锚碇沉井基础下沉稳定性分析

基于可靠度理论,通过对基桩极限状态方程的分析,得到了基桩极限承载力影响因素。将这一理论运用到大型锚碇沉井下沉施工的稳定性之中,得到了衡量沉井下沉稳定性的三个指标,抗滑动稳定系数,抗倾覆稳定安全系数和下沉稳定系数。以鹦鹉洲长江大桥北锚碇沉井施工为例,通过对鹦鹉洲长江大桥北锚碇沉井不同工况,不同接高阶段、不同下沉阶段中下沉稳定系数的分析可知：同一工况、同一下沉周期内,随着接高次数的增加,稳定系数逐渐增大;同一工况下,稳定系数随着下沉次数的增多而逐渐减小;不同工况中,全截面稳定系数最低。在今后类似锚碇沉井的下沉施工中可采用下沉稳定系数对沉井下沉稳定性加以分析控制。     

鹦鹉洲长江大桥北锚碇沉井下沉稳定性分析

基于可靠度理论,通过对基桩极限状态方程的分析,得到了基桩极限承载力影响因素。将这一理论运用到大型锚碇沉井下沉施工的稳定性之中,得到了衡量沉井下沉稳定性的3个指标,抗滑动稳定系数,抗倾覆稳定安全系数和下沉稳定系数。通过对鹦鹉洲长江大桥北锚碇沉井不同工况,不同接高阶段、不同下沉阶段中下沉稳定系数的分析可知:同一工况、同一下沉周期内,随着接高次数的增加,稳定系数逐渐增大;同一工况下,稳定系数随着下沉次数的增多而逐渐减小;不同工况中,全截面稳定系数最低。在今后类似锚碇沉井的下沉施工中可采用下沉稳定系数对沉井下沉稳定性加以分析控制。     

锚碇沉井基础稳定性的规范算法与有限元方法的对比

锚碇基础的稳定性在悬索桥建设中占有至关重要的地位。通过规范的相应公式计算了某锚碇沉井基础的抗滑、抗倾覆稳定性安全系数;通过Midas/GTS软件建立了锚碇沉井基础的三维非线性有限元计算模型,并基于有限元分析结果建立了相应的抗滑、抗倾覆稳定安全系数的计算公式,对该锚碇沉井基础的抗滑、抗倾覆稳定安全系数进行了计算。通过对比分析,指出了目前规范计算中存在的缺陷。     

陆上特大型沉井施工技术

泰州大桥主桥采用主跨2×1 080 m三塔两跨两锚碇悬索桥,其中南、北锚碇基础为特大型沉井,矩形平面尺寸为67.9 m×52.0 m,高度分别为41 m,57 m。针对锚碇基础覆盖层深厚、基础尺寸巨大、沉井下沉深度深等特点,通过施工技术的攻关,顺利完成了砂桩复合地基处理、沉井制作和拼装、钢壳沉井混凝土填充、混凝土沉井接高施工、水力机械冲吸式排水下沉和空气吸泥机吸泥下沉等多项施工工序,为今后陆上特大型沉井施工提供了借鉴。文章简要介绍了南、北锚碇陆上特大型沉井的施工技术。     

超大型沉井降排水下沉施工

泰州大桥北锚碇沉井基础长67.9 m、宽52 m、高57 m,在沉井下沉的初期,采用降排水下沉。降排水下沉施工成本相比不排水下沉低,且下沉效率高,易控制,可形成良好的下沉导向,并确保沉井的下沉速度和精度,适宜在粉细砂、软塑性亚黏土等地质条件下采用。文章以泰州大桥北锚碇沉井基础为例,介绍了超大型沉井降排水施工的降排水下沉施工工艺。     

软土地基上大型沉井基础安全监控模型

为了提高软土地基上大型沉井基础稳定性评价和安全监控的有效性,以江阴长江公路大桥北锚碇沉井基础为对象,在研究影响其稳定和安全运营主要因素的基础上,探讨了监控系统的主要结构,并从基础位移监控、基础抗滑稳定监控和地基土稳定监控3个方面建立了散索鞍水平位移监控模型、沉井前侧地基土水平向反力监控模型和基底反力监控模型.在综合现场观测数据和数值模拟结果的基础上,探讨了监控模型中原因量的主要构成及其与监控效应量之间函数关系的确定方法,并给出了江阴长江公路大桥北锚碇沉井基础主要控稳模型——散索鞍水平位移监控模型在通车运营期的具体函数表达式.研究结果表明,基础变位是软土地基上大型沉井基础的主要控稳因素,通过安全监控模型对其进行控制能为建筑物的安全运营提供保障.     

