收藏本站
《浙江大学》 2010年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

水平荷载作用下桥墩及桩基的静力与动力响应分析

常林越  
【摘要】: 国民经济的快速增长给桥梁建设和水路交通带来了巨大需求,同时也引发撞桥事故概率的增高,严重危及到桥梁的安全运营。鉴于此,本文对水平荷载作用下桥墩及桩基的静力和冲击动力响应开展了解析和数值计算研究,主要工作和创新成果如下: 1.对黏性土和砂性土地基水平极限抗力的计算方法进行了归纳总结和计算对比。基于地基反力法和简化的土体弹塑性本构关系,进一步完善了均质地基中水平受荷桩桩顶嵌固(桩顶约束转动)情形的解析解。 2.基于地基反力法和简化的土体弹塑性本构关系,分别对“(?)Gibson模式”和“广义Gibson模式”地基中水平受荷长桩进行了解析计算研究,给出了不同工况下桩身最大挠度、最大转角、最大弯矩的无量纲解析表达式。计算表明联合荷载(水平力和弯矩)作用下桩身最大挠度、最大转角和最大弯矩与荷载的关系具有非线性、非对称性,故采用常规线性叠加法进行联合荷载作用下的计算将偏于不安全。在常见荷载范围内,对复杂的解析结果进行了简化拟合,提出的拟合公式计算简便精度高,有利于工程的应用。通过与实测数据及p-y曲线法计算结果的比较表明,本文方法可较有效地开展非均质弹塑性地基中水平受荷长桩的计算分析。 3.基于地基反力法和简化的土体弹塑性本构关系,结合提出的双层地基极限抗力计算表达式,对双层非均质弹塑性地基中桩顶自由和嵌固两种常见情形下的水平受荷长桩进行了解析推导,得到了相应的闭合计算式。并利用所得解分析了双层地基土性参数对桩基性状的影响。算例分析表明,本文解计算结果与单桩和群桩的三维有限元模拟结果及现场试验实测值吻合较好。 4.基于Euler粱-Winkler模型(E-W模型),给出了均质黏弹性地基中不同边界条件下桩受水平冲击荷载响应的完全解析解。针对E-W模型动力分析存在的不足,对Timoshenko梁-双参数模型(T-D模型)黏弹性地基中桩的动力响应进行了半解析求解,并对E-W模型和T-D模型桩的动力响应进行了计算比较。对相同的撞击能量下三种常见的简化冲击荷载形式(矩形脉冲荷载、半正弦脉冲荷载和三角形脉冲荷载)作用下桩的动力响应进行了计算对比。 5.基于T-D模型,对成层黏弹性地基中水平冲击荷载作用下单墩-桩基础和双墩-桩基础结构的动力响应进行了理论推导。通过单墩-桩基础动力计算模型,对承台、墩顶结构、荷载作用位置、河床冲刷深度、复杂的冲击荷载形式等进行了参数影响分析。最后利用本文理论模型对两座撞击试验桥墩进行了简化计算,计算结果和实测值较吻合。 6.对某大桥受撞桥墩-桩基础实测资料进行了分析,并对桥墩的受撞过程进行了推测反演。针对其中受损最严重的桥墩开展了拟静力三维有限元数值模拟分析,较全面地考察了桥墩-桩基础结构的受损和偏位情况,相关结果与实测数据较一致。本文计算结果可为桥墩进一步的检测、修复设计提供依据及为类似工程分析提供参考。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TU473.1

手机知网App
【引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 陈林;;桩基水平荷载计算理论研究现状述评[J];江苏建筑;2013年01期
2 张华庆;张桂平;孙熙平;;风暴潮浪与深水结构物相互作用研究综述[J];水道港口;2012年05期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 张磊;水平荷载作用下单桩性状研究[D];浙江大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 陈守龙;桥梁结构—地基相互作用体系地震动力响应分析[D];大连海事大学;2012年
2 聂梨;任意侧压力下推力桩的内力与侧移计算[D];湖南大学;2012年
3 张红;水平受荷单桩分析方法研究[D];哈尔滨工业大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王年香;Numerical Analysis of Interaction Between Pile-Supported Pier and Bank Slope[J];China Ocean Engineering;2001年01期
2 韩海骞;牛有象;熊绍隆;黄世昌;;金塘大桥桥墩附近的海床冲刷[J];海洋学研究;2009年01期
