路桥一体化设计初步构思及其试验研究

摘要

桥头跳车是现阶段高等级公路建设中经常遇到的问题，其主要原因是桥坡与桥台的差异沉降过大。针对该问题的处理措施也很多。这些措施一般都是通过对桥坡以及桥坡地基进行处理来减小桥坡与桥台的差异沉降。由于受到造价、工期以及现有理论水平的限制，处理效果难以有效控制。为此，本文尝试通过另一种途径，即基于桥梁桩基沉降控制的路桥一体化设计来解决该问题。基于桥梁桩基沉降控制的路桥一体化设计是一种比较新颖的设计设想。其目的是希望通过较先进的计算理论并结合室内试验、现场试验的成果，有效地预测桥基的沉降并将此运用于实际的设计中。本文结合高东二路跨线桥的工程实例介绍了一体化设计中桥梁桩基设计的一般思路，分析了现场单桩静载荷试验的数据。由于该试验还在桩身内埋设了钢筋应力计，所以除了传统的试验成果外还测得了各级荷载下的桩身轴力。为了模拟桩基在受较大荷载时桩土界面的相对滑移，本文决定将实测的桩侧摩阻力分配到有限元网格的桩周土单元上，并将计算结果同传统的有限元方法及实测沉降相比较，分析该方法的优劣。通过分析单桩静载荷中堆载对试桩受力的影响，本文分析了承台对桩侧摩阻力所谓的“削弱效应”，指出“削弱效应”不仅减小了桩身上部的摩阻力，实际上还增加了桩身下部的受力，从而加大桩基的沉降。[关键字]路桥一体化设计，桥头跳车，桥梁桩基，复合桩基，桩基沉降，单桩静载荷试验，承台的削弱效应

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1桥头跳车的原因

1.2传统治理桥头跳车的方法

1.3路桥一体化设计的初步构思

1.4桩基沉降计算理论的简单回顾

1.4.1单桩沉降计算理论

1.4.2群桩沉降计算理论

1.5本文的工作安排

第二章 路桥一体化设计的初步设想及其工程背景

2.1路桥一体化设计思路

2.2工程实例

2.2.1工程概况

2.2.2设计步骤

2.2.3初步设计

第三章 单桩的静载荷试验及其数据分析

3.1概述

3.1.1试验概况

3.2.2加荷及持荷方案

3.2数据处理

3.2.1轴力与荷载的关系

3.2.2桩侧摩阻力与荷载的关系

3.2.3桩端反力与桩侧摩阻力的比值

3.2.4桩侧摩阻力与时间的关系

3.2.5沉降与时间的关系

第四章 有限元方法在路桥一体化设计中的尝试应用

4.1概述

4.2本文所用的有限单元法简介

4.2.1材料的本构关系

4.2.2单元的选择与边界条件的处理

4.3人工分配荷载与直接将荷载加于桩顶的有限元方法的比较

4.3.1单桩沉降

4.3.2没有实测桩侧摩阻力的情况计算单桩沉降

4.3.3双桩沉降

4.4承台对桩基沉降的影响

4.5有限单元法在路桥一体化设计中的尝试

第五章 结论与展望

参考文献

致谢