雉山拱橋剛性傾斜群樁橋臺(tái)抗滑的ANSYS仿真分析.pdf

1、拱式橋梁是一種古典的橋型,是人類最廣泛使用也是最早使用的橋型之一。拱橋擁有很多的優(yōu)點(diǎn),造型美觀是拱橋最為顯著的優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn),構(gòu)造簡(jiǎn)單是拱橋的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。拱橋也是一種跨越能力非常大的橋型。在200米跨徑以內(nèi)擁有很大的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)樁基礎(chǔ)的鋼筋混凝土樁是柔性樁,雖然具有很高的垂直承載力,但抗水平滑動(dòng)能力也不高。所以土體在長(zhǎng)期荷載作用下會(huì)發(fā)生徐變位移,同時(shí)高填土產(chǎn)生的后期沉降會(huì)使橋臺(tái)向后轉(zhuǎn)移及下沉,橋梁末端與橋臺(tái)間伸縮縫拉開,跨中橋面下陷積

2、水,加之其在軟弱地基上拱腳水平位移帶來(lái)的病害。使得拱橋在200米跨徑范圍內(nèi)失去競(jìng)爭(zhēng)力,甚至制約了拱橋在地基上的發(fā)展。
　　 傾斜抗滑樁是一種創(chuàng)新性的樁基礎(chǔ),是在傳統(tǒng)樁基礎(chǔ)的基礎(chǔ)上能更好的抵抗水平推力的一種樁基礎(chǔ)。目的就在于克服傳統(tǒng)拱橋邊墩抗水平滑動(dòng)能力較低之不足,在傳統(tǒng)邊墩鋼筋混凝土底板下部設(shè)置多根剛性傾斜抗滑樁,以提高邊墩抗水平滑動(dòng)的承載能力,有效承擔(dān)上部結(jié)構(gòu)傳來(lái)的水平力。
　　 本文中將會(huì)使用到的方法是運(yùn)用ANSYS

3、分析軟件進(jìn)行模擬,假設(shè)傾斜角度在3-10度內(nèi)變化；樁間距離與樁基直徑的比值在2.5—3.5內(nèi)變化；樁的長(zhǎng)度L與樁的直徑D之比為1.5—2.5內(nèi)變化。我們要做的就是分別取各種不同的值進(jìn)行模擬,本文中會(huì)建立27個(gè)橋臺(tái)模型分別進(jìn)行模擬。最后找出這多組模型中位移和變位最小的那組數(shù)據(jù)。就是我們所需的最佳模型。
　　 但在ANSYS中用位移控制受力的情況是很難做到的,所以我們運(yùn)用《橋梁博士》軟件來(lái)初步的估算雉山拱橋拱腳的支承反力的大小,然后

4、將這些力輸入ANSYS模擬軟件中進(jìn)行模擬。也就是說(shuō),在作用同一種內(nèi)力組合的條件下,哪種取值的橋臺(tái)的位移和變位最小,那么這個(gè)組合就是最優(yōu)的組合。
　　 樁土共同作用在ANSYS分析中屬于非線性分析,它有兩個(gè)難點(diǎn),第一是接觸分析單元問(wèn)題,接觸分析的取材、建模、識(shí)別以及應(yīng)用在文中都有詳細(xì)介紹。第二是收斂問(wèn)題,由于是非線性問(wèn)題求解,所以是否收斂顯得相當(dāng)重要。本例在計(jì)算時(shí),有幾個(gè)模型也出現(xiàn)了不收斂的情況,所以本文采取的辦法是針對(duì)每個(gè)不同的