3 刘建成,顾永宁;基于整船整桥模型的船桥碰撞数值仿真[J];工程力学;2003年05期
4 刘东甲,王建国;均匀土中有限长桩瞬态横向动力响应[J];工程力学;2003年06期
5 王君杰;陈诚;;桥墩在船舶撞击作用下的损伤仿真研究[J];工程力学;2007年07期
6 王君杰;颜海泉;钱铧;;基于碰撞仿真的桥梁船撞力规范公式的比较研究[J];公路交通科技;2006年02期
7 赵明华;刘峻龙;刘建华;;双层地基横向受荷桩简化计算方法研究[J];公路交通科技;2006年12期
8 余云燕;陈云敏;;不均匀土中有限长桩的横向瞬态波动[J];固体力学学报;2005年04期
9 余云燕;;成层地基中变模量埋置框架的波动响应研究[J];固体力学学报;2007年02期
10 田平;王惠初;;粘土中横向周期性荷载桩的P-Y曲线统一法[J];河海大学学报;1993年01期
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 王宏志;冲击荷载作用下桩的纵向和横向动力响应[D];浙江大学;2001年
2 胡安峰;桩基水平振动理论与性状研究[D];浙江大学;2002年
3 张慧;基于单桩p-y曲线的侧向受荷群桩性状预测和研究[D];同济大学;2007年
4 耿波;桥梁船撞安全评估[D];同济大学;2007年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 卢家森,黄松梅;水平荷载下桩筏基础与地基共同作用分析[J];四川建筑科学研究;2004年02期
2 许晶菁;陈颖辉;鲁忠军;杨坤华;;加芯搅拌桩单桩竖向承载力的探讨[J];四川建筑科学研究;2006年05期
3 林景华;;基于传递函数法的预制单桩承载性状分析[J];四川建筑科学研究;2006年05期
4 简斌;严江;;对任家坝大桥震后承载力的评估[J];四川建筑科学研究;2010年05期
5 许琦;张南;;车辆碰撞钢筋混凝土桥墩撞击力计算方法研究[J];四川建筑科学研究;2011年01期
6 李青宁;江永跃;尹海军;;东风双曲拱桥病害检测与加固[J];四川建筑科学研究;2011年02期
7 黄雪峰;张建华;马良荣;尹赢;邱爽;;大直径旋挖嵌岩灌注桩水平荷载试验研究[J];四川建筑科学研究;2011年03期
8 李存宝;李元鑫;戴玉双;朱哲明;;车辆荷载和静荷载对路肩式挡墙影响的研究[J];四川建筑科学研究;2011年04期
9 郭莹;姚勇;;德阳王官村互通式立交桥连续梁静动荷载试验分析[J];四川建筑科学研究;2011年05期
10 王玉香;冯勇;郑文英;;排桩在横向荷载作用下变形特性分析[J];四川建筑科学研究;2012年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 周林云;万水;;GFRP桥面板截面设计与结构分析[A];2011复合材料桥梁技术研讨会论文集[C];2011年
2 王言磊;郝庆多;欧进萍;;FRP-混凝土组合桥面结构热应力分析[A];2011复合材料桥梁技术研讨会论文集[C];2011年
3 苏文丽;富立彬;李随敏;郑来国;;宁岢线48号桥桥墩加固整治[A];发展重载运输技术适应经济社会建设——铁路重载运输货车暨工务学术研讨会论文集(工务部分)[C];2011年
4 殷晓波;徐升桥;张世基;;晋中南铁路通道黄河特大桥基础设计[A];发展重载运输技术适应经济社会建设——铁路重载运输货车暨工务学术研讨会论文集(工务部分)[C];2011年
5 周邠鹏;简政;;水平荷载下单桩的数值计算法[A];第十二届全国结构工程学术会议论文集第Ⅱ册[C];2003年
6 任建喜;刘杰;;森林公园地铁车站深基坑变形规律有限元分析[A];第九届全国岩土力学数值分析与解析方法讨论会论文集[C];2007年
7 许宏发;程学新;奚水清;汪耀明;;抗拔桩轴力分布函数和位移分布函数间的关系模型[A];第九届全国岩土力学数值分析与解析方法讨论会论文集[C];2007年
8 王建华;戚春香;;振动弱化饱和砂土p-y关系的模型试验和分析[A];第一届全国岩土本构理论研讨会论文集[C];2008年
9 吴同情;褚广辉;;水平承载桩受力特性研究综述[A];重庆力学学会2009年学术年会论文集[C];2009年
10 高荣;;无桥台斜腿刚构桥的温度应力分析[A];重庆力学学会2009年学术年会论文集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王俊杰;基于ArcGIS Server的震害风险管理系统研究[D];中国海洋大学;2010年
