基礎沖刷對鐵路橋梁服役安全性能的影響研究.pdf

1、隨著我國鐵路系統(tǒng)的飛速發(fā)展，大量跨河跨江鐵路橋梁相繼興建。河流中由于橋墩的存在，減小了過水面積，改變了周圍水流條件，必然會對橋墩基礎產生強烈的沖刷，嚴重者會導致基礎被淘空，下部結構承載力降低，當洪水來襲時大大增加了橋梁倒塌破壞的概率。同時沖刷使基礎埋深減少，降低了橋梁的整體剛度，影響了橋梁的動力性能，當列車過橋時容易引發(fā)共振破壞。為此，研究沖刷作用下鐵路橋梁的服役性能具有十分重要的意義。
　　在分析樁土相互作用時，為方便計算，往往

2、采取m法等線性分析方法，未考慮樁土間的非線性特征，且對沖刷作用下橋梁的動力性能研究甚少。本文系統(tǒng)總結了沖刷深度的計算方法，考慮土體的非線性，基于p-y曲線法分析樁土相互作用，進行了沖刷作用下橋梁的靜力分析及動力特性分析，主要工作內容和結論如下:
　　(1)分析各類沖刷機理，總結國內外沖刷公式，并選取主要公式對工程實例進行沖刷計算。計算結果表明，國內公式考慮因素更為全面，所得結果偏安全。
　　(2)應用m法和p-y曲線法計算群

3、樁剛度，分別建立承臺底等效剛度（無樁）模型和樁基-土彈簧（有樁）模型，其中p-y曲線法考慮了樁土作用的非線性特征，所建立的有樁模型更能反映樁土間的實際情況。
　　(3)以第二松花江特大橋的為工程背景，建立橋梁有限元模型，對比沖刷前后結構關鍵部位在荷載作用下的內力和位移變化。分析結果表明，雖然沖刷使樁基內力顯著增加，但由于其基數(shù)較小，遠小于樁身承載力，不構成安全威脅。
　　(4)考慮橋墩整體沖刷與不均勻沖刷，對橋梁進行模態(tài)分析