基于软土路基桥台桩基设计计算关键问题研究

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1、中南大学硕士学位论文软土路基桥台桩基设计计算关键问题研究姓名：杨奇申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：冷伍明20061101摘要在路堤与桥梁的连接段，通常需要将路基加高加宽，如果桥头路基下存在较大厚度的软土层，下卧软土将在上覆路堤荷载作用下侧向变形和固结，将使临近桥台桩基及上部结构受到的影响，主要表现在如下三个方面：(1)桥头路基填土引起下卧软土层侧向变形而挤压桩身，使桩挠曲甚至断裂；(2)桥头路基填土引起地基土固结，使邻近桥台桩基受到负摩擦而下沉，并且往往造成不均匀沉降。(3)对桥台甚至桥梁上部结构不利，主要的是引起桥台

2、前移，过大桥台前移将造成支座、伸缩装置、背墙或梁局部受压变形甚至破坏。当事先进行台背填土时，桥台前移将造成跨距缩短而无法安装预制梁。一旦发生了桥台前移，即使清除台背填土，位移也不能恢复。可见软土地基桥台桩基与台后路堤及地基的相互作用的计算有着重要的工程背景和研究意义，也是设计中十分关心的问题之一。本文主要针对软土地基桥台桩基一些关键计算问题开展研究。(1)系统地总结和论述了国内外现有软基桥台桩基与土体相互作用各种计算理论和分析方法，主要包括经验法、土压力法、位移法，有限元法。(2)台后路堤及锥体将在桥台地基中产生附加竖向压应力，

3、它是桥台设计中计算桥台不均匀沉降、桥台前移、桥台桩基侧压力和挠度的关键参数。本文根据有关力学原理，推导了任一宽度台后路基及锥体引起桥台地基附加竖向压应力的计算公式，解决了现有规范中计算桥台基底附加竖向压力方法只适用于单线铁路路基和查表内插易产生误差的缺点，并易于利用计算机编制程序进行计算。(3)分析比较了现有桥台桩基侧压力的计算法，引入侧向力动力因子％，提出求解流塑区桩身侧压力的方法。(4)建立了可以考虑地基土的成层特性，桩土体系参数，侧压力沿深度任意变化的桥台一承台一桩基系统力学计算模型，并推导了计算表达式。以受力杆件的基本微

4、分方程为基础出了采用传递矩阵法求解桥台和桩基内力、位移的新方法。该方法不仅适用于单桩，并可以推广到群桩。(5)综合分析了判断桥台前移计算方法，并对温福线深厚软土地基桥台的附加水平力、稳定性、各种工况下的水平位移进行了系统地计算，据此初步提出了有效控制深厚软基桥台侧移的技术措施。阐述了开展现场监测与验证的必要性和重要意义。关键词：桥台桩基，软土地基，附加竖向压应力，侧压力，桥台前移，转递矩阵法ⅡABSTRACTUsuallythejointsegmentofembankmentandbridgeisheightenedandbro

5、adened，ifthereisthickaugergroundundertheembankmentofbfidgehead，theembankment10adSonthesoftsoilandmakeitlateraldistortionandconsolidation，threeprimaryaspectsinfluenceonnearbypiledbridgeabutmentandsuperstructureareinexistence：(1)Subgradeearthfillofbridgeheadmakestheaug

6、ergroundlateraldistortion，accordinglythedistortedsoftsoilextrudesthepilebody,whichmakesthepilesdeflectionevenfracture(2)Subgradeearthfillofbridgeheadinducesthefoundationsoilconsolidation，accordinglynegativefrictionmakesthepilefoundationsettlementevendifferentialsettl

7、ement．(3)Theinfluenceisthedisadvantagetotheabutmentandsuperstructure，speciallymovementofabutment，greatmovementofabutmentCanmakethebearing，expansiondevice，backwallandbeamlocalpressuredistortionevenfracture．Whentheearthisfilledinadvance，movementofabutmentinducesthecont

8、ractionofspanandcannotinstalltheprecastbeam．Althoughtheearthfilliscleared，thedisplacementcannotrecover．Theinteractionofsoilandpiled