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南昆线岩溶地区墩台基础病害整治与效果评估
| 论文题名： | 南昆线岩溶地区墩台基础病害整治与效果评估 |
| 关键词： | 墩台基础;岩溶地区;病害整治;数值计算;加固方法;铁路桥梁 |
| 摘要： | 为满足社会快速发展的需要，1997年至今铁路已成功进行6次大提速，以轴重大、行车密度大为特点的重载铁路也得到极大的发展。提速后，线桥体系及路基基础不仅要承受静荷载作用，还要经历移动荷载的反复冲击、振动作用，对于按原规范设计和施工建设的铁路桥梁，容易引起线路变形、桥跨振动超限及不良地质墩台基础的不均匀沉降和倾斜变形等病害，而线路病害反过来又影响车辆的动力行为，加剧车辆振动，尤其对于曲线桥梁，这一影响更为严重。南昆线猪场5号大桥线路段水文地质条件极为复杂，常年受各种自然因素的影响，这些因素与轴载等级的提高和运输密度增加相耦合，导致基础-桥梁-线路体系在服役过程中出现病害的机率激增。 本文以南昆线猪场5号大桥基础岩溶病害为背景，对国内外基础岩溶病害及整治措施展开调研，对猪场5号大桥病害现状和基础勘探资料进行搜集，针对病害情况，展开成因分析研究：①基础问题：地基溶洞和裂隙极为发育，基岩破碎，岩层风化严重，部分桥墩桩长不足，支撑于软岩甚至直接嵌在砂层等特殊地层中；②线路几何形态问题：圆曲线半径小于设计值，线路过超高、偏心距异常以及圆顺性较差；③墩顶振幅超限：可能由墩身横向刚度不足、墩台基础不稳、上部结构横向荷载过大等原因造成，可通过地基加固、墩身补强及调整上部结构等综合手段得到解决。 本文介绍了墩台基础加固方法，包括扩大基础加固法、增补桩基加固法和高压旋喷注浆法，并分析了各方法的使用范围及注意事项。针对猪场5号大桥病害变形特征，有针对性的制定了病害整治方案：对承载力不足、沉降变形过大的墩台基础采取增补桩-扩大承台方法加固；对不良地质的墩台基础增补桩进行后注浆处理，进一步提高桩基承载力；根据施工现场和人员配备，制定出猪场5号大桥病害整治技术路线图。根据病害整治方案，在最不利荷载组合情况下对桩基承载力和沉降变形进行计算，对加固后承台受墩身和桩基的冲切作用及新旧混凝土间的接触作用进行检算，验证加固设计方案的正确性。 针对桩端溶洞问题，以5号桥墩基础为例，建立三维数值分析模型。将桩端含不同纵桥向跨度的溶洞情况与不含桩端溶洞情况进行对比，分析承台板中心竖向位移及两侧沉降差随溶洞纵桥向跨度变化的关系，分析了桩基竖向位移及墩顶横向振幅的变化情况。根据加固设计方案，对外包墩身为3m和5m的情况进行模拟，得到新增桩基与原桩基的竖向位移和应力值，并与加固前进行对比。结合理论计算结果与数值计算结果，对加固后的桥墩基础进行加固效果评估，确保上部安全行车。 |
| 作者： | 赵伟 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 苏谦 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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