2 柳飞;模型试验中地基材料粒径与基础尺寸效应研究[D];中国海洋大学;2010年
3 刘文静;LRB隔震桥梁的可靠性与等效线性化方法研究[D];华中科技大学;2010年
4 孙书伟;微型桩结构加固边坡受力机制和设计计算理论研究[D];中国铁道科学研究院;2009年
5 武成浩;基于桩土共同作用理论的高层结构地震反应分析与抗震性能评估方法研究[D];北京交通大学;2010年
6 王雯璐;侧填荷载对高填方涵洞地基承载力的影响[D];吉林大学;2011年
7 吴坤铭;边坡及其抗滑桩加固工程可靠性分析方法研究[D];合肥工业大学;2011年
8 赵俊;结构健康监测中的测点优化布置方法研究[D];暨南大学;2011年
9 沈煜年;复杂柔性系统多次撞击动力学的动态子结构方法[D];南京理工大学;2010年
10 罗浩;高速铁路大跨度预应力混凝土连续梁桥徐变变形对车—桥系统耦合振动的影响研究[D];中南大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王志宽;大直径人工挖孔扩底桩承载力试验研究与工程应用[D];郑州大学;2010年
2 赵庆;土石坝坝下涵洞三维有限元分析[D];郑州大学;2010年
3 俞顺;基于模型修正及体系可靠度的桥梁结构性能评价[D];郑州大学;2010年
4 夏富友;基于结构检算的公路混凝土旧桥承载力评价方法研究[D];郑州大学;2010年
5 郭玮;橡胶坝锚固系统充排水系统及坝端处理模式的研究[D];山东农业大学;2010年
6 林一;潜器耐压结构碰撞响应与强度评估方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 齐平;后注浆钻孔灌注桩的承载力及沉降研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
8 谢守鹏;斜顶桩板桩承台驳岸结构数值模拟[D];长沙理工大学;2010年
9 杭纲领;灌注桩超声波透射法质量评价的可靠性研究[D];长沙理工大学;2010年
10 周义磊;不对称跨径刚构—连续组合梁桥设计计算分析研究[D];长沙理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 魏东旭;田大鹏;张贺;彭雄志;;双参数地基推力长桩的有限差分解[J];四川建筑科学研究;2009年06期
2 符国平;宁跃文;;推力桩计算的综合刚度双参数法B样条函数解[J];安徽建筑;2009年03期
3 孙剑平;桩自由长度对高桩承台桥墩地震反应的影响[J];北方交通大学学报;1999年01期
4 丛玉胜,吴恒立;中等长度推力桩双参数的确定[J];重庆交通学院学报;1991年01期
5 吴恒立;横向受载桩的非线性计算模型及其解[J];重庆交通学院学报;1991年04期
6 张风华,谢礼立,范立础;城市建构筑物地震损失预测研究[J];地震工程与工程振动;2004年03期
7 凌贤长;徐鹏举;于恩庆;唐亮;高霞;鹿庆蕊;;液化场地桩-土-桥梁结构地震相互作用振动台试验数值模拟方法研究[J];地震工程与工程振动;2008年03期
8 王浩,杨玉冬,李爱群,乔建东,陈政清;土-桩-结构相互作用对大跨度CFST拱桥地震反应的影响[J];东南大学学报(自然科学版);2005年03期
9 周小平;卢萍;张永兴;张伯虎;;不同拉压模量弹性地基梁的解析解[J];重庆大学学报(自然科学版);2007年07期
10 戴自航,沈蒲生;推力桩计算的综合刚度双参数法半数值解[J];福州大学学报(自然科学版);2004年06期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张磊;水平荷载作用下单桩性状研究[D];浙江大学;2011年
2 付庆军;渤海湾温带风暴潮数值计算模式的研究与应用[D];天津大学;2010年
3 赵明华;倾斜荷载下基桩的受力研究[D];湖南大学;2001年
4 胡克林;波—流共同作用下长江口二维悬沙数值模拟[D];华东师范大学;2003年
5 戴彤宇;船撞桥及其风险分析[D];哈尔滨工程大学;2003年
6 刘立平;水平地震作用下桩—土—上部结构弹塑性动力相互作用分析[D];重庆大学;2004年
7 孙树民;独桩平台振动控制研究[D];华南理工大学;2001年
8 谷汉斌;波浪与建筑物作用的数学模型研究与应用[D];天津大学;2005年
9 马志涛;现浇混凝土薄壁管桩水平受力特性试验研究与分析[D];河海大学;2007年
