A computational method for post-construction settlement of high-speed railway bridge pile foundation considering soil creep effect

Based on reasonable assumptions that simplified the calculational model,a simple and practical method was proposed to calculate the post-construction settlement of high-speed railway bridge pile foundation by using the Mesri creep model to describe the soil characteristics and the Mindlin-Geddes method considering pile diameter to calculate the vertical additional stress of pile bottom.A program named CPPS was designed for this method to calculate the post-construction settlement of a high-speed railway bridge pile foundation.The result indicates that the post-construction settlement in 100 years meets the requirements of the engineering specifications,and in the first two decades,the post-construction settlement is about 80% of its total settlement,while the settlement in the rest eighty years tends to be stable.Compared with the measured settlement after laying railway tracks,the calculational result is closed to that of the measured,and the results are conservative with a high computational accuracy.It is noted that the method can be used to calculate the post-construction settlement for the preliminary design of high-speed railway bridge pile foundation.

新建铁路桥梁斜穿既有高铁对高铁桥墩基础的影响分析

为研究新建铁路桥梁小角度下穿既有运营高铁对高铁桥墩基础的影响,以新建六安铁路连续刚构桥下穿既有安九高铁跨安庆支线特大桥立交工程为背景,运用MIDAS-GTS NX软件,建立了新建铁路桥梁下穿既有高铁的三维有限元模型。研究表明:既有运营高铁下穿工程采用现浇支架施工,在支架预压阶段既有高铁附近地层受到大面积扰动,高铁桥墩基础受到附加荷载较大,对桥墩基础变形影响较大;采用小角度斜穿既有运营高铁,由于新建工程距离既有高铁基础较近,对高铁桥墩水平变形影响较大;邻近既有高铁的基坑施工采取有效防护措施,可显著降低新建工程对铁路的影响;新建下穿工程会引起既有高铁桥墩桩基承载力增加,针对有规划下穿工程的铁路桥梁设计,可通过有效措施提高基础承载力;既有高铁桥梁基础变形在新建下穿工程施工过程中具有动态累积效应,施工期间应加强对既有高铁桥墩基础变形监测,保证既有高铁安全。

G3铜陵长江公铁大桥桥塔基础设计

G3铜陵长江公铁大桥主桥为主跨988 m的斜拉-悬索协作体系桥,桥塔采用钢筋混凝土门形结构。3号桥塔基础比选了钻孔桩基础与沉井基础方案,4号桥塔基础比选了钻孔桩基础与地下连续墙基础方案,综合考虑基础受力性能、经济性、施工风险等,均推荐采用钻孔桩基础方案。3号、4号桥塔塔座高4.5 m,承台分别为厚7 m的圆形-哑铃形和矩形-哑铃形结构,基础分别采用68根和64根φ3.0 m钻孔桩,桩长分别为95 m和79 m,按摩擦桩设计。承台系梁采用ANSYS软件进行实体有限元分析,系梁横向受力主筋、竖向抗剪箍筋采用优化分区配置,满足受力要求。

软土地区高铁桥梁桩基比例系数合理取值研究

在高速铁路桥梁设计中,选取合理的桥梁桩基地基系数的比例系数m值是重要问题。本文依托天津滨海新区铁路项目,进行了单桩和群桩的水平静载试验,对不同水平荷载作用下单桩桩端和群桩承台的水平位移变化规律进行了分析。基于试验结果,对地基土水平抗力系数的比例系数m值进行了计算与拟合,给出了合理的软土地区m值的取值。结果表明:单桩与群桩m值-位移曲线较为接近,随着位移的增加,m值呈现指数型下降趋势。根据拟合结果,对单桩m值进行了推定,建议单桩m值取10MN/m^(4),群桩m值取2.6MN/m^(4)。与规范值相比,单桩m值更大,而群桩m值略小。

