在役桥梁钻孔灌注桩基础的现状评估方法研究

发布时间：2017-04-12 15:19

  本文关键词：在役桥梁钻孔灌注桩基础的现状评估方法研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：钻孔灌注桩作为桥梁桩基础的主要形式,应用最为普遍。其成桩施工时易形成桩身局部缩径或扩径、混凝土离析等病害缺陷。在服役期间,受各种因素的影响,易造成桩基原有病害缺陷扩大发展,甚至是新的损坏,导致其承载能力降低,威胁在役桥梁的安全运营。为了保证在役桥梁的安全运营,对在役桥梁钻孔灌注桩基础的现状评估十分必要。但在役桥梁钻孔灌注桩基础的无损检测有其自身的特殊性：在役桥梁的桩基上部有承台、墩柱、横梁、桥面板等上部结构,上部结构会使反射波法检测产生大量的次生反射等干扰信号,导致检测信号复杂,难以分析；在役桥梁的服役状态,即桥梁所处的自然环境制约着检测技术的作业条件和检测范围；桩径一般较大,桩身三维效应影响较大,不一定满足一维波动方程理论和振动理论。本文从承载能力和完整性两个方面开展在役桥梁钻孔灌注桩基础的现状评估方法研究,着重探讨分析双速度法的可行性,提出“承台边缘或桩侧激振、桩侧接收(激测异侧)”的双速度法完整性检测方法。本文的主要内容和结论如下：(1)探讨了在役桥梁桩基的承载能力评估理论,桩基承载能力目前不能直接测试评估,但可以通过适当的理论分析间接推断。(2)归纳桩基病害现状及病害类型,总结在役桥梁钻孔灌注桩基础的混凝土强度测定方法,确定缩径和扩径两类缺陷作为研究涉及到的典型缺陷类型。分析了低应变反射波法及其改进研究,认为双速度法可作为在役桥梁钻孔灌注桩基础完整性检测的重要手段。(3)采用ANSYS/LS-DYN A有限元软件建立桩顶自由、有上部结构(承台)的完整桩和缩径、扩径两类缺陷桩的模型,模拟桩顶、承台顶部边缘和桩侧三种激振方式下桩身应力波的传播,验证了双速度法的可行性,提出“承台边缘或桩侧激振、桩侧接收(激测异侧)”的双速度法完整性检测方法。(4)对某实际工程桩进行模拟验证,证明了“承台边缘或桩侧激振、桩侧接收(激测异侧)”的双速度法完整性检测方法在大直径桩的可行性。
【关键词】：在役桥梁 钻孔灌注桩 承载力 完整性 双速度法
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U445.551
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-18
• 1.1 研究背景及意义10-12
• 1.2 在役桥梁钻孔灌注桩基础评估的特殊性12-13
• 1.3 桩基检测评估的国内外研究现状13-16
• 1.3.1 桩基检测方法的分类13-14
• 1.3.2 桩基动测技术的国内外研究现状14-15
• 1.3.3 在役桥梁桩基检测评估的国内外研究现状15-16
• 1.4 本文的主要研究内容16-18
• 第二章 在役桥梁钻孔灌注桩基础现状评估方法探讨18-36
• 2.1 在役桥梁桩基承载能力评估的理论探讨18-21
• 2.2 在役桥梁钻孔灌注桩基础完整性检测探讨21-24
• 2.2.1 在役桥梁桩基混凝土强度测定方法探讨21-23
• 2.2.2 在役桥梁钻孔灌注桩基础的病害缺陷23-24
• 2.3 低应变反射波法24-30
• 2.3.1 一维波动方程理论24-26
• 2.3.2 低应变反射波法的检测原理26-28
• 2.3.3 低应变反射波法的缺点28-30
• 2.4 低应变反射波法的改进研究30-34
• 2.4.1 基于低应变反射波法理论的改进研究30-33
• 2.4.2 关于检测信号处理方法的研究33-34
• 2.5 小结34-36
• 第三章 双速度法检测原理36-40
• 3.1 双速度法的检测原理36-37
• 3.2 上、下行波分离实现步骤37-39
• 3.3 双速度法准确性的影响因素39
• 3.4 小结39-40
• 第四章 双速度法桩基完整性检测的数值模拟研究40-74
• 4.1 有限元数值模拟方法40-41
• 4.1.1 ANSYS/LS-DYNA简介40
• 4.1.2 LS-DYNA显式算法理论40-41
• 4.1.3 ANSYS/LS-DYNA显式分析求解步骤41
• 4.2 有限元模型建立41-45
• 4.2.1 桩、土体模型尺寸及有关参数设置41-42
• 4.2.2 桩土接触、桩体阻尼参数选取42-43
• 4.2.3 边界条件与荷载布置43-45
• 4.2.4 缺陷设计45
• 4.3 有限元模拟结果分析45-73
• 4.3.1 完整桩分析45-62
• 4.3.2 缩径缺陷桩分析62-68
• 4.3.3 扩径缺陷桩分析68-73
• 4.4 小结73-74
• 第五章 大直径桩基完整性检测的数值模拟验证与分析74-82
• 5.1 大直径桩基有限元模型建立74-75
• 5.2 模拟验证分析75-79
• 5.3 长径比的影响分析79-80
• 5.4 小结80-82
• 第六章 结论与展望82-84
• 6.1 结论82-83
• 6.2 展望83-84
• 致谢84-86
• 参考文献86-90
• 附录90

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