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上部结构对基础水平承载力的影响
| 论文题名： | 上部结构对基础水平承载力的影响 |
| 关键词： | 上部结构;水平承载力;群桩基础;水平荷载作用;受力角度;桥梁;计算方法;单塔;下部结构;全桥;结构形式;受力变形特性;桩基承载力;有限元模拟;有限元程序;基础承载力;约束作用;约束影响;研究资料;土的类型 |
| 摘要： | 随着我国经济建设的高速发展,出现了越来越多的大型桥梁,这些桥梁大多是以群桩基础作为主要的基础形式。利用由竖直桩组成的群桩基础来承受水平荷载已经十分广泛,研究群桩基础在水平荷载作用下的受力变形特性就显得非常重要。目前,大部分的桥梁计算程序都是将两部分计算单独设计模块,分别求解出上、下部结构的受力情况,这样就忽略了上部结构、墩台基础与地基之间的相互约束作用。因此对水平荷载作用下群桩特性的反映都是不够全面,不够完善。国内外这方面的研究资料比较少,在各种技术规范中也少有反映。所以,研究桥梁在水平荷载作用下,上部结构约束对群桩基础承载力的影响,对于提高桩基承载力,节约下部结构的材料和造价和减少施工过程的复杂性等方面具有积极的意义。 水平荷载作用下,群桩基础的承载力除了与桩基本身材料和桥梁的结构特性有关外,还与地基土的类型、受力位置、受力角度、桥梁上部结构形式等因素有关。本文在搜集大量的群桩基础计算方法的基础上,总结其优缺点,通过对桥梁上部结构形式的分析,以苏通大桥主桥基础为工程背景,分别对全桥和单塔情况下受不同角度水平力进行了数值模拟计算,并与规范上群桩基础计算方法相对比,分析不同计算方法桩基承载能力的差别。 为研究群桩基础在不同角度水平荷载作用下的受力状态,采用了通用有限元程序ABAQUS对不同角度水平荷载群桩基础进行了模拟分析,得到以下主要结论: (1)全桥情况下,随着受力角度的增加,桩基的承载力先增加后减小;塔根部剪力合力也是先增加后减小;塔一侧整体索力和塔根部轴力变化不大,可忽略不计; (2)单塔情况下,随着受力角度的增加,桩基的承载力逐渐减小; (3)以相同角度的水平荷载分别作用于全桥和单塔情况下,由于上部结构的约束影响,全桥的群桩基础破坏时所受的最大水平荷载要大于单塔情况下; (4)单塔情况下,有限元模拟的群桩基础破坏时所受的最大水平荷载要大于应用规范法所计算出的结果。 |
| 作者： | 马晶 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 亓路宽 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京工业大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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