高速公路橋臺土質(zhì)錐坡穩(wěn)定性及綜合防護研究.pdf

1、在我國現(xiàn)代化建設(shè)的進程中,交通基礎(chǔ)建設(shè)近年來飛速發(fā)展。截至2010年初,我國高速公路總里程達6.5萬公里,居世界第二位,僅次于美國。在公路建設(shè)中,錐坡防護問題越來越突出,橋臺錐坡作為公路錐坡中最薄弱的一環(huán),建設(shè)中往往容易被忽視,加上錐坡防護本身就存在困難,這就導致橋臺防護的病害尤為突出,且這些病害多由在設(shè)計施工中工程技術(shù)人員對橋臺防護設(shè)計認識不夠,施工中又不能嚴格保證施工質(zhì)量引起的。
　　錐坡(conicalslope)指的是為保

2、護路基錐坡不受沖刷,在橋涵與路基相接處修筑的錐形護坡,又稱錐體護坡。在采用埋置式、樁式、柱式橋臺或橋臺布置不能完全擋土時,為保護橋臺路基的穩(wěn)定,防止沖刷,應在兩側(cè)設(shè)置錐坡。橫橋方向的坡度應與路基錐坡一致,順橋向坡度應根據(jù)高度、土質(zhì)情況,結(jié)合淹水情況來決定。
　　常見的橋臺錐坡病害如錐體塌陷、溜坡裂縫、局部脫落等。這種局部病害的出現(xiàn),當雨水大量進入錐體后,往往導致整個錐體的破壞,使橋臺臺身、耳背墻裸露在外,當路基受到的車輛的沖擊時,

3、由于沒有了錐坡來平衡一部分壓力,臺身裂縫、耳背墻斷裂的情況時有發(fā)生。本論文研究的目的和意義也正是由此出發(fā)從設(shè)計施工方面探討出新的改進措施,以期能在交通基礎(chǔ)建設(shè)中防范減少這方面的病害,從而保證錐坡的耐久穩(wěn)定,發(fā)揮其應有的功能,最大程度地縮小維護成本,提高社會經(jīng)濟效益。
　　本文從現(xiàn)實的生產(chǎn)建設(shè)中,發(fā)現(xiàn)了工程建設(shè)中實際存在的問題,由此問題出發(fā)搜集與此有關(guān)的方方面面的國內(nèi)外資料,深入總結(jié)學習研究工程建設(shè)中橋臺錐坡病害出現(xiàn)原因、機理。通過

4、分析研究摸索出一套從設(shè)計到施工解決、改善、減小此類工程病害的新方法、新材料、新措施。
　　文中通過對錐坡基礎(chǔ)線形的分析,得出了錐坡設(shè)計有關(guān)原則,首先要保證其穩(wěn)定性;其次要使其在平面線型上與路基和臺前溜坡順滑銜接,從而達到穩(wěn)定和美觀的要求[6]。根據(jù)橋臺工程的實際情況,分析認為在數(shù)學曲面中,選取橢圓錐型的錐坡面較為合適,圓形錐坡只是橢圓錐坡的特例。
　　通過第二章的理論推導計算,求出了橋臺錐坡底面曲線在各種斜交情況下的斜交坐標

5、系解析方程,并導出極坐標方程及相應的極坐標下的解析解,為施工放樣點的坐標求法及計算機編程求坐標提供的理論依據(jù);并對求解最陡坡度作了探討,導出最陡坡度出現(xiàn)的位置,并給出錐坡工程量的數(shù)值積分公式。
　　第三章借助CAD編程語言“AUTOLISP”,在AutoCAD平臺的IDE集成開發(fā)環(huán)境中,對錐坡施工放樣點的坐標和錐坡工程的求解進行了程序開發(fā),根據(jù)簡單的已知條件,通過計算機編好的程序可方便地進行求解,為設(shè)計和施工放樣工作提供的極大的方

6、便。
　　接著又采用大型通用有限元軟件ANSYS對橋梁工程中極限斜交角下規(guī)范給定的路基坡度的土質(zhì)錐坡,進行了穩(wěn)定驗算分析。采用有限元強度折減法,對錐坡三維模型進行數(shù)值模擬,研究了錐坡極限情況下的穩(wěn)定安全性,通過本章的模擬分析,驗證了橢圓錐坡在規(guī)范允許的最大坡度下,有著較大的安全儲備,即安全系數(shù)較大。
　　最后從施工方法、和錐坡填料上進行了探討,對橋臺錐坡的各種植被防護和工程防護進行了分析,得出土質(zhì)錐坡的綜合防護方案,綜合方案