季节冻土区铁路挖井基础桥墩地震破坏特征及抗震性能影响因素

以西北季节冻土区广泛采用的挖井基础桥墩为研究对象,运用ABAQUS有限元软件,建立土-挖井基础-桥墩相互作用体系有限元模型,通过拟静力模型试验验证其合理性,并基于该模型分析季节冻土区铁路挖井基础桥墩的地震破坏特征及抗震性能影响因素。结果表明:在地震作用下,存在季节冻土层时浅埋挖井基础桥墩的破坏模式从无冻土时基础周围土体的破坏转变为桥墩本身不同程度的破坏;与非冻结条件相比,存在0.2和0.4 m厚冻土层时,土-挖井基础-桥墩体系的峰值荷载分别提高了约76%和148%,累积耗能增加了约121%和167%;当表层冻土完全融化时,体系的峰值荷载下降接近70%,累计耗能仅为0.4 m厚冻土层时的21.4%;基础埋深的增加可有效提高季节冻土区挖井基础桥墩的抗震性能,但也会增加桥墩混凝土的破坏程度;墩身配筋率对埋深较小的挖井基础桥墩水平承载力影响较小。

挖井基础铁路桥墩的抗震性能影响参数分析

基于拟静力试验结果,建立了挖井基础桥墩的有限元模型,对水平往复荷载作用下挖井基础桥墩的受力特征及影响参数进行了研究,分析桥墩配筋率、含箍率和轴压比对桥墩位移延性系数、抗力增大系数和屈后刚度比的影响。研究结果表明:建立的有限元模型可较好地模拟地震作用下挖井基础桥墩的力学行为,试验及分析结果均表明在较小的墩顶位移作用下,基础周围土体也将表现出明显的非线性;提高桥墩主筋配筋率可显著提高挖井基础桥墩的极限承载能力和极限位移,减缓屈后刚度的退化,提高桥墩含箍率对挖井基础桥墩承载力和变形能力的影响并不显著;轴压比对挖井基础桥墩的变形能力和承载力影响显著,随着轴压比的增大,桥墩的位移延性系数和抗力增大系数减小,屈后刚度的退化减缓。

桥墩挖井基础大体积混凝土施工技术

为了避免混凝土产生大量水化热造成桥墩挖井基础开裂影响工程质量,从原材料选用、配合比设计、混凝土浇筑及养护等方面采取了有效的控制措施,从而保证大体积混凝土施工质量和工程的预期效益。