异形板桥桩基托换力学行为及变形规律研究

随着地铁建设的迅速发展,不可避免的穿越既有城市立交桥,对其沉降及受力状态产生重大影响。依托石家庄地铁2号线下穿建和桥桩基托换工程,利用有限元软件,建立三维有限元模型,实现了桩基托换全过程模拟,通过数值计算得出了沉降变化规律,并与现场实际数据进行了对比分析。沉降结果表明,建和桥南桥托换部位沉降较大,应加强此区域位置的监控。通过分析桥面异形板及桩基应力历史,得出:桥面异形板在施工过程中应力变化主要集中在断桩施工阶段;原始桩基在托换施工全过程中,受力表现出先减小后增大的变化规律,新建桩基有效应力呈现出持续增长的现象;断桩施工将原始桩基受力有效转移至新建桩基,盾构施工对各结构应力状态影响较小。

桥梁承台基坑开挖对临近桥梁结构影响研究

近年来为解决城市交通拥堵问题,城市高架快速路网建设发展迅速同时桥梁近接施工工程日益增多,基坑开挖对临近既有桥梁的影响成为基坑施工关注的重要问题。利用ABAQUS有限元分析软件结合某新建桥梁上跨轨道交通桥梁工程案例,建立了二维数值分析模型,重点分析了新建桥梁承台基坑开挖支护对周边场地地表变形和既有桥梁结构变形的影响。研究表明:近接既有桥梁结构的新建桥梁承台基坑开挖施工对周边土层的影响主要原因是开挖施工过程引起地表沉降,地表沉降量在基坑两侧呈非对称分布;承台基坑开挖对既有桥梁的水平向和竖向变形都在安全可控范围内,主要影响既有桥梁的水平向变形。

土-承台动力相互作用对砂土场地桩基桥梁地震反应的影响

在桩基桥梁的地震反应分析中,桩-土动力相互作用是个重要的问题,而对于采用低桩承台基础的桥梁,承台埋在土面以下,还存在土与承台之间的动力相互作用。目前,地震反应分析中一般不考虑土-承台动力相互作用的影响,相关研究也很少。为此,利用OpenSees有限元分析程序,基于p-y曲线建立了土-结构一体化桩基单墩模型,选择40条实际岩石场地地震记录作为输入,开展了考虑土-承台动力相互作用的桩基桥梁地震反应分析。结果表明,考虑土-承台动力相互作用后,结构的基本周期会减小,墩底曲率会明显增大,桩顶曲率会大幅减小,但墩顶位移的减小可以忽略。

荷载作用下上覆混凝土大板固化土地基变形响应研究

文章依托江苏省连云港市徐圩港区深厚吹填土软基处理工程,构建了新型混凝土大板港区面层-固化土堆场地基3D有限元模型,通过改变均布荷载大小、面板尺寸和固化层设计参数对其引起的土体和面板响应变化进行了研究。结果表明:最大地表沉降值与均布荷载值呈现出正比关系;在均布荷载的工况下,面板厚度和边长的增加都会引起最大沉降值增大,而固化层厚度和模量的增大则引起地表沉降值相应的减小。然而,从数值结果来看,相对边长来说,面板厚度的影响并不明显;而固化层参数作为关键影响因素,对地表沉降的控制随着其数值增加,影响量逐渐减小。

双排桩-锚索支护体系在软土地区基坑中的应用

为研究双排桩-锚索结构在软土基坑中的内力变化规律及可行性,本文通过理论计算及数值模拟,以东莞某软土基坑工程为例,对结构水平位移、弯矩等参数的变化规律进行了研究,并将实测值与计算值进行了对比。结果表明,卸荷板可提供一个反弯矩,增加结构稳定性;支护结构水平位移理论及数值计算曲线与实测曲线变化趋势基本相似,变形值均在规范允许范围之内;双排桩-锚索结合卸荷板体系应用于场地受限的软土地区基坑支护效果较好。

