橋梁樁基論文范文參考關(guān)于橋梁樁基的優(yōu)秀論文范文【10篇】

橋梁樁基論文范文參考關(guān)于橋梁樁基的優(yōu)秀論文范文【10篇】 摘 要 ：高速鐵路橋梁樁基的工后沉降直接影響到高速鐵路線路的平順性及安全運營,其控制效果的優(yōu)劣甚至從某種程度上決定了高速鐵路建設(shè)的成敗.由于樁基沉降計算理論自身的不足,加之計算參數(shù)難以準(zhǔn)確選取,往往導(dǎo)致樁基沉降量的計算值與實測值存在較大的差異.尤其是深厚軟土樁基的工后沉降,目前還沒有一套完整而又實用的計算方法,現(xiàn)行各種設(shè)計規(guī)范也只是對工后沉降及不均勻沉降的控制標(biāo)準(zhǔn)作了規(guī)定.橋梁樁基的工后沉降是樁、承臺、地基土相互作用的長期變形協(xié)調(diào)體系,一直是巖土工程領(lǐng)域最為棘手的問題之一,其理論研究遠(yuǎn)落后于工程應(yīng)用.本文結(jié)合原 _科技研究開發(fā)計劃重點項目和上海鐵路局科研計劃項目,采用現(xiàn)場監(jiān)測、室內(nèi)試驗、理論分析與數(shù)值模擬相結(jié)合的方法,針對深厚軟土地區(qū)高速鐵路橋梁樁基的長期(工后)沉降與承載特性開展研究.主要工作有： (1)通過室內(nèi)試驗,掌握深厚軟土地區(qū)軟黏土的基本物理力學(xué)特性.通過長期蠕變試驗,研究軟黏土的蠕變特性.結(jié)果表明,該軟黏土存在明顯的蠕變效應(yīng),Koppejan蠕變模型能較好地描述其蠕變特性 (2)基于分層總和法,采用應(yīng)力比法確定壓縮層厚度,使用Koppejan蠕變模型構(gòu)建樁底土層的應(yīng)力應(yīng)變時間關(guān)系,建立考慮蠕變效應(yīng)的橋梁樁基工后沉降計算方法.以該方法為基礎(chǔ)編制計算程序CPPS-,計算了典型橋墩的工后沉降,計算結(jié)果表明,該計算方法能較好地計算深厚軟土橋梁樁基的工后沉降,且假設(shè)合理,方法簡便,參數(shù)物理意義明確,通過簡單的土工試驗即可確定.使用CPPS-程序分析了地基土主、次固結(jié)系數(shù)、樁端持力層、架梁后預(yù)壓時間對深厚軟土地區(qū)高速鐵路橋梁樁基工后沉降的影響. (3)以剪切位移法為基礎(chǔ),使用Burgers模型描述樁周土和樁底土的蠕變特性,考慮群樁樁間“束縛”作用,提出了基于Burgers模型的橋梁樁基長期沉降計算方法.以該方法為基礎(chǔ)編制計算程序CPPS-,計算了典型橋墩的長期沉降、工后沉降.計算結(jié)果表明,該方法能較好地計算深厚軟土橋梁樁基的長期沉降和工后沉降.使用CPPS-程序?qū)秱?cè)土和樁底土的Burgers模型進行了參數(shù)敏感性分析,結(jié)果表明,樁側(cè)土Maxwell體粘滯系數(shù)對樁基工后沉降的影響最大.使用該方法探討了不同樁端持力層、樁間距、樁數(shù)和架梁后預(yù)壓時間對深厚軟土地區(qū)高速鐵路橋梁樁基長期變形的影響. (4)對Koppejan蠕變模型進行改進,采用增量形式描述應(yīng)力應(yīng)變時間之間的關(guān)系,構(gòu)建了基于改進Koppejan蠕變模型的黏彈塑本構(gòu)模型.以該模型為基礎(chǔ),使用ABAQUS的UMAT子程序二次開發(fā)了軟土蠕變本構(gòu)模型.分別采用一維蠕變試驗、三軸蠕變試驗和樁基長期沉降算例對改進Koppejan蠕變模型進行了驗證.結(jié)果表明,改進Koppejan蠕變模型能較好地描述軟土的蠕變特性,基于此模型二次開發(fā)的ABAQUS黏彈塑本構(gòu)模型能夠用于深厚軟土地區(qū)高速鐵路橋梁樁基長期沉降的數(shù)值模擬分析. (5)以Goodman接觸單元的非線性彈性本構(gòu)關(guān)系為基礎(chǔ),推導(dǎo)了接觸面彈-黏塑本構(gòu)模型,使用ABAQUS的FRIC子程序二次開發(fā)了接觸面彈-黏塑摩擦模型.