文档介绍：中南大学
博士学位论文
软土地基桩基础桥台工作机理与设计方法研究
姓名:聂如松
申请学位级别:博士
专业:道路与铁道工程
指导教师:冷伍明
20090501
摘要桥台是连接路基与桥梁的重要过渡结构物,作为桥梁和路基的边界,桥台及其基础受力复杂,影响因素很多。软土地区的桥台,通常采用桩基础,除了要承受上部荷载和台背土压力以外,还要承担台后路基填土使软弱土层下沉产生的负摩擦力和软土侧移产生的附加水平力。而目前,,双线铁路路基在桥台地基处产生的附加应力、桥台桩基负摩擦力、软土侧移产生的附加水平力现行规范中没有具体的计算方法。本文以两个铁道部项目为依托,针对深厚软土地区既有铁路和高速公路桥台广泛存在的病害以及目前桩基桥台设计和施工方面存在的问题,运用现场测试、理论分析、,并提出了既可以考虑负摩擦力,又能分析桩基承受附加水平力的设计方法。主要研究工作与成果如下:ü罅肯殖〔馐猿晒竦昧颂ê蟮乇沓两怠⒌鼗嘞蛭灰坪地基孔隙水压力的变化规律;分析了台后路基填土过程中桥台桩基负摩擦力、桩身弯矩的变化规律;取得了在台后路基填土过程中桥台沉降规律;得到了台背土压力以及随时间变化的规律。诖笮陀邢拊3绦颍⒘俗盘ㄈ邢拊DP汀7治隽台后路基填土过程中桥台沉降、桩身弯矩、桩项水平位移和桩身最大弯矩与填土荷载之间的关系、路基与其下的地基之间剪应力的分布规律、承台底面与地基之间的剪应力分布规律、台背土压力以及桩间土拱和台后路基土拱效应,并与实测结果进行对比分析。ü宰良涫蛳喽晕灰撇脑蚪蟹治觯V鞫时,。将现实中可能存在的情况概括为植煌哪J剑直鸲云浣辛颂教帧宰ニ匠性氐闹鞫腿硗了讲嘁葡碌谋欢煌磷饔机理进行对比分析,主要探讨了桩侧水平压力和桩周土体水平抗力的分布和大小。结果表明,被动桩主动侧水平压力要大于主动桩中土体的水平抗力,而主动桩的水平抗力、被动桩主动侧水平压力及被动桩侧压力差随荷载的增大沿桩直径呈近似三角形、近似梯形和马鞍型三种不同型式。軧夂偷釉恚频剂寺坊稍刈饔孟虑盘ㄇ地基竖向附加应力的计算公式。在塑性变形理论的基础上,考虑了桩侧表
面的粗糙程度,推导了土体水平移动下桩侧附加水平力公式,并与实测结果进行了对比分析,验证了公式的正确性。岢隽思瓤梢钥悸歉耗Σ亮Γ挚梢苑治鋈硗恋鼗宰郊水平力的桥台桩基设计方法,编制了计算程序,运用该设计方法进行了桥台桩基设计。.怨抑氐愎こ叹┗Ω咚偬防ド绞匝槎瘟阶盘ê托陆ㄎ赂铁路对务山特大桥温州台、鳌江特大桥福州台、飞云江特大桥福州台三座桥台进行现场测试研究,重点分析了对务山特大桥温州台的监测结果,提出了在钻孔灌注桩侧埋入土压力盒的“人工牵引顶入法晒Φ夭馐粤俗侧附加水平土压力。结果表明,桩侧附加水平土压力随深度呈抛物线分布。在台后路基填筑完毕时,整个软土层在桩身上产生了负摩擦力,桩身发生了挠曲,桥台水平前移了,桥台前排斜钢管桩不仅承担了上部结构传递下来的自重荷载,还承受了台后路基水平推力,其轴力比钻孔灌注桩还要大。关键词软土地基,桩基桥台,路基,作用机理,现场试验,设计方法
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作者签名:』月上日作者签名:歉控日期:垒垡卫年』月日学位论文版权使用授权书原创性声明本人声明,所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了论文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均己在论文中作了明确的说明。本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文,允许学位论文被查阅和借阅;学校可以公布学位论文的全部或部分内容,可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》,并通过网络向社会公众提供信息服务。
第一章绪论弟一早三百下匕研究的目的和意义桥台区域存在的病害桥台是连接路基与桥梁的重要过渡结构物,作为桥梁和路基的边界,桥台及其基础受力复杂,影响因素很多。桥台结构不仅要承受桥跨传来的荷载和本身自会传递给埋在地基中的基础。软土地区的桥台,通常采用桩基础,它除了要承受上部结构传递下来的荷载以外,还承担台后路基填土使软弱土层下沉引起的负摩擦力和侧向移动引起的附加水平力。因此,桥台本身应具有足够的强度、刚度和稳定性,对地基的承载力、基础的沉降量都有一定的要求,以避免在荷载作用下深