新型预制装配式梁板结构在水处理构筑物中的应用研究

为了克服现有大型污水处理厂调蓄池等水处理构筑物所面临的跨度、高度及防水防腐等方面的技术限制,依托上海竹园第一、第二污水处理厂提标改造ZY3.1标段项目的实际经验,详细阐述了一种新型预制装配式梁板结构体系在工程实践中的应用。在节点区域创新性地采用UHPC湿接头后浇连接法,有效确保了结构的强度和稳定性;为解决预防构件外露面的腐蚀问题,采用HDPE板锚固预制防腐处理技术,有效延长了构件的使用寿命,并大幅度降低了后期维护和修复成本。在大跨度、大深度基坑的施工过程中,成功实施了免模、免支撑的预制吊装施工方法,显著缩短了施工周期,增强了施工的安全性,并极大地减少了对现场环境的影响,可为今后大型水处理构筑物的装配式结构工程建设提供参考。

现浇挂板式钢筋混凝土挡墙施工重难点及方案分析

文章分析了目前城市水利工程中应用较多的现浇挂板式钢筋混凝土挡墙的施工重难点,介绍了常规施工方案的优缺点,结合某工程中现浇挂板式钢筋混凝土挡墙施工方案应用实际,进行施工方案对比,结果表明:新的施工方案在保证混凝土外观质量、结构耐久性、节约工期等方面更有优势,可为类似结构的施工提供借鉴。

超厚基础底板中大跨度组装式钢筋支架的应用——以苏州中南中心为例

超厚型基础底板因面临钢筋直径大、体量大、分布层数多、安装复杂等问题,需采取特定的型钢支架体系来辅助施工。以苏州中南中心为例,根据基坑形状、剪力墙巨柱插筋排布、电梯井排布等情况,合理设置大跨度型钢钢筋支架,减少立柱数量,确保钢筋铺设搬运转向便利;同时,根据施工工况推演,分析各个阶段钢筋支架的受力情况,优化型钢规格和连接节点。最终实践证明:采用高强螺栓连接与焊接连接结合的方式,形成一种用于超厚基础底板的大跨度组装式钢筋支架,可大幅减少焊接作业量;同时,通过地面组装后整体吊装,可减小吊装作业量,加快钢筋施工进度,加快底板封闭时间,保证基坑整体安全。

关于基础抗浮的若干问题探讨

深基础的出现,带出了诸多岩土工程新问题,基础抗浮就是其中亟待解决的问题之一。总体而言,基础抗浮涉及到地下建筑物所受浮力的计算、抗浮原则和具体措施以及基础底板的设计方法等一系列的问题,通过综述前人在抗浮方面的工作,指出现有抗浮理念上的误区和具体抗浮技术中的一些不足,同时提出抗浮不只是针对上部荷载较小的补偿基础,上部荷载大的深基础也同样存在抗浮问题,另外在抗浮原则上提出了以均布抗拔力平衡均布水浮力的观点,最后还给出了计算实例定量地验证上述观点的合理性。

刚性基础下复合地基褥垫层细观工作机制

垫层是保证变形协调、实现复合地基荷载合理分配的关键组件。但目前对垫层细观工作机制的认识还不够深入,参数选取主要依赖经验。为了进一步揭示垫层协调工作机制,利用自制试验装置进行了3种不同填料高度下的砂垫层可视化平面应变试验。结合2D DEM数值正交试验,揭示了不同尺寸参数组合下垫层的3种变形形态及其细观力链分布特征,指出变形形态与垫层相对厚度(厚度与桩间净距的比值)有关,并提出了按相对厚度控制垫层参数选取的建议。同时,通过垫层细观工作机制分析,提出垫层协调性能的评价指标,利用正交试验分析得到了垫层厚度与桩间净距是影响垫层变形协调能力的显著因素,给出了指标的取值上限值以指导垫层参数设计。

