鐵路樁基承臺優(yōu)化設(shè)計方法及試驗研究.pdf

1、樁基礎(chǔ)承載能力高、沉降量相對較小、抗震性能優(yōu)良,在我國鐵路橋梁建設(shè)中應(yīng)用十分廣泛。鐵路樁基承臺在承受由墩身傳遞的橋梁上部荷載同時,將荷載按一定規(guī)律分配給各樁,是樁基礎(chǔ)的重要組成部分。目前對于鐵路樁基承臺并無統(tǒng)一的設(shè)計計算方法,我國鐵路相關(guān)設(shè)計規(guī)范只在承臺剛性角及在底部配置鋼筋網(wǎng)等方面進(jìn)行了構(gòu)造性規(guī)定。通過現(xiàn)場實橋試驗與理論分析全面分析鐵路承臺的受力性能,優(yōu)化鐵路樁基承臺設(shè)計計算方法,在保障鐵路橋梁運營安全方面能夠起到十分重要的作用。

2、r>　　 實際橋梁狀態(tài)下,橋墩、承臺、樁和土構(gòu)成一個整體,它們之間相互影響、共同承受上部荷載。在考慮全橋共同作用條件下建立的有限元模型,單元及節(jié)點數(shù)目過多,導(dǎo)致計算工作量大、效率很低。本文提出樁土等效剛度概念,將樁土對承臺的約束作用等效成具有一定剛度的彈簧,施加在承臺底部。這樣簡化大大減少了有限元模型的計算量,可以對承臺進(jìn)行更有針對性的分析。
　　 本文以新建鐵路隴海客車上行線某特大橋7號墩五樁承臺及蘭渝正線某特大橋25號中墩

3、十一樁承臺為工程背景,在上述承臺內(nèi)部埋設(shè)鋼筋計,對橋梁各主要施工階段的承臺應(yīng)力進(jìn)行連續(xù)多次測試。建立五樁及十一樁承臺施工階段等效剛度有限元模型,理論計算與現(xiàn)場實際測試結(jié)果進(jìn)行比較,分析各施工階段承臺應(yīng)力傳播特點。承臺在整個梁體施工階段均處于彈性工作狀態(tài),且沿高度方向存在明顯的受拉區(qū)和受壓區(qū),呈現(xiàn)出一定的受彎特性。承臺所承受荷載是通過墩底邊緣與樁頂形成的斜壓桿及墩底加載面范圍內(nèi)的豎壓桿向樁身傳遞,并通過承臺底部的拉桿效應(yīng)保持結(jié)構(gòu)內(nèi)力平衡。

4、
　　 根據(jù)承臺的傳力特征,分析十一樁承臺樁間距、承臺厚度、加載面積、承臺底部配筋率等因素對其極限承載力的影響。樁間距的取值能夠直接影響承臺的極限承載能力。承臺厚度達(dá)到一定數(shù)值時,若再加大承臺厚度,承臺承載能力變化很小。當(dāng)承臺底受拉區(qū)配筋較少,承臺破壞時鋼筋已經(jīng)達(dá)到屈服強(qiáng)度,為典型的拉桿破壞。當(dāng)承臺底部配筋達(dá)到一定數(shù)量后,隨著配筋率的繼續(xù)增加,承臺極限承載力基本保持不變,破壞形式轉(zhuǎn)為混凝土壓桿破壞。
　　 以十一樁承臺為