10 刘静;基于桩土共同作用下的抗滑桩的计算与应用研究[D];中南大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 邢燕;钢筋混凝土高架桥地震反应分析及抗震设计方法研究[D];大连理工大学;2000年
2 朱巍;场地条件对减震桥梁动力特性的影响分析[D];长安大学;2004年
3 陈丽琴;高桩承台桩基计算与分析[D];大连理工大学;2006年
4 邵亮;考虑桩—土相互作用的轨道交通桥梁抗震性能研究[D];同济大学;2007年
5 张景奎;抗滑桩在滑坡治理中的应用研究[D];合肥工业大学;2007年
6 刘乔雄;地面堆载下水平桩作用机理研究[D];同济大学;2008年
7 陈伟;大跨连续刚构桥的地震响应分析[D];西南交通大学;2007年
8 魏东旭;水平荷载下弹性长桩计算方法研究[D];西南交通大学;2009年
9 刘俊生;基于水平荷载和倾斜荷载的桩基m法研究[D];天津大学;2009年
10 陈丽丽;不对称连续刚构桥地震响应分析[D];大连理工大学;2010年
【二级引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 张爱军;挡土桩—土相互作用模型及抗滑桩加固边坡简化计算方法研究[D];华南理工大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前7条
1 黎德强;巴基斯坦古杜747MW联合循环电站工程基桩测试研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
2 聂梨;任意侧压力下推力桩的内力与侧移计算[D];湖南大学;2012年
3 马玉彬;预应力管桩地震反应振动台模型试验研究[D];河北工程大学;2012年
4 唐伟;地震作用下管桩内力分布的振动台试验研究[D];河北工程大学;2012年
5 韩磊;巨厚软土层桩体横向变形特性研究[D];石家庄铁道大学;2013年
6 张小辉;层状黄土地基水平受荷桩承载性状研究[D];西安建筑科技大学;2013年
7 姚军;基于码头水平承载桩非线性数值模拟分析[D];江苏科技大学;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王亚军,黄平,李生才;2005年1-2月国内安全事故统计分析[J];安全与环境学报;2005年02期
2 王亚军,黄平,李生才;2005年3-4月国内安全事故统计分析[J];安全与环境学报;2005年03期
3 王亚军,黄平,李生才;2005年5-6月国内安全事故统计分析[J];安全与环境学报;2005年04期
4 王亚军,黄平,李生才;2005年7—8月国内安全事故统计分析[J];安全与环境学报;2005年05期
5 王亚军;黄平;李生才;;2005年9—10月国内安全事故统计分析[J];安全与环境学报;2005年06期
6 王亚军;黄平;李生才;;2005年11-12月国内安全事故统计分析[J];安全与环境学报;2006年01期
7 王自力,顾永宁;船舶碰撞动力学过程的数值仿真研究[J];爆炸与冲击;2001年01期
8 田家勇,苏先樾;刚架结构中瞬态波的传播[J];爆炸与冲击;2001年02期
9 胡时胜,王道荣;冲击载荷下混凝土材料的动态本构关系[J];爆炸与冲击;2002年03期
10 王自力,蒋志勇,顾永宁;船舶碰撞数值仿真的附加质量模型[J];爆炸与冲击;2002年04期
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 戴彤宇;船撞桥及其风险分析[D];哈尔滨工程大学;2003年
2 余云燕;回传射线矩阵法分析埋置框架的瞬态动力响应[D];浙江大学;2004年
3 巩春领;大跨度斜拉桥施工风险分析与对策研究[D];同济大学;2006年
4 阮欣;桥梁工程风险评估体系及关键问题研究[D];同济大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 潘晋;船桥碰撞机理及桥墩防护装置研究[D];武汉理工大学;2003年
2 彭雪辉;风险分析在我国大坝安全上的应用[D];南京水利科学研究院;2003年
3 姜河蓉;船和桥墩防撞装置碰撞仿真模拟研究[D];武汉理工大学;2004年
4 陆新明;上海港吴淞VTS系统应用绩效的研究[D];上海海事大学;2004年
5 陈诚;桥梁设计船撞力及损伤状态仿真研究[D];同济大学;2006年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026