某南锚碇沉井基础数值模拟分析

以即将开工的某大桥南锚碇沉井为研究对象,利用PLAXIS 3D有限元软件对其进行施工和使用过程中的应力、位移模拟分析,为该沉井的设计提供参考.将模拟结果与南京长江四桥北锚碇沉井的实测结果进行对比,验证模拟结果的可靠性.模拟结果表明:该沉井施工运营阶段最大竖向位移为35.66cm,最大水平位移为25.28cm,整个沉井在填充内腔、浇筑顶板和锚碇过程中会出现明显倾斜,应对沉井后部土体进行加固处理;整个沉井除混凝土最大主拉应力已超过C30混凝土的轴心抗拉强度设计值之外,其余应力指标均满足设计要求.     

普立特大桥隧道式锚碇围岩系统的变形规律及破坏机制

针对普立特大桥普立岸隧道式锚碇围岩系统的变形规律及破坏机制问题,采用有限差分法对其进行三维弹塑性模拟,分析了随着荷载的增加系统的塑性区、位移及应力的发展情况.数值结果表明:1设计缆力时,锚碇-围岩系统的位移均维持在mm级;继续加载,锚碇和周围岩体的位移形成的驼峰逐渐明显;至极限状态时,根据锚碇围岩的位移矢量图可勾勒出围岩的破坏范围,其中锚碇上、下部围岩的破坏范围分别为锚碇后锚面宽度的1.1倍和0.5倍;2系统在设计缆力下具有足够的安全稳定性,加载至8倍缆力时,锚碇的环向和径向的围岩塑性区均达到贯通,加载至极限状态时,锚碇周围岩体的塑性区分布形态呈倒塞体状;3根据监测点的位移变化、锚碇围岩塑性区分布及应力扩展情况得到,系统的破坏由锚碇带动周边部分岩体发生整体拉-剪破坏.     

悬索桥隧道式复合锚碇承载力计算方法

根据现场原位试验结果,分析了悬索桥隧道式复合锚碇系统(隧道式锚碇 预应力锚索)的可能破坏形态及其发生破坏的条件.采用极限理论,建立了锚碇系统的平衡方程.根据实际施工和设计特征,将锚碇-围岩接触面概化处理为4种力学模型,以节理力学理论和试验成果为基础,给出了相应的破坏准则.讨论了承载力简化计算公式中各分项系数的意义和取值方法,并用算例进行了验证.为设计工程师提供了对隧道式复合锚碇的一个整体设计思路和简化计算方法.     

空气幕辅助沉井下沉施工工艺浅析

本文结合了马鞍山长江公路大桥北锚碇沉井下沉施工,简要的分析了利用空气幕辅助大型沉井下沉的施工工艺。     

箱简型基础防波堤结构受力模式及合理尺度

防波堤向深水区域发展时,抛石堤、抛石基床和半圆体混合堤等传统结构基底宽度呈倍数增加,同时还必须对软土地基进行处理,工程造价大幅上升．针对天津港淤泥质软土地基情况,开发了一种不需要进行地基处理的防波堤结构——箱筒型基础防波堤结构．本结构由插入到地基土中的箱筒型基础结构和上部的挡浪结构组成,利用周边软土的黏聚力和摩擦阻力来保证结构的抗滑和抗倾稳定性,利用插入埋深来提高基底的承载力和整体稳定性,可预制且可重复利用．对结构抗滑、抗倾和地基承载力稳定性系数进行了计算研究,得出了优化的合理结构尺度,为箱筒型基础防波堤的实际工程应用奠定了基础,也为软土地基上新型深水防波堤的计算模式提供了借鉴．经比较,采用箱筒型基础防波堤结构较其他方案节省工程投资25．8％．     

基于模型试验的齿坎型重力锚抗滑机制

为了探究齿坎型重力式锚碇的承载特性与抗滑机制,依托贵州省牂牁江特大桥纳雍岸重力式锚碇工程,开展了相同试验条件下平底锚碇1/4埋深、齿坎锚碇1/4埋深、平底锚碇半埋深及齿坎锚碇半埋深四种工况的室内物理模型试验,并对各工况锚碇位移-荷载曲线、锚碇-地基接触应力、地基应变及地基宏观变形破坏特征进行分析。结果表明：四种工况锚碇模型的极限承载力分别为3P（平底1/4埋深）、4P（齿坎1/4埋深）、7P（平底半埋深）和8P（齿坎半埋深）;同种型式锚碇模型增大埋深可以显著提升锚碇的承载能力,同等埋深条件下齿坎型重力式锚碇承载性能要优于平底重力式锚碇;齿坎构造能够充分调动地基联合承载;基于地基的宏观变形破坏特征将其变形破坏过程划分为无裂隙、裂隙初现、裂隙发展以及破坏四个阶段;对齿坎型重力式锚碇承力过程进行了力学分析,得出齿坎构造力学特性较好,对限制锚碇变位和提高锚碇承载能力作用明显。     