高桩码头锈蚀破损面板残余承载力评估方法

高桩码头长期工作在具有腐蚀性介质的潮湿环境中 ,因钢筋的锈蚀会使构件表面砼胀裂而破损 ,目前我国大部分的高桩码头都进入了锈蚀破损的高峰期。通过研究指出 :以往国内外用构件锈蚀破损表面积大小或顺筋裂缝大小的标准来确定维修方案的方法是不正确的。根据一般构件为等截面 ,而沿跨度分布的弯矩不均匀的事实 ,指出构件在控制断面以外的部位强度有富裕 ,允许钢筋适当的锈蚀仍能满足设计强度的新见解。提出了锈蚀破损面板的强度安全性评估准则、强度因子新概念及其具体计算式 ,可以量化评估锈蚀破损面板的残余承载力 ,为科学制定锈蚀破损面板的维修方案提供参考 ,在保证码头结构安全的同时 。

圆形基坑地下连续墙分析方法研究

上海世博500kV地下变电站基坑开挖深度34m,圆形地下连续墙直径130m。采用3种计算方法对地下连续墙变形及内力进行对比分析。平面弹性地基梁法忽略了圆形围护结构的拱效应,不利于对圆形地下连续墙受力的全面认识与设计安全。三维弹性地基板法计算原理基于平面弹性地基梁法,且计算模型可以反映圆形围护结构的空间效应。三维连续介质有限元法考虑围护结构与土体的共同作用,得到的地墙变形与内力相比三维弹性地基板法均更小。与监测数据的比较表明,地墙的实际变形介于三维弹性地基板法与三维连续介质有限元法分析结果之间,且更接近于三维弹性地基板法。圆形基坑地下连续墙应采用三维弹性地基板法进行设计计算。

风机梁板式桩筏基础承载特性大型模型试验研究

梁板式桩筏基础与传统桩筏基础一样具有较高的承载力和变形控制能力,且较传统桩筏基础能够节约成本,具有重要经济效应,因而成为了新兴的基础形式被应用于风电基础中。然而目前该基础仍采用传统桩筏基础的设计方法进行计算,造成了巨大的浪费。为了弥补目前梁板式风机基础设计方法的缺陷,采用大型室内模型试验对梁板式风机基础的受力变形特性进行研究,分析了竖向荷载作用下梁板式风机基础内梁、桩、土体等的受力机制及特性。研究表明,在工作荷载范围内,梁板式桩筏基础体系处于弹性状态,且梁板式桩筏基础具有一定的柔性,中央与边缘存在一定的差异沉降。桩-桩相互作用及桩-土相互作用对具有一定柔性的梁板式桩筏基础受力变形特性具有重大的影响,应该修正现行设计时不考虑这几个因素的缺点。

用Poly MAX方法进行弹性地基板的实验模态分析

对弹性地基上自由板进行了脉冲锤击法模态试验研究。针对传统模态识别方法难以准确识别重频、高阻尼结构的模态参数的特点,利用LMS Test.Lab软件中Poly MAX方法对地基板的传递函数进行模态参数估计和识别。实测及分析表明实际地基上的自由板不存在纯刚体模态。利用识别的模态频率分别对Winkler地基,双参数地基的地基参数进行了识别。利用蒙特卡罗模拟计算地基参数以标准差5%变化时的频率值,发现地基的不均对弹性地基板的频率值有着重要的影响。为道路工程和岩土工程中混凝土板的地基参数识别和损伤诊断提供了手段和方法。

不同刚度基础下复合地基沉降变形性状研究

柔性基础下复合地基应用相当广泛 ,但其沉降变形计算理论尚待进一步研究。通过对不同刚度基础下复合地基沉降变形的有限元模拟分析 ,详细对比分析了不同刚度基础下复合地基沉降变形性状 。

弹性地基板模态试验及地基动参数识别

用脉冲锤击法进行了弹性地基上自由板的自由振动模态试验,并用Me scope软件分析传递函数,得到了7阶位移模态和应变模态。在此基础上,对试验结果进行了初步的分析并总结了弹性地基板振动测试的场地经验。对用优质LR12-2元建立的厚板ADS1元进行了Vlasov地基上矩形板的有限元分析,同时对Vlasov地基上板的振型进行了分析,利用刚体模态进行了Winkler地基参数识别,并利用2阶频率,根据模态振型匹配的原则进行双参数地基参数的识别。结果表明:该有限元分析程序具有较强的通用性,地基板的振型呈模态密集区的形式。