平潭海峡公铁两用大桥主航道斜拉桥深水基础设计

平潭海峡公铁两用大桥元洪主航道桥为（132＋196＋532＋196＋132）m的钢桁梁斜拉桥。为满足通航要求并适应深水条件和巨大的水平力荷载,该桥桥塔墩基础采用22～24根Φ4.0m钻孔桩,C45水下混凝土,平均桩长47.3～64.0m,桩距纵、横向均为8.2m。边墩、辅助墩桩基础均采用10根Φ4.0m钻孔桩,C45水下混凝土,平均桩长29.5～70.0m,桩距横向为8.2m、纵向为7.2m。为降低施工风险和工期压力、减少基础施工对通航的影响,将该桥基础承台底高程设计为-4.0m。主墩承台采用圆端哑铃形,C50混凝土,承台顶高程＋5.0m,平面尺寸81.0m×33.0m,厚9.0m;边墩、辅助墩承台均采用倒圆角矩形,C50混凝土,承台顶高程＋4.0 m,平面尺寸31.8m×21.6m,厚8.0m。主墩基础采用双壁钢吊箱围堰施工方案。

甬舟铁路西堠门公铁两用大桥金塘侧桥塔深水基础方案研究

甬舟铁路西堠门公铁两用大桥主桥采用主跨1 488m斜拉-悬索协作体系桥方案。金塘侧桥塔基础位于深水裸岩区,上覆弱风化英安岩,持力层为微风化英安岩,最大水深28m,建设条件复杂。对3种桩径(直径4.0,4.5,5.0m)钻孔桩基础以及设置沉井基础(圆形、圆端形)等方案进行了比选,圆形设置沉井基础在结构受力特性、经济性等方面均优于其它基础形式,推荐采用圆形设置沉井基础。圆形设置沉井高36m,直径58m,中间十字隔舱将沉井内部分为4个区域,共布置16个井孔。沉井基础采用整体加工,浮运到桥位定位下沉,沉井着床后浇筑水下封底混凝土、填充混凝土,最后施工承台。

西堠门公铁两用大桥5号桥塔基础方案比选

西堠门公铁两用大桥为主跨1 488m的斜拉-悬索协作体系桥。5号桥塔基础水深最深约60m,墩位处海床面高程为-60^-45m;300年一遇最大流速为3.47m/s;100年一遇最大浪高为7.80m;地基为岩石地基,基本无覆盖层。针对5号桥塔基础水深、波流及地质条件,提出了大直径钻孔桩基础(36Φ5.0m、24Φ5.8m、18Φ6.3m3种)、设置沉箱基础、设置沉井基础及超大直径管柱+钻孔桩组合基础等方案,从结构构造、受力特性、施工方案及经济性等方面对4种基础方案进行综合比选,推荐采用施工工艺较成熟、风险相比更小、经济性更好的18Φ6.3m大直径钻孔桩基础方案。

公安长江公铁两用特大桥4号墩钢围堰施工技术

公安长江公铁两用特大桥主桥为(98+182+518+182+98)m的双塔双索面钢桁梁斜拉桥,4号桥塔墩采用变直径钻孔摩擦桩基础。4号墩基础施工采用双壁钢套箱围堰方案,钢围堰为圆端形结构,长68.2m、宽40.0m、高23.7m(分为2节,底节高16.0m),双壁厚2.0m。钢围堰底节在岸上制造,采用气囊断缆法下水,下水坡度从1∶10调整为1∶7,设置地锚、钢凳、底托板与底托架,并设置了48个规格为1.2m×8.5m的气囊;钢围堰下水自浮,待钢围堰稳定后,利用3艘拖轮联结编队进行长距离整体浮运,将钢围堰浮运至墩位处;在墩位处采用无导向船重锚锚碇系统进行快速精确定位。该桥钢围堰顺利下沉到位,经检测钢围堰最大平面偏差小于5cm,最大垂直度偏差小于1%。