Numerical analysis on bearing capacity of middle pylon caisson foundation of Taizhou Bridge

Because of the computation difficulty of the bearing capacity of large underwater caisson foundation on thick overburden layer ground, the geotechnical software FLAC3D was utilized in the 3D numerical analysis on the bearing capacity of middle pylon foundation. From the computational results, it is concluded that the caisson foundation has a good bearing capacity on thick overburden layer ground and the bearing capacity can be improved assuming that the soil near the area of basal corner is reinforced.     

预应力锚固区的加载破坏过程初探

综合考虑混凝土、锚垫板和箍筋的材料非线性本构特性,探讨预应力锚固区加载破坏模式的发展过程,以确定其受压极限状态和极限承载力,为锚固区的工程设计提供参考.采用现有计算软件对锚固区的加载过程进行了三维模型的非线性有限元分析,其计算结果与实验结果符合较好,由此得到锚固区破坏模式发展和受压极限状态的初步规律.     

钢箱梁斜拉桥索梁锚固区极限承载力分析

为了掌握索梁锚固区在索力作用下的应力分布和极限承载力，以青岛海湾大桥红岛通航孔斜拉桥为工程背景，应用等效板厚法近似模拟钢锚箱承压板与锚垫板之间的接触非线性问题；采用板壳单元和梁单元建立了索梁锚固结构的有限元模型，对索梁锚固区在最不利荷载组合作用下的受力性能进行了研究；并考虑几何非线性和材料非线性对锚固区及钢箱主梁进行极限承载力分析。结果表明：在最不利荷载组合作用下钢锚箱与主梁腹板的连接区域应力集中，超过了材料的屈服强度；索梁锚固区的极限承载力为设计荷载的3．07倍，有一定的安全储备。在上述分析的基础上，提出了改善索梁锚固区受力性能的构造措施。     

快凝无机植筋胶栓试验研究

对不同配合比下的无机胶凝材料试块的抗压强度和凝结时间进行了研究,得到了一组在强度和凝结速率方面均较好的配合比.在此配合比下,试块3d强度可到43.8MPa,达到28d抗压强度的69.0%,且凝结时间小于5min,具有良好的快凝高强性能.利用其快凝高强的性能,制作了2种不同类型的无机植筋玻璃胶栓,通过混凝土基材的植筋拉拔试验,探讨了不同钢筋直径、锚固深度、植筋角度以及植筋天数等因素下对极限拉拔承载力的影响.基于试验现象归纳了典型破坏形态,并根据极限拉拔承载力结果用数据回归方法提出了相对锚固长度计算公式.     

Comparison of seismic capacity/demand ratios of two kinds of foundation schemes of Taizhou Bridge

Pile group foundation and caisson foundation are two common foundation schemes of long-span bridges, and the seismic performances of the two kinds of foundations are different. Taking Taizhou Bridge as an example, which is the first kilometer level three-pylon two-span suspension bridge in the world, two foundation schemes are designed for the middle pylon, and two whole bridge models with two different foundation schemes of the middle pylon are established respectively in this paper. The effects of foundation-soil interaction are simulated by equivalent linear soil springs whose stiffnesses are calculated according to m method. Seismic capacity/demand ratios of the two models are calculated. The following conclusions can be drawn: the weak positions of the two schemes are not the same; if caisson foundation is adopted for the middle pylon, the weak position is the bearing capacity of the middle pylon foundation, while if pile group foundation is adopted for the middle pylon, the weak position is the bearing capacity of the side pylon foundation.     

考虑中间主应力影响时条形地基极限承载力公式

基于Mohr-Coulomb理论的地基极限承载力公式，没有考虑中间主应力的影响．利用双剪强度理论建立了考虑中间主应力影响时的地基极限承载力公式．推导了凝聚力和基础两侧土的超载影响及自重作用影响的理论公式．以条形基础为例，计算了考虑中间主应力对地基极限承载力的影响．研究结果表明，考虑中间主应力影响，地基极限承载力将提高．