拱桥群桩推力基础水平承载特性研究与p-y曲线法应用

来源 :武汉理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:is_youfeeling
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着城市基础设施的不断完善,城市市政桥梁向着新型、轻质、美观等方面进行发展,大量异型拱桥的兴起对桥梁群桩基础提出了新的要求。在上部荷载作用下,异形拱桥需借助墩台和基础来抵抗较大的水平推力以免在服役期发生局部缺陷甚至破坏,因此需重视对群桩基础水平承载性能研究。群桩基础在水平推力作用下,桩顶内力分配情况复杂,且影响群桩水平承载力的影响因素较多,为避免群桩基础在服役期间产生过大位移影响异型拱桥拱圈线型以及产生过大附加应力导致结构破坏,保证群桩水平稳定性格外重要。本文以珠海航空产业园金岛大桥项目为背景,在广泛查阅、归纳国内外群桩相关文献基础上,结合数值模拟与正交试验法对有斜桩参与工作的群桩基础进行研究与分析,并采用p-y曲线法对群桩基础中各桩进行了验算,主要研究内容与相应成果如下:(1)对单桩水平承载力计算方法进行了详细阐述,介绍了实际工程中常用的m法、p-y曲线法及其有限差分形式。(2)收集整理珠海金岛大桥项目资料,对2号承台下的2-2#号进行了单桩抗压静载试验,对2-8#号单桩和2-X2#斜桩进行了水平承载力静载试验,将试验结果与有限元模型相应单桩相同工况下的模拟值进行比对,验证桩土接触接触模型的合理性,并应用于后续群桩模拟。(3)利用Midas GTS NX对群桩中各单桩进行分析,得到群桩中各单桩在水平位移、桩顶剪力和桩身弯矩上的异同;采用MATLAB编制p-y曲线法计算程序,对有限元模型得到的分配荷载进行比对,验证群桩基础中各单桩在荷载承担中所占据的比例。结果显示,斜桩参与斜直群桩中所承担的比例相对其他直桩较小,直桩群中前排桩承担的荷载较中排桩、后排桩更大。(4)在已有模型基础上,采用控制变量法对斜直群桩的参数进行分析以确定影响斜直群桩基础水平位移的特征参数,如斜桩角度、所在土层粘土抗剪强度、容重、桩长和桩径。总结各个参数对斜直群桩水平位移的影响规律。结果显示,除斜桩角度外,各因素与水平位移都呈负相关,适当提高可以显著降低群桩水平位移,而斜桩角度控制在10°以内对群桩位移减小较为显著。(5)设计正交试验对群桩参数进行多因素多水平分析,并与前文控制变量结果进行比对,通过极差分析与方差分析得到影响群桩水平位移的著影响因素为粘土抗剪强度和桩径。并对不同粘土抗剪强度和桩径下的群桩极限承载力进行分析,确定斜直群桩显著因素对群桩安全系数的影响。
其他文献
装载部分流体的容器,受到外力作用而运动时,会激励容器内的流体产生晃荡现象。晃荡是非常复杂的流体运动,具有很强的非线性及随机性。另外流体会和容器的边界发生强烈的交互作用,即便外部激励很小,也有产生巨大抨击力的可能,带来安全问题。开展晃荡研究对工程应用和科学探索都具有重要的价值。鉴于目前浅水情况下的液舱晃荡研究还比较少,本文的主要研究对象是浅水情况下的晃荡现象。研究基于势流理论假设,将Boussine
学位
随着交通运输行业的快速发展,我国铁路正逐渐向高速化、电气化方向发展。对于铁路电力机车而言,进行车-桥及弓-网系统动力分析对于确保列车正常运营有重要意义。然而,现有动力分析方法计算成本较高,在进行随机振动分析时还往往需要借助大型计算平台完成,计算过程繁琐且计算成本较高。本文基于谐和小波函数提出了针对车-轨耦合系统动力分析的新型小波单元以及车-桥/弓-网耦合系统运动方程的半解析求解方法,主要研究内容如
学位
