軟土路基橋臺樁基設計計算關鍵問題研究.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向變形和固結，將使臨近橋臺樁基及上部結構受到的影響，主要表現(xiàn)在如下三個方面：(1)橋頭路基填土引起下臥軟土層側向變形而擠壓樁身，使樁撓曲甚至斷裂；(2)橋頭路基填土引起地基土固結，使鄰近橋臺樁基受到負摩擦而下沉，并且往往造成不均勻沉降。(3)對橋臺甚至橋梁上部結構不利，主要的是引起橋臺前移，過大橋臺前移將造成支座、伸縮裝置、

2、背墻或梁局部受壓變形甚至破壞。當事先進行臺背填土時，橋臺前移將造成跨距縮短而無法安裝預制梁。一旦發(fā)生了橋臺前移，即使清除臺背填土，位移也不能恢復。 可見軟土地基橋臺樁基與臺后路堤及地基的相互作用的計算有著重要的工程背景和研究意義，也是設計中十分關心的問題之一。本文主要針對軟土地基橋臺樁基一些關鍵計算問題開展研究。 (1) 系統(tǒng)地總結和論述了國內外現(xiàn)有軟基橋臺樁基與土體相互作用各種計算理論和分析方法，主要包括經驗法、土壓力

3、法、位移法，有限元法。 (2) 臺后路堤及錐體將在橋臺地基中產生附加豎向壓應力，它是橋臺設計中計算橋臺不均勻沉降、橋臺前移、橋臺樁基側壓力和撓度的關鍵參數(shù)。本文根據(jù)有關力學原理，推導了任一寬度臺后路基及錐體引起橋臺地基附加豎向壓應力的計算公式，解決了現(xiàn)有規(guī)范中計算橋臺基底附加豎向壓力方法只適用于單線鐵路路基和查表內插易產生誤差的缺點，并易于利用計算機編制程序進行計算。 (3) 分析比較了現(xiàn)有橋臺樁基側壓力的計算法，引入側

4、向力動力因子α<,m>，提出求解流塑區(qū)樁身側壓力的方法。 (4) 建立了可以考慮地基土的成層特性，樁土體系參數(shù)，側壓力沿深度任意變化的橋臺-承臺-樁基系統(tǒng)力學計算模型，并推導了計算表達式。以受力桿件的基本微分方程為基礎出了采用傳遞矩陣法求解橋臺和樁基內力、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前移計算方法，并對溫福線深厚軟土地基橋臺的附加水平力、穩(wěn)定性、各種工況下的水平位移進行