采用接觸面剪切試驗對模型的合理性進行驗證,結(jié)果表明：接觸面彈-黏塑本構(gòu)模型能夠較好地描述接觸面的流變本構(gòu)關(guān)系,基于此模型二次開發(fā)的ABAQUS接觸面彈-黏塑摩擦模型能夠用于深厚軟土樁基工程的數(shù)值模擬分析. (6)對杭甬鐵路客運專線2個工點4個典型橋墩在橋梁施工期和運營階段的樁身應(yīng)變、樁身壓縮量、樁端下土壓縮量、樁間土壓縮量等進行了長期現(xiàn)場監(jiān)測,揭示了深厚軟土地區(qū)高速鐵路橋梁的樁身壓縮量、樁身軸力、樁側(cè)摩阻力、樁端土壓縮量、樁間土壓縮量隨時間的變化規(guī)律. (7)借助ABAQUS仃限元分析軟件,地基軟二土和樁士接觸面分別使用二次開發(fā)的改進Koppejan蠕變本構(gòu)模型、接觸面彈-黏塑本構(gòu)模型,建立杭甬鐵路客運專線柯橋特大橋328#橋墩和寧波特大橋667#橋墩樁基的三維有限元分析模型,模擬實際施工過程,分析了兩個典型橋墩樁基的工后沉降量、樁身軸力、樁側(cè)摩阻力隨時間的變化規(guī)律,揭示了深厚軟土地區(qū)高速鐵路橋梁樁基的長期沉降發(fā)展規(guī)律和樁基內(nèi)力隨時間的發(fā)展情況.使用寧波特大橋667#橋墩有限元分析模型,研究了不同上部荷載、樁長對樁基長期沉降和樁基承載特性的影響. (8)基于全文研究成果,提出了深厚軟土地區(qū)高速鐵路橋梁樁基工后沉降控制措施和建議,為深厚軟土地區(qū)高速鐵路橋梁樁基的設(shè)計和施工提供參考.圖163幅,表20個, _208篇 高速鐵路高速度、高舒適度、高安全性和高密度連續(xù)運營的特點,要求軌道結(jié)構(gòu)具有持久穩(wěn)定的高平順性,因而對工后沉降和差異沉降提出十分嚴(yán)格的要求.橋梁在整個線路中占的比重很大,有的占到線路總長80%以上,且?guī)缀醵疾捎脴痘A(chǔ).因此樁基工后沉降控制成為了高速鐵路設(shè)計和施工最為關(guān)鍵的技術(shù)之一.但是,目前橋梁基礎(chǔ)工后沉降的研究較少,積累的資料不多,計算理論還不成熟,研究滯后于工程實踐的需要.面對當(dāng)前方興未艾高速鐵路建設(shè),確定合理的鋪軌時間、保障工后沉降在規(guī)定限值內(nèi)是一項十分重要的工作,因而深入開展橋梁基礎(chǔ)工后沉降機理和預(yù)測方法研究具有重要的理論意義和工程實用價值. 本文針對高速鐵路橋梁樁基長期沉降變形觀測方法、樁基沉降發(fā)展規(guī)律、工后沉降產(chǎn)生機理、樁基(長期)工后沉降計算方法、預(yù)測理論和滿足橋梁基礎(chǔ)工后沉降限值的合理輔軌時間等重要問題,應(yīng)用現(xiàn)場測試、室內(nèi)試驗和理論分析相結(jié)合的方法,進行了系統(tǒng)深入地研究.主要的工作和成果如下： (1)編制了武廣高速鐵路、京滬高速鐵路橋梁樁基沉降變形觀測方案,通過研究和實踐提出了橋梁基礎(chǔ)變形沉降監(jiān)測的具體實施技術(shù),包括基本要求、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、測點布置方法、基點復(fù)測、水準(zhǔn)路線圖、橋墩基礎(chǔ)觀測系統(tǒng)整體布置方法和保障獲得各種可靠監(jiān)測數(shù)據(jù)的具體措施.現(xiàn)場試驗研究表明變形觀測方法行之有效,觀測元件和設(shè)備可靠,有良好的推廣價值. (2)提出了精密水準(zhǔn)聯(lián)合靜力水準(zhǔn)監(jiān)測橋梁樁基沉降的方法,并在武廣高速鐵路和京滬高速鐵路典型試驗工點得到成功應(yīng)用.獲得了翔實可靠的高速鐵路橋梁樁基長期沉降數(shù)據(jù)、樁身壓縮變形數(shù)據(jù).基于此揭示了高速鐵路橋梁樁基沉降發(fā)展規(guī)律,樁身軸力、樁側(cè)摩阻力隨工況(荷載)的變化規(guī)律,探討了高速鐵路橋梁樁基沉降的機理. (3)針對京滬高速鐵路典型軟土區(qū)長大樁基特點,提出了沉降計聯(lián)合應(yīng)變計監(jiān)測橋梁樁基樁底壓縮層變形的方法,研究了長大樁樁底壓縮層沉降計的安裝埋設(shè)工藝,為測試樁底壓縮層變形提供一種可靠的技術(shù)方法.