桥下填筑道路及重载车流对桥墩性能的影响研究

发布时间：2020-07-12 15:35

【摘要】：既有桥梁运营期间,附近的大型工程活动对其产生的不利影响将通过桩土作用反应在桥梁结构上,严重时甚至会由于桥墩顶部的位移过大而影响桥梁的使用安全性。本文以沿海填土地区渣土运输下穿某既有连续梁桥为工程背景,对其下方临时道路修建及运营(重载车流通过期间)期间桥墩的性能展开了研究,探讨了桥墩的变形模式及主要影响因素,提出了桥墩保护措施,为类似工程应用中确保桥梁的安全使用提供了参考。本文主要研究工作和成果如下:利用有限元软件ABAQUS建立了墩-桩-土三维有限元模型作为本文的研究对象。利用“被动桩”问题中经典的弹性地基反力法对同样的桩基受力工况进行求解,将有限元数值模拟结果与理论计算结果进行对比验证了模型的正确性。研究了桥下临时道路修建对桩基及墩柱变形的影响。按照工程活动先后顺序将临时道路修建分为土方开挖和道路填筑两个阶段。在土方开挖阶段,单侧卸载作用下桥墩下部桩基偏向拟建道路方向弯曲变形及桥墩上部墩柱背离拟建道路方向偏转变形、竖向则发生轻微上浮;在道路填筑阶段,单侧加载作用下桥墩下部桩基及桥墩上部墩柱发生了与土方开挖阶段相反的变形,竖向则发生轻微下沉。在运营阶段通过控制变量法分别考虑了重载车流的车速、车重及车距三个因素的改变对桩基及墩柱变形的影响,根据实际条件合理设置了运营车辆工况,有限元模拟结果表明,车速对桩基及墩柱变形几乎没有影响,车重及车距对桩基及墩柱变形各有一定程度的影响。提出了在三维有限元模型中添加钢板桩对桥墩进行隔离保护的措施。通过对比加固与未加固工况的模拟结果发现,钢板桩的添加对墩柱和一定埋深范围内的桩基水平变形有较好是抑制效果,对于竖向变形影响程度甚微。根据6个墩顶水平位移的现场监测报告,对比分析了模拟结果与实际监测结果,验证了桥墩保护措施的必要性。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U443.22
【图文】：

避免由于桥墩过大变形带来的安全隐患，有必要考虑道路修建及重载车流对沿江高速桥墩变形的影响程度。图2-1 桥下临时道路地理位置 图2-2 桥下临时道路实图临时道路沿江高速

避免由于桥墩过大变形带来的安全隐患，有必要考虑道路修建及重载车流对沿江高速桥墩变形的影响程度。图2-1 桥下临时道路地理位置 图2-2 桥下临时道路实图临时道路沿江高速

哈尔滨工业大学工程硕士学位论文- 9 -图2-3 桥梁立面图（单位：cm）图2-4 桥墩尺寸图（单位：cm）广深沿江高速于 2010 年初建成，桥梁的布局和临时道路位置如图 2-3 所示。桥梁标准宽度为 40.5 m，采用分离式桥面，双向八车道，为 6 跨一联连续梁，桥跨 30 m，设计荷载公路－Ⅰ级。本文研究区域包含了 50-53 排桥墩，在此基础上取半结构，临时道路位于第 51 排桥墩和第 52 排桥墩之间，同时在 50-52 排桥墩的其1660200450017

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本文编号：2752157