高速公路橋臺土質錐坡穩(wěn)定性及綜合防護研究.pdf

1、在我國現(xiàn)代化建設的進程中,交通基礎建設近年來飛速發(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計施工中工程技術人員對橋臺防護設計認識不夠,施工中又不能嚴格保證施工質量引起的。
　　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,應在兩側設置錐坡。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、土質情況,結合淹水情況來決定。
　　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)從設計施工方面探討出新的改進措施,以期能在交通基礎建設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,提高社會經濟效益。
　　本文從現(xiàn)實的生產建設中,發(fā)現(xiàn)了工程建設中實際存在的問題,由此問題出發(fā)搜集與此有關的方方面面的國內外資料,深入總結學習研究工程建設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線形的分析,得出了錐坡設計有關原則,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,得出土質錐坡的綜合防護方案,綜合方案