沿江非对称路基土-墩相互作用机理及桥墩保护技术研究

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沿江道路拥有沿河岸修建的特性,由于地形地貌的影响,其路基多呈“非对称”性,在进行路基填筑时,有时会将既有桥墩埋置于路基边坡中,若盲目的进行回填施工,将会给桥梁的安全带来隐患。非对称路基的填筑,打破了既有桥墩原有的力学平衡条件,与对称路基相比,桥墩不仅需承受填土产生的土压力及负摩阻力,同时还需兼具一定的抗滑能力承受路基不稳定状态下的下滑力作用,在多种因素的耦合作用下,土-墩相互作用机理及特性规律变得极其复杂。  本文首先对目前国内外研究现状进行了归纳及总结,而后阐述了非对称路基土-墩相互作用机理,接着通过Midas GTS有限元分析软件研究了路基回填对单、双墩结构的影响,并提出了相应的桥墩保护方案,具体研究内容如下:  ①通过建立土体-桥墩有限元三维模型,分析了填土对单、双墩结构的沉降、水平位移等影响,并将计算结果与相关规范进行对比,提出了桥域路基单、双墩结构的临界填土高度及双墩结构的临界墩间距。  ②利用有限元模型,分析了回填土参数对单墩结构的影响,分析各个参数(容重、弹性模量、泊松比、内摩擦角、粘聚力)对桥墩顺桥向水平最大位移的影响程度,为实际工程选取合适的回填材料提供参考。  ③通过建立土体-护筒有限元三维模型,分析了钢护筒、钢筋混凝土护筒在各填土高度下的位移及Von Mises应力,对两种形式的护筒进行比选分析,并将计算结果与相关规范进行对比,提出了两种形式的护筒在各填土高度下的最小壁厚值及墩-筒最小净距。  ④结合工程实例,建立了直接回填与护筒防护下回填的工程有限元三维模型,将本文研究成果应用于实际工程中并进行数值模拟对比分析,检验研究成果的有效性。
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