基礎(chǔ)沖刷對(duì)鐵路橋梁服役安全性能的影響研究.pdf

1、隨著我國(guó)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(guò)水面積，改變了周圍水流條件，必然會(huì)對(duì)橋墩基礎(chǔ)產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖刷，嚴(yán)重者會(huì)導(dǎo)致基礎(chǔ)被淘空，下部結(jié)構(gòu)承載力降低，當(dāng)洪水來(lái)襲時(shí)大大增加了橋梁倒塌破壞的概率。同時(shí)沖刷使基礎(chǔ)埋深減少，降低了橋梁的整體剛度，影響了橋梁的動(dòng)力性能，當(dāng)列車過(guò)橋時(shí)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(shí)，為方便計(jì)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(duì)沖刷作用下橋梁的動(dòng)力性能研究甚少。本文系統(tǒng)總結(jié)了沖刷深度的計(jì)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(jìn)行了沖刷作用下橋梁的靜力分析及動(dòng)力特性分析，主要工作內(nèi)容和結(jié)論如下:
　　(1)分析各類沖刷機(jī)理，總結(jié)國(guó)內(nèi)外沖刷公式，并選取主要公式對(duì)工程實(shí)例進(jìn)行沖刷計(jì)算。計(jì)算結(jié)果表明，國(guó)內(nèi)公式考慮因素更為全面，所得結(jié)果偏安全。
　　(2)應(yīng)用m法和p-y曲線法計(jì)算群

3、樁剛度，分別建立承臺(tái)底等效剛度（無(wú)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(shí)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(duì)比沖刷前后結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部位在荷載作用下的內(nèi)力和位移變化。分析結(jié)果表明，雖然沖刷使樁基內(nèi)力顯著增加，但由于其基數(shù)較小，遠(yuǎn)小于樁身承載力，不構(gòu)成安全威脅。
　　(4)考慮橋墩整體沖刷與不均勻沖刷，對(duì)橋梁進(jìn)行模態(tài)分析