鐵路樁基承臺(tái)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法及試驗(yàn)研究.pdf

1、樁基礎(chǔ)承載能力高、沉降量相對(duì)較小、抗震性能優(yōu)良,在我國(guó)鐵路橋梁建設(shè)中應(yīng)用十分廣泛。鐵路樁基承臺(tái)在承受由墩身傳遞的橋梁上部荷載同時(shí),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(duì)于鐵路樁基承臺(tái)并無(wú)統(tǒng)一的設(shè)計(jì)計(jì)算方法,我國(guó)鐵路相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范只在承臺(tái)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(chǎng)實(shí)橋試驗(yàn)與理論分析全面分析鐵路承臺(tái)的受力性能,優(yōu)化鐵路樁基承臺(tái)設(shè)計(jì)計(jì)算方法,在保障鐵路橋梁運(yùn)營(yíng)安全方面能夠起到十分重要的作用。

2、r>　　 實(shí)際橋梁狀態(tài)下,橋墩、承臺(tái)、樁和土構(gòu)成一個(gè)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(diǎn)數(shù)目過多,導(dǎo)致計(jì)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(duì)承臺(tái)的約束作用等效成具有一定剛度的彈簧,施加在承臺(tái)底部。這樣簡(jiǎn)化大大減少了有限元模型的計(jì)算量,可以對(duì)承臺(tái)進(jìn)行更有針對(duì)性的分析。
　　 本文以新建鐵路隴海客車上行線某特大橋7號(hào)墩五樁承臺(tái)及蘭渝正線某特大橋25號(hào)中墩

3、十一樁承臺(tái)為工程背景,在上述承臺(tái)內(nèi)部埋設(shè)鋼筋計(jì),對(duì)橋梁各主要施工階段的承臺(tái)應(yīng)力進(jìn)行連續(xù)多次測(cè)試。建立五樁及十一樁承臺(tái)施工階段等效剛度有限元模型,理論計(jì)算與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際測(cè)試結(jié)果進(jìn)行比較,分析各施工階段承臺(tái)應(yīng)力傳播特點(diǎn)。承臺(tái)在整個(gè)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(tái)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(tái)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(tái)的傳力特征,分析十一樁承臺(tái)樁間距、承臺(tái)厚度、加載面積、承臺(tái)底部配筋率等因素對(duì)其極限承載力的影響。樁間距的取值能夠直接影響承臺(tái)的極限承載能力。承臺(tái)厚度達(dá)到一定數(shù)值時(shí),若再加大承臺(tái)厚度,承臺(tái)承載能力變化很小。當(dāng)承臺(tái)底受拉區(qū)配筋較少,承臺(tái)破壞時(shí)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(tái)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(tái)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(tái)為