实践

基坑工程的质量依赖于科学合理的基坑设计、详细周密的地质勘察、精心细致的施工作业、可靠有效的实时监测。基坑工程的支护形式多种多样,悬臂式支挡结构就是其中之一,目前尚没有人能对悬臂式支挡结构确切的工作机理给出一个令人满意的解释,悬臂式支挡结构在坑底以下的嵌固深度计算也缺少可靠的理论公式,因此导致悬臂式支挡结构出现事故的现象时有发生,因此悬臂式支挡结构嵌固深度的合理确定就成了悬臂式支挡结构成功与否的关键。以长年的基坑工程实践与理论研究为基础,结合地球引力场理论,对悬臂式支挡结构确切的工作机理作出一个比较切合实际的解释,指出了支挡结构底部与接触岩土体间的摩擦力对悬臂式支挡结构稳定的关键作用,给出了悬臂式支挡结构嵌固深度计算的理论公式和工程实例。

钢结构悬臂式交通显示屏结构变形分析

采用SAP 2000和ABAQUS有限元分析软件建立结构简化模型,针对某钢结构悬臂式交通显示屏结构变形进行了力学和数值模拟分析。分析结果表明,钢结构悬臂式交通显示屏结构变形分析中应考虑由柱顶水平位移转角引起的梁端变形,特别是当柱子刚度较弱、变形较大时,应计入钢柱弯曲变形累加效应的不利影响;钢结构悬臂式交通显示屏结构设计中应适当增加柱子刚度,减小由柱顶水平位移转角引起的悬臂梁端挠度。

轨道车辆悬臂式安装结构强度分析

针对轨道车辆车下小质量设备悬臂式安装结构易产生疲劳裂纹问题展开研究,分别基于EN12663标准与IEC61373标准,采用有限元方法针对某钢车体车下悬臂式吊装设备安装结构进行静强度与疲劳强度分析,确定该结构的疲劳薄弱位置。依据计算结果进行结构改进,使其最终满足标准要求,为提高类似安装结构的抗疲劳性能提供了参考。

基坑内外侧不同土层悬臂式支护结构内力简捷计算

本文通过基坑内外不同土层性质的悬臂式支护结构内力计算方法的分析研究，得出了内力计算表，使繁杂的悬臂式支护结构内力计算过程简化为十分简单的查表计算。

悬臂式支护结构设计计算软件在计算最大内力中的应用

基坑工程涉及土压力计算、内力位移计算、整体稳定性验算、降水计算以及配筋等多方面的问题,尤其是如何确切地确定土压力的分布及大小,求最大内力值确保基坑稳定。悬臂式支护结构设计计算软件计算土压力采用经典法和弹性支点法两种计算模式(三角形和矩形)。通过该设计计算软件对工程实例计算,发现弹性支点法与经典法中按矩形分布计算结果相近,而与经典法中三角形分布计算结果相差较大,随着开挖深度的增加相差增大,并且经典法计算结果偏于保守。

深基坑悬臂式围护结构地震响应分析

悬臂式围护结构是深基坑最常采用的围护结构形式。应用有限单元法分析了深基坑悬臂式围护结构在地震波作用下的响应。计算结果表明,地震作用下悬臂式围护结构的弯矩出现波动,当地震强度较低时,其分布特征变化不大,但在强度较高地震作用下,上部结构的弯矩值显著增大。在地震波作用下,基坑内侧土体的塑性区明显向下发展,而上部的塑性区则朝着背向基坑的方向发展。基坑深度相同时,悬臂式围护结构的入土深度越大,结构本身受地震的不利影响越大,围护结构与土体的接触压力受地震影响的程度也增加,但此时地震荷载对土体塑性区的影响降低,对场地抗震稳定性有利。

斜支撑肋板对框架式悬臂结构刚度特性的影响

根据翼体结构的承载形变特征,通过有限元拓扑优化和理论分析,认为增设斜支撑肋板可有效提高翼体结构的弯/扭刚度。对此,建立了简化理论分析模型,探讨了斜支撑肋板对结构刚度的影响,然后提出了含斜支撑肋板的改进翼体结构设计方案,并进行了改进型翼体结构在典型载荷工况下形变特征数值仿真计算。结果表明:在两者刚度相当的情况下,增设斜支撑肋板的翼体结构重量较原翼体结构减轻约18.4%。

悬臂式排桩支挡结构有限元分析示例

以韶关某厂区悬臂式排桩支挡结构为实例,采用理正每延米计算模型和Ansys平面应变模型对其进行分析对比,分析结果基本一致,但存在一定的极值差异,采用经典方法设计更偏于安全,悬臂式排桩支护较为适用于粘性土基坑。

软土地区坑中坑对悬臂式支护结构的影响研究

在软土地区,坑中坑对基坑工程的安全性影响较大。结合某基坑工程实例,分析了坑中坑对悬臂式支护结构水平位移的影响。计算结果表明:对于软土地区的悬臂式支护结构,当内坑与支护结构的距离在一倍的基坑开挖深度范围内时,内坑对支护结构的水平位移影响较大,且内坑离支护结构越近,影响越显著。增大支护结构的刚度,对支护结构水平位移的影响并不明显。

悬臂式支护结构稳定问题的可靠度分析

采用结构可靠度理论研究非重力式深基坑悬臂式支护结构的第一类稳定性问题,并将其应用到厦门市基坑支护结构工程实例中,得出一些规律性结论。