平潭海峡公铁两用大桥鼓屿门航道桥主墩基础设计

平潭海峡公铁两用大桥鼓屿门航道桥采用主跨364m的钢桁混合梁斜拉桥方案,桥址区水深流急、风大涌险、潮大浪高、地质复杂、冲刷严重、航道等级高、有效作业时间短。为适应该桥桥址气象、水文、地质等条件,考虑通航安全、技术可行及工程经济性等要求,确定采用高桩承台方案,并对3.0m、4.0m、4.5m钻孔桩基础方案进行比选,确定选用4.5m钻孔桩基础方案,按先平台后吊箱围堰的顺序施工。大直径桩基础中各桩采用单独配筋设计;防撞结构由吊箱围堰、V形防撞梁及联结系组成,采用可拆卸式设计,并在围堰外壁设置消波孔;钻孔桩采用KTY5000型动力头钻机,并配制PESF935型中压空压机循环排渣,利用泥浆护壁、锲齿或球齿滚刀钻头钻具切削岩面成孔;采用内径406mm的单导管法施工水下C45混凝土。

复杂环境下跨海桥梁深水基础方案研究

研究目的:甬舟铁路金塘水道主航道桥建设环境复杂,墩位处最大水深49 m,设计流速3.14 m/s;设计风速42 m/s,最大浪高8.89 m;海底岩面起伏较大,覆盖层厚薄不均。本文就金塘水道主航道桥深水浅覆盖层地区和深水厚覆盖层地区基础方案展开研究,探寻适用于不同地质条件下的深水跨海桥梁合理基础类型,以期为复杂环境下跨海桥梁深水基础设计提供借鉴。研究结论:(1)跨海桥梁深水基础选择应结合水文、气象、地质、通航等边界条件,从结构受力、经济性、可实施性、水流适应性及通航要求等方面综合确定;(2)深水浅覆盖层地区应优先采用整体刚度大、承载力高的设置基础;(3)深水厚覆盖层地区应优先采用整体刚度大、承载力高的沉井基础;(4)水深30 m以上桥梁基础采用桩基础施工难度大、经济性差,设置沉井基础、沉箱基础、复合基础,沉井基础应为复杂恶劣海洋环境下跨海桥梁优先考虑的基础形式;(5)本研究成果可为复杂环境下跨海桥梁深水基础设计提供参考。

常泰长江大桥专用航道桥设计

常泰长江大桥天星洲和录安洲2座专用航道桥均为刚性梁钢桁拱桥,跨度布置均为(168+388+168)m。桥梁采用双层桥面,上层布置6车道高速公路,下层下游侧布置4车道普通公路、上游侧布置双线城际铁路。主梁采用2片主桁双层板桁组合结构,N形桁,焊接整体节点构造。由于恒载在横断面上分布不对称,为减少结构的非对称变形,主梁采用非对称截面。上、下层桥面均采用纵横梁体系的正交异性板整体钢桥面。主拱采用与主梁反向的N形桁,拱肋为抛物线形,跨中下弦矢高55 m、拱高11 m。拱肋下弦与主梁上弦间采用柔性平行钢丝吊索连接。主墩基础采用钻孔桩基础,墩身采用八边形实心墩结构。专用航道桥采用从边跨向中跨悬臂拼装、拱梁并进架设、跨中合龙的总体施工方案。

宜宾金沙江公铁两用桥主墩基础施工技术

宜宾金沙江公铁两用桥主桥为(116+120+336+120+116)m五跨连续双层桥面系杆拱桥,主拱为336m钢箱系杆拱。2号、3号主墩均采用3.4m大直径钻孔桩基础。2号主墩基础采用筑岛施工方案。2号主墩承台开挖高度达24.0m,采用土钉墙防护技术对承台高边坡进行防护,降低现场施工难度。3号主墩基础采用双支栈桥+水上钻孔平台的施工方案,钻孔平台兼做水上提升站。3号主墩承台采用可重复利用的拆装式双壁钢套箱围堰施工技术,围堰侧板止水锁口钢管的两侧焊接月牙形锁口,方便插入和拔除,且止水效果好。

