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竖向荷载作用下桥梁桩基础承载特性分析
| 论文题名： | 竖向荷载作用下桥梁桩基础承载特性分析 |
| 关键词： | 桥梁工程;桩基础;承载特性;竖向荷载作用 |
| 摘要： | 桩基础被广泛应用于桥梁工程，在承受竖向荷载作用时，桩基础必需提供充足的承载能力，且为满足上部结构对竖向变形限值的要求，其沉降值大小应予以控制。为保证桥梁能够安全运营，需要对桥梁桩基础竖向承载特性进行深入研究。论文依托某铁路桥梁的工程实际和地质条件，采用单桩竖向抗压静载试验、理论研究和数值分析相结合的方法研究桥梁桩基础的竖向承载特性，为实际工程提供一定的参考作用。主要工作及成果如下： （1）通过某铁路桥梁工程的现场单桩静载试验研究单桩竖向承载能力，由荷载-沉降曲线确定出单桩竖向极限承载力。采用有限元计算对比静载试验结果的方法分析单桩的竖向承载特性，研究表明：单桩极限承载力的有限元模拟值与试验值的误差在合理范围内，验证了文中有限元模型的合理性。 （2）利用有限元数值模拟的方法研究了依托工程中的桥梁群桩基础的竖向承载特性。讨论了同级荷载作用下群桩基础中的角桩、边桩、中心桩之间沉降值的差异，研究表明：同级荷载下中心桩的沉降量大于边桩大于角桩。采用有限元法探究依托工程群桩基础的竖向极限承载力，经与理论计算值对比表明：二者误差在合理范围内，验证了取群桩中心桩的沉降值达到0.05倍桩径时所对应的荷载作为群桩基础的极限承载力是可行的。 （3）分别建立桩径、桩长、桩间距变化条件下多个工况的有限元模型，通过各个工况下群桩基础的荷载-沉降曲线探究桩径、桩长、桩间距变化对群桩竖向承载特性的影响。研究表明：在竖向荷载增大的过程中，增大桩径或增加桩长或增加桩间距均可提高群桩基础的极限承载力，减小同级荷载下群桩沉降。但是桩径，桩长增加超过某一值后，再增加桩径、桩长对群桩极限承载力的提升和减小群桩沉降的效果不再十分明显。 （4）采用拟合群桩效应系数曲线的方法研究不同桩间距工况对群桩效应的影响，建立桩间距与桩径的比值同群桩效应系数的函数曲线及表达式。研究表明：依托工程地质条件下的桥梁群桩基础在桩间距大于等于8倍桩径时可忽略群桩效应的影响。使用该函数表达式计算得到的群桩效应系数能够对施工过程一般采用的群桩效应系数经验值起到一定的优化作用，可用于计算与依托工程地质条件相似的桥梁群桩基础的极限承载力。 |
| 作者： | 侯启东 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 田英侠 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西安工业大学 |
| 学位年度： | 2020 |
| 正文语种： | 中文 |
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