軟土路基橋臺(tái)樁基設(shè)計(jì)計(jì)算關(guān)鍵問(wèn)題研究.pdf

1、在路堤與橋梁的連接段，通常需要將路基加高加寬，如果橋頭路基下存在較大厚度的軟土層，下臥軟土將在上覆路堤荷載作用下側(cè)向變形和固結(jié)，將使臨近橋臺(tái)樁基及上部結(jié)構(gòu)受到的影響，主要表現(xiàn)在如下三個(gè)方面：(1)橋頭路基填土引起下臥軟土層側(cè)向變形而擠壓樁身，使樁撓曲甚至斷裂；(2)橋頭路基填土引起地基土固結(jié)，使鄰近橋臺(tái)樁基受到負(fù)摩擦而下沉，并且往往造成不均勻沉降。(3)對(duì)橋臺(tái)甚至橋梁上部結(jié)構(gòu)不利，主要的是引起橋臺(tái)前移，過(guò)大橋臺(tái)前移將造成支座、伸縮裝置、

2、背墻或梁局部受壓變形甚至破壞。當(dāng)事先進(jìn)行臺(tái)背填土?xí)r，橋臺(tái)前移將造成跨距縮短而無(wú)法安裝預(yù)制梁。一旦發(fā)生了橋臺(tái)前移，即使清除臺(tái)背填土，位移也不能恢復(fù)。 可見(jiàn)軟土地基橋臺(tái)樁基與臺(tái)后路堤及地基的相互作用的計(jì)算有著重要的工程背景和研究意義，也是設(shè)計(jì)中十分關(guān)心的問(wèn)題之一。本文主要針對(duì)軟土地基橋臺(tái)樁基一些關(guān)鍵計(jì)算問(wèn)題開(kāi)展研究。 (1) 系統(tǒng)地總結(jié)和論述了國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有軟基橋臺(tái)樁基與土體相互作用各種計(jì)算理論和分析方法，主要包括經(jīng)驗(yàn)法、土壓力

3、法、位移法，有限元法。 (2) 臺(tái)后路堤及錐體將在橋臺(tái)地基中產(chǎn)生附加豎向壓應(yīng)力，它是橋臺(tái)設(shè)計(jì)中計(jì)算橋臺(tái)不均勻沉降、橋臺(tái)前移、橋臺(tái)樁基側(cè)壓力和撓度的關(guān)鍵參數(shù)。本文根據(jù)有關(guān)力學(xué)原理，推導(dǎo)了任一寬度臺(tái)后路基及錐體引起橋臺(tái)地基附加豎向壓應(yīng)力的計(jì)算公式，解決了現(xiàn)有規(guī)范中計(jì)算橋臺(tái)基底附加豎向壓力方法只適用于單線(xiàn)鐵路路基和查表內(nèi)插易產(chǎn)生誤差的缺點(diǎn)，并易于利用計(jì)算機(jī)編制程序進(jìn)行計(jì)算。 (3) 分析比較了現(xiàn)有橋臺(tái)樁基側(cè)壓力的計(jì)算法，引入側(cè)

4、向力動(dòng)力因子α<,m>，提出求解流塑區(qū)樁身側(cè)壓力的方法。 (4) 建立了可以考慮地基土的成層特性，樁土體系參數(shù)，側(cè)壓力沿深度任意變化的橋臺(tái)-承臺(tái)-樁基系統(tǒng)力學(xué)計(jì)算模型，并推導(dǎo)了計(jì)算表達(dá)式。以受力桿件的基本微分方程為基礎(chǔ)出了采用傳遞矩陣法求解橋臺(tái)和樁基內(nèi)力、位移的新方法。該方法不僅適用于單樁，并可以推廣到群樁。 (5) 綜合分析了判斷橋臺(tái)前移計(jì)算方法，并對(duì)溫福線(xiàn)深厚軟土地基橋臺(tái)的附加水平力、穩(wěn)定性、各種工況下的水平位移進(jìn)行