桩-土-承台结构在波浪力作用下的力学效应分析

在港口桥梁工程和海洋工程中,一般将桩从桩-土-承台结构中分离出来,单独计算波浪力对桩的作用。在提出波浪力作用下桩-土-承台结构相互作用模型的基础上,结合工程算例,进行了桩-土-承台结构在波浪力作用下桩的荷载和弯矩计算分析,结果表明:在不考虑波浪力的情况下,计算结果跟规范方法较为接近,验证了桩-土相互作用模型的适用性。在此基础上迭加波浪力,将波浪力和桩-土-承台作为一个完整的系统研究,随着承台所受外力、波浪力、桩侧地基土的变化,分析了桩-土-承台结构在波浪力作用下的受力效应。

高桩承台桩基波浪受力分析

以深海桥梁建设中广泛采用的群桩基础为研究对象,发展了淹没承台下桩柱波浪作用力的工程计算方法。分析了承台效应系数随淹没深度、承台尺寸等参数的变化规律,并在时域内计算了波浪对桩柱的作用。承台与波浪的绕射问题采用基于势流理论和特征函数展开的解析法,绕射场内桩柱波浪力的计算采用Morison公式,通过与数值模拟的计算结果进行对比,验证了该方法的正确性。结果表明:不同的承台尺寸会使承台效应系数随浸入深度的变化有所改变。合力将随入射波数的增加而减小,合力点的变化将在特定波数下出现拐点。桩柱上波浪合力的最小值出现于承台迎浪一侧,最大值出现于承台背浪一侧及垂直于入射方向的承台两侧与背浪侧30°角范围内。承台的存在使得桩柱上的波向力出现偏向性并产生相位差,此时的群桩系数可取为0.7。

高速铁路板式无砟轨道的结构分析模型对比

为了对比弹性地基叠合梁理论、弹性地基梁-板理论和梁-体有限元理论在分析无砟轨道结构受力时的差别,基于这3种无砟轨道结构力学理论建立了无砟轨道结构分析模型,分析2种不同线下基础上CRTSⅡ和CRTSⅢ型板式无砟轨道结构的受力情况.结果表明:由于弹性地基叠合梁理论分析模型考虑的因素较少,计算所得结果与其他2种分析模型的计算结果相差较大,且与轨道板实际受力情况存在一定差别;弹性地基梁-板理论分析模型可较好地模拟轨道板和底座弯曲变形,计算结果比其他2种分析模型偏大约30%,设计偏于安全;梁-体有限元理论分析模型可真实反映无砟轨道结构的受力和变形,但分析模型相对复杂,对工程设计人员要求较高,一般用于无砟轨道结构的研发和设计验证.

板式无砟轨道轨面变形与路基沉降的映射关系

为研究路基沉降对板式轨道轨面几何变形的影响,基于无拉力Winkler地基叠合梁理论,针对纵连式、单元式两种板式轨道,提出了考虑板底脱空的路基沉降与轨面变形间静态映射关系的计算方法,并对由不同沉降型式引起的两种轨道轨面变形特征及变化规律进行了对比分析.结果表明:纵连板式轨道对基础变形的适应力较单元板式轨道欠佳,底座板与路基间易形成大范围脱空;自重效应下沉降引起的两种轨道轨面变形随基础沉降量的增大差异加剧,且对路基沉降波长极为敏感,当沉降波长达到20 m后,轨下板底脱空现象明显缓解,轨面几何不平顺基本可与路基变形保持一致;路基折角型沉降对轨面平顺性的影响相对平缓,错台型沉降不仅使轨面剧烈弯折,还会导致板底严重脱空,10 mm差异沉降即可引发轨道与路基结构间约8 mm的空吊,给列车运营质量和轨道结构疲劳特性均造成不利影响.