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河床下切对桥梁桩柱式墩台承载能力的影响研究
| 论文题名： | 河床下切对桥梁桩柱式墩台承载能力的影响研究 |
| 关键词： | 桥梁工程;河床下切;柱式墩台;桩基荷载 |
| 摘要： | 随着时间的推移,河道的演变,河床标高出现下降的现象。而近年来,过度采砂、修建水库、河道清淤等人类活动加剧了河床的下切,导致河中已有建筑物(如桥梁、河堤)的入土埋置深度不足,对河中建筑物的承载能力产生不利的影响,可能因基础的埋置深度不足而发生破坏等恶性事故。为此,本文结合广东省公路局科技项目“人为大冲刷河床桥梁墩台基础病害分析与防治研究”课题,从桩土相互作用的机理出发,通过理论分析和有限元数值模拟,对河床下切对桥梁桩柱式墩台承载能力的影响进行了深入的研究。 本文首先介绍了河床下切的机理及影响因素,引用了经典的一般冲刷和局部冲刷的公式,强调了过度采砂对河床下切的影响,同时概述了目前河床下切深度的探测方法及设备。其次建立了基桩的三维实体有限元模型。该模型基于罚函数和Largange乘子法模拟桩土间相互作用,土体采用了摩尔-库伦模型,考虑了地基初始应力,能够模拟桩的实际承载特性。通过有限元的数值模拟和计算,分析了河床下切不同的深度对单桩基础沉降、弯矩、剪力等承载性状及其变化情况,得出了河床下切对桩基础承载能力影响的一些成果。介绍了桩柱式基础的屈曲定义及影响因素,说明了桩柱式基础屈曲的判断准则和分析方法,并基于能量法解答河床下切以及不同桩侧土等因素对桩柱式基础屈曲稳定的影响规律进行了分析,得出:河床下切的深度和桩侧土体性能是影响桩柱式基础屈曲性能的重要因素,并指出河床下切严重的桩柱式基础,提高桩侧土性能对改善结构的稳定性效果有限,应采用增加对桩柱结构的约束长度。以茂名市遭受河床严重下切的化州下郭大桥为实际依托工程,利用前面研究的成果,分析河床下切对桩柱式墩台承载能力的影响。 |
| 作者： | 王全 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 刘洪瑞 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 广东工业大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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