在國內(nèi)外首次于現(xiàn)場獲取了大量長大樁樁底土層壓縮變形數(shù)據(jù),揭示了深厚軟土地段長大樁樁底土層壓縮變形隨荷載、時間的發(fā)展規(guī)律. (4)通過室內(nèi)蠕變試驗獲取了京滬試驗工點長大樁樁底試驗土樣在各級荷載作用下的應(yīng)力-應(yīng)變-時間關(guān)系曲線.研制了蠕變參數(shù)反演程序(CPIP),對比分析表明Schiffman粘彈性模型能較好地描述樁底土層的變形特性. (5)基于Schiffman模型,建立了多級加載情況下單面和雙面透水邊界多層粘彈性地基一維固結(jié)方程,推導(dǎo)了樁底壓縮層在多級加載作用下的有效應(yīng)力和沉降的計算公式. (6)改進了橋梁群樁沉降計算“三維復(fù)合分析方法”使其能模擬高速鐵路橋梁樁基實際的受荷情況和考慮樁底壓縮層的蠕變特性.編寫了相應(yīng)計算程序PG3DSII,對京滬高速鐵路橋梁樁基沉降的計算結(jié)果與現(xiàn)場實測值的對比分析表明,該方法能提高樁基長期沉降的計算精度. (7)基于鋪軌前樁基沉降觀測值與PG3DSII計算程序,運用坐標(biāo)輪換法分組迭代反演樁基底土層主要參數(shù),編制了樁底土層參數(shù)反演計算程序PBAP,提出了基于反演參數(shù)的橋梁樁基長期沉降計算方法.對比分析表明,該方法計算的長大樁基沉降誤差小,比基于室內(nèi)土工參數(shù)計算的沉降更為“真實”可靠. (8)提出了計算高速鐵路橋梁樁基工后沉降和滿足橋梁樁基工后沉降限值所需最短休工時間的計算方法,進而提出了最佳鋪軌時間的確定方法,研制了相應(yīng)的計算程序PTLT.可為滿足橋梁基礎(chǔ)工后沉降限值的合理輔軌時間的確定提供直接參考. (9)通過對常用預(yù)測模型預(yù)測效果的評價指標(biāo)分析,指出了客運專線鐵路無砟軌道鋪設(shè)條件評估技術(shù)指南中評價預(yù)測模型合理性僅局限于相關(guān)系數(shù)指標(biāo)的不足,建議引入均方誤差MSE、平均絕對誤差MAE和平均絕對百分表誤差MAPE指標(biāo)進行綜合評價,并提出了這些評價指標(biāo)的參考值. (10)提出了加權(quán)組合預(yù)測模型進行高速鐵路橋梁工后沉降預(yù)測的方法,研制了橋梁樁基沉降加權(quán)組合預(yù)測程序BriFSCF.通過多個實例驗證表明,最小二乘準(zhǔn)則下最優(yōu)組合預(yù)測法效果較好,可作為的預(yù)測優(yōu)選模型.研究成果可為客運專線鐵路無砟軌道鋪設(shè)條件評估技術(shù)指南的修訂、完善提供重要依據(jù). 震害表明,場地液化是導(dǎo)致橋梁樁基震害的重要原因之一,而我國橋梁工程抗震規(guī)范對可液化場地橋梁樁基抗震設(shè)計問題僅給出了一些籠統(tǒng)、定性的規(guī)定,致使實際操作帶有較大的盲目性與隨意性,暴露了對該問題研究的不足.可液化場地橋梁樁基地震反應(yīng)研究是解決可液化場地樁基橋梁抗震問題的有效途徑,動力p-y曲線方法是研究樁-土地震相互作用的重要方法之一,為發(fā)展基于變形的可液化場地橋梁樁基抗震設(shè)計方法提供一般性的思路.但是,該法用于可液化場地樁-土地震相互作用分析的核心問題在于如何合理確定砂土的動力p-y曲線.事實上,盡管地震過程中場地未完全液化,但是砂土的動力屬性由于孔壓升高出現(xiàn)很大改變.故而,有必要對場地液化過程中橋梁樁基地震反應(yīng)與簡化分析方法進行研究與探討.本文針對可液化場地橋梁樁基地震反應(yīng)分析問題,通過振動臺試驗和計算分析相結(jié)合,建立可液化場地橋梁樁基地震反應(yīng)三維有限元方法,基于此,獲得不同相對密度砂土的動力p-y曲線,采用孔壓比分時段的思路,建立了不同時段內(nèi)同一孔壓比下砂土的動力p-y曲線及其骨架線,進而得到不同孔壓比下砂土的動力p-y曲線骨架線,據(jù)此提出了考慮孔壓效應(yīng)的飽和砂土p-y曲線修正公式,發(fā)展了可液化場地橋梁樁基地震反應(yīng)簡化分析方法.