铜陵公铁两用长江大桥主桥设计

铜陵公铁两用长江大桥主桥为(90+240+630+240+90)m的五跨连续钢桁梁斜拉桥,该桥上层桥面布置6车道高速公路,下层桥面布置4线铁路,主梁纵向采用飘浮体系,主梁和桥塔下横梁间设置阻尼装置。主梁采用3片主桁,N形桁架,主桁采用全焊桁片式设计,公路和铁路桥面均采用密布横梁的正交异性整体钢桥面,下层桥面在受力较大的桥塔根部及压重区段采用箱形结构,每个竖杆处均设有三角形桁架式横联;桥塔为倒Y形C50混凝土结构,承台以上桥塔高212m;斜拉索采用三索面布置,桥塔两侧各布置3×19根钢绞线斜拉索。除深水区3号桥塔墩采用沉井基础外,其余主墩均采用桩基础,沉井基础为圆端形,上部18m采用混凝土结构,下部50m采用钢结构。

平潭海峡公铁两用大桥非通航孔引桥围堰设计与施工

平潭海峡公铁两用大桥浅水区非通航孔(水深15m以内)引桥为跨径48m的预应力混凝土梁桥,采用钻孔桩基础,基础采用围堰施工。围堰采用钢吊箱结构,平面尺寸为14.8m×23m,高12.3m,围堰内设2层内支撑,经围堰封底后抽水抗浮和浇注承台后抗沉工况计算,确定封底混凝土厚2m。结合平潭海域海况特点,充分考虑波浪力的作用以及潮差大的影响,钻孔桩施工后,整体拼装吊箱围堰,利用千斤顶整体下放围堰至设计标高;在围堰内设置了3层导向限位装置,以保证入水后的围堰安全;在围堰封底抽水后,对围堰吊挂系统进行二次安装,再次安装吊杆和吊挂牛腿,以满足承台施工需要;围堰侧板和底板间通过销轴连接,并焊接斜撑杆,将底板和侧板固定,以抵抗波浪振动。

平潭海峡公铁两用大桥深水区围堰施工关键技术

平潭海峡公铁两用大桥深水区非通航孔引桥为跨径80(88)m的简支钢桁梁桥,采用钻孔桩基础,承台基础采用钢吊箱围堰施工。钢吊箱围堰尺寸为32.0m×19.8m×20.4m,承台顶面以下围堰为双壁结构,壁厚1.0m,内设2层内支撑,封底混凝土厚3.5m。考虑到平潭海峡浪高、风大、流急、潮差大等影响因素,围堰完成封底、抽水后,安装抗浮牛腿,以满足围堰的整体抗浮、抗沉要求;围堰在工厂内分块加工、拼装,侧板与底板间采用螺栓连接,以实现围堰的快速安装和倒用;在围堰内设置了3层限位装置,以解决波浪力和水流力引起的围堰下放精度难以控制的问题;在围堰侧板与底龙骨间采用螺栓连接,以满足围堰的防浪、防渗要求。

西堠门公铁两用大桥主桥主墩基础施工关键技术

甬舟铁路西堠门公铁两用大桥主桥为主跨1488 m的斜拉-悬索协作体系桥,公铁平层布置。5号主墩采用18根∅6.3 m超大直径钻孔桩基础,4号主墩采用双壁圆筒形嵌入式设置沉井基础(外径58 m、高37 m)。结合桥位处复杂海洋环境和主体结构特点,5号主墩基础采用导管架式深水栈桥+自浮式钢桁架钻孔平台方案施工,4号主墩基础采用板凳式栈桥+设置沉井方案施工。5号主墩超大直径钻孔桩施工时,设置深水栈桥(采用整体式导管架法建设),自浮式钢桁架钻孔平台(由钢桁架及钢锚桩组成)在船坞整体制造;浮运到桥位后,钻孔桩采用旋挖钻机分级成孔、全回转钻机全断面一次成孔,水下桩基混凝土采用双导管法灌注,解决了深水、浪涌及硬质裸岩下超大直径桩施工难题。4号主墩钢沉井结构在船坞整体制造,整体浮运到桥位后,首先通过定位系统(共设置12个混凝土重力锚)快速定位,然后对平面位置、高程和垂直度进行精确定位,解决了复杂海况下钢沉井整体浮运、精准定位及下沉着床难题。