建筑业是国民经济物质生产的重要部门,与经济发展和人民生活息息相关,1978年以来,建筑业规模不断扩大,国内建筑业产值增长了20多倍,建筑业增加值占国内生产总值的比重由3.8%提高到7.0%,成为经济快速增长的重要动力。随着我国“一带一路”倡议的实施和国内基础设施的迅猛发展,建筑业迎来了新的机遇和挑战。一方面,国家政策不断向好,PPP模式的引入激发了基础设施建设的市场活力;另一方面,国家经济下行,建
学位
随着我国高速铁路的快速发展,车-桥耦合系统的随机响应分析成为了铁路领域的研究焦点。由于车-桥系统自身的复杂性,通常难以得到车-桥系统随机振动响应的解析解,因此,工程中一般采用数值方法进行计算得到响应的数值解。数值方法需要对含有时变项的系统矩阵进行重复运算,计算成本较高,往往需要大型的计算平台支持,而小波理论在时频变化的结构动力分析中具有较大优势。基于以上原因,本文提出了一种基于谐小波理论的车-桥系
学位
随着我国进入“高铁时代”,高铁运行的安全性和稳定性受到极大的重视,轨道平顺作为影响运行主要原因之一,同样得到工程界广泛关注。轨道不平顺谱作为轨道平顺状态的主要统计指标,对于高铁的设计与运维都具有重要的意义,现行相规范对其极值已有明确限定。现有的轨道谱研究方法主要基于两方面的假定:1)假定轨道不平顺为平稳的随机过程,忽略其非平稳特性;2)假定轨道不平顺为独立的随机过程,不考虑轨道不平顺间的相关性。上
学位
近年来,随着我国经济的持续发展和城市化进程的不断加快,人们不断向更广阔复杂的地形上进行基础设施的建设。随着邻近边坡的高层建筑以及地下工程的建设,对于复杂地形下的边坡加固方法也越来越多。在实际工程建设中,由于材料和结构本身的特点、使用功能及施工技术在时空上的要求,需要在已开挖或者复杂山体的之间进行道路和基础设施的建设,此时由于土层本身的强度并未达到要求,需要人工建设支挡结构预防山体滑坡等自然灾害。目
学位
随着我国水路交通的快速发展,大跨度跨江桥梁的数量以及航道流量不断在增加,近年来船桥碰撞事故频繁发生,造成巨大的人员伤亡和经济损失。目前我国的船桥碰撞研究还不完善,特别是针对大尺寸异形塔墩以及吸能材料的研究过少,随着桥梁设计越来越追求多功能性以及美观性,未来异形塔墩的应用会更加广泛。本文基于白居寺长江大桥工程,采用数值模拟的方法,对大跨度斜拉桥异形塔墩开展了船桥碰撞以及防撞装置研究。首先,对船桥碰撞
学位
钢筋锈蚀导致混凝土结构耐久性不足的问题是土木工程中亟待解决的问题,将耐腐蚀的纤维聚合物(Fiber Reinforced Polymer,FRP)筋运用于混凝土结构中的方法应运而生;但由于其低弹性模量及线弹性的特性,使得FRP配筋的混凝土结构通常具有较大的裂纹宽度和挠度,且随着如FRP筋等轻质高强筋、高强混凝土等新型建筑材料在工程结构中的应用,结构自重减轻,疲劳荷载占比增大,因此对FRP筋混凝土梁
学位
预制节段拼装桥墩体系通过将桥墩分成若干节段,在工厂预制,最后运输到现场拼装完成,具有施工快,环境影响小的特点,是实现新时代对桥梁“又好又快”建设要求的有效途径和重要手段。其中节段连接构造是预制拼装桥墩重要的组成环节,能够直接影响到桥墩的施工效率、施工质量以及力学性能。因此连接构造的设计是预制拼装桥墩技术的重点和难点。目前常用的连接方式存在无法兼顾良好力学性能和保证施工效率的问题,为此本文提出了预制
学位
总结历次震害教训,我们发现,结构间的碰撞一直是导致桥梁损毁的一个重要因素。对于采用板式橡胶支座的梁式桥,因其梁体与墩台间的连接较为薄弱,地震过程中,主梁易出现较大滑动,导致主梁与桥台背墙间发生碰撞,碰撞将会产生较大撞击力,不仅碰撞局部发生较大损伤,且较大的撞击力易使得桥台背墙或其基础出现损伤,而桥台破坏还可能导致梁体落梁的发生。目前,对于多联多跨梁体与台背墙间的碰撞研究尚不多见,对桥台的地震失效机
学位