本文主要研究工作與取得的若干認(rèn)識,具體如下: (1)采用鋼筋混凝土單樁-柱墩基礎(chǔ)型式,針對典型的表層覆蓋粘土層、中間飽和砂土夾層而下臥粘土層的可液化場地,實施可液化場地橋梁樁基地震反應(yīng)振動臺試驗,研究了場地液化過程中橋梁樁基地震反應(yīng)規(guī)律與場地動力特性,給出了可液化場地樁-土地震相互作用p-y曲線建立的途徑,分析了砂土的動力p-y曲線基本特性. (2)基于OpenSees有限元數(shù)值模擬平臺,針對振動臺試驗,采用u-p形式控制方程的有限元實現(xiàn)形式且引入土的多屈服面彈塑性本構(gòu)模型模擬土的動力屬性,采用基于歐拉-伯努利梁理論的梁-柱單元模擬樁的力學(xué)特征,樁-土地震相互作用采用考慮體積效應(yīng)的剛性連接單元給出處理,建立試驗受控條件下可液化場地橋梁樁基地震反應(yīng)三維有限元分析模型與計算方法.通過橋梁樁基地震反應(yīng)、場地動力特性等計算值與試驗值的對比,驗證了所建有限元分析模型與計算方法的正確性,可以很好地模擬可液化場地樁-土地震相互作用過程. (3)采用有限元方法,針對不同相對密度砂土的可液化場地橋梁樁基地震反應(yīng),輸入不同幅度的El Centro波進行數(shù)值模擬,獲得不同幅值的地震波輸入下不同相對密度的砂土動力p-y曲線.通過分時段考慮孔壓比的途徑,建立了對應(yīng)不同時段同一孔壓比下砂土的動力p-y曲線簇,借助土的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系曲線骨架線的構(gòu)建思路,以孔壓比為基本控制變量,建立不同孔壓比下砂土動力p-y曲線骨架曲線簇,以API規(guī)范推薦的飽和砂土p-y曲線為基礎(chǔ),分段建立了以孔壓比為基本控制變量且能夠反映出孔壓引起土性剛度與強度退化的不同相對密度飽和砂土p-y曲線修正公式,給出具體的表達式與參數(shù)確定方法. (4)基于自由可液化場地地震反應(yīng)分析方法,針對自由可液化場地振動臺試驗,建立了試驗受控條件的自由可液化場地地震反應(yīng)的數(shù)值模型,通過振動臺試驗驗證了數(shù)值模型的正確性.同時,對上覆粘土層、中間砂層以下伏軟粘土層的自由可液化場地地震反應(yīng)進行模擬,分析三層土自由可液化場地地震反應(yīng)特征. (5)通過將彈簧單元和阻尼單元并聯(lián)的組合方法,構(gòu)建出可液化場地樁-土地震相互作用分析的p-y模型,給出了模型計算參數(shù)的合理確定方法與具體表達式,融入了考慮孔壓效應(yīng)的砂土p-y曲線修正公式,以考慮砂土液化對樁-土地震相互作用土彈簧特性的影響.針對振動臺試驗,采用非線性文克爾地基梁模型,選取構(gòu)建的p-y模型,考慮樁周參振土的質(zhì)量慣性力、上部橋梁結(jié)構(gòu)慣性力、土的輻射阻尼等諸多效應(yīng),建立了可液化場地橋梁樁基地震反應(yīng)簡化分析方法.輸入自由可液化場地地震反應(yīng)分析獲得的土層位移和砂層孔壓比時程,作為可液化場地橋梁樁基地震反應(yīng)簡化分析數(shù)值模型的外部激勵.通過振動臺試驗驗證了簡化分析方法的正確性,給出了分析方法的實施步驟.采用該法進行了砂土相對密度、樁-土初始模量比、上部橋梁結(jié)構(gòu)配重、土的輻射阻尼等參數(shù)對可液化場地樁-土地震相互作用影響的分析. 公路橋梁大型樁基承載力設(shè)計要求值巨大,難以采用先行試驗或測試方法準(zhǔn)確確定其單樁極限承載力.本文通過現(xiàn)場試驗、數(shù)值模擬和室內(nèi)試驗,研究了大型橋梁樁基的承載特性,提出了確定大型樁基承載力的模擬試驗法,并且與自平衡測樁技術(shù)實測結(jié)果進行了比較. 隨著我