我国深基础工程技术发展现状与展望:21世纪头10a情况综述

对我国深基础工程技术发展现状进行了初步总结,并对其未来发展方针提出了展望。共含8个部份:(1)大规模的经济建设促进了深基础工程大发展;(2)深基础工程应对巨大挑战的主要技术措施;(3)大吨位桩的承载力问题;(4)与深基础工程相关联的特殊技术;(5)技术学术交流频繁:会议交流与平面媒体;(6)深基础工程图书出版物;(7)施工安全与工程质量;(8)展望未来:10点思路与建议。

大跨度公铁两用斜拉桥群桩基础地震响应研究

为了解大跨度公铁两用斜拉桥群桩基础的地震响应行为,总结了该类桥梁基础的总体结构特征,探讨了基础的抗震分析模型,提出了估计高桩承台基础地震响应的实用性方法,分析了该类型基础的抗震安全度和地震响应特征。研究表明:承台等效振型参与度大小与地震动长周期成分的频谱特性有关,当忽略该因素影响时其取值分布较为平稳;E2与E1地震作用下桩基抗震安全度的比值平均大小为0.65左右;高桩承台基础最不利位置一般在桩头处,且通常表现为大偏心受压;一般冲刷线以上桩身内力呈线性分布;自一般冲刷线以下,桩身轴力基本保持不变,剪力和弯矩呈先增大后减小的曲线分布规律。

马鞍山长江公铁大桥主航道桥施工方案

马鞍山长江公铁大桥主航道桥为双主跨1120 m的三塔钢桁梁斜拉桥,桥塔基础采用∅4.0 m超大直径钻孔桩基础,桥塔为钢-混组合塔(上塔柱为钢结构,中、下塔柱为C60混凝土结构),钢桁梁采用两节间大节段全焊设计、制造。边塔钻孔桩基础施工采用吹沙筑岛形成钻孔平台,钻孔采用旋挖钻分级扩钻成孔,承台采用钢管桩+钢板桩组合围堰施工;中塔钻孔桩基础施工采用栈桥+水上钢平台,钻孔采用旋挖钻+回转钻组合接力成孔,承台采用矩形双壁钢套箱围堰施工,底节双壁钢套箱围堰采用水中漂浮连接法拼装。桥塔混凝土塔柱采用液压爬模施工,钢塔柱采用15000 t·m塔吊分块吊装;下横梁采用落地支架分层现浇。岸上和牛屯河边滩上钢桁梁节段采用“提升站+运梁栈桥+运梁台车”方案转运至1800 t架梁吊机起吊位置正下方由吊机起吊架设;边、辅跨间钢桁梁采用全顶推法架设,其余钢桁梁采用架梁吊机整节段悬臂架设;边(中)塔处设置抗风牛腿、Z3-Z4号塔间设置1座抗风临时墩,以保证主梁大悬臂架设过程中的抗风稳定;主跨跨中钢桁梁采用整节段合龙方案,先进行Z3-Z4号塔间主跨合龙,后进行Z4-Z5号塔间主跨合龙。

复合锚杆桩加固桥梁桩基方案分析

以北京地铁14号线区间隧道穿越丰北桥为例,在采用FLAC3D软件进行数值模拟计算的基础上,结合对桥梁沉降观测数据的分析,对复合锚杆桩加固丰北桥桩基的方案进行优化。实际施工后沉降观测数据表明,优化后的加固方案较好地控制了桥梁桩基的沉降,可满足桥梁基础沉降的控制技术指标,为后续类似工程提供参考。