关于既有桥梁基础验算中几个问题的探讨

基础在投入使用后,设计时使用的规范难免会发生变更或调整。此时,若对既有桥梁基础进行验算,应怎样选用相关规范的规定值得探讨。本文结合新旧《公路桥涵地基与基础设计规范》等相关规范的特点,就既有桥梁基础验算时应注意的几个问题进行了探讨。     

路基的填料冻胀分类及防冻层设置

我国冻土区铁路路基表层的冻胀病害严重,且没有相应的路基填料冻胀性分类标准。在分析路基的冻胀特性、影响路基冻胀的因素、路基冻害整治中存在的问题的基础上,借鉴国内外地基土的冻胀性分类,并结合铁路路基填料分类的特点、铁路线路冻胀限高和维修标准,提出铁路路基填料冻胀性分类方案,并建议在冻土区设置路基防冻层。路基填料冻胀性分类方案以各类土的细粒含量、冻前含水量和冻胀高度为指标,进行冻胀敏感性和冻胀等级两级分类。路基防冻层应用细粒含量<5%的砂类和细粒含量<15%的砾类、碎石类不冻胀土填筑,防冻层的厚度根据路基的标准冻深。列车的运行速度和载重量确定。     

改良土路基的设计及压实指标研究

针对我国铁路改良土路基设计和施工缺乏相关标准，根据国内外有关资料以及现场施工中出现的问题，从改良土的强度随时间变化的特性出发，对改良土路基的设计及压实指标进行研究。提出改良土路基的标准设计强度应以控制路基面的变形为准，并考虑路基处于不利气候条件和施工时的强度损失，对设计强度作相应提高；建议改良土强度采用改良土养生7d的饱和无侧限抗压强度，并考虑延迟压实的影响，留有一定的安全储备；为了确保路基压实质量检测的快捷性、有效性及可控性，建议改良土路基的压实指标采用压实度和改良土掺入料的掺入量，并且在压实度的计算中采用与现场施工等时的室内最大干密度。     

某特长水下隧道气动效应试验研究

采用CRH2-061C动车组,以180～320km.h-1速度往返运行,对某特长水下隧道下行线进行气动效应试验研究。研究结果表明:隧道内瞬变压力、列车风、气动载荷和隧道洞口微气压波值均随着车速的增加而增加,车厢内舒适度随着车速的增加而减少;隧道南口的微气压波值、首波压力梯度均小于北口,这主要是由于南、北口的缓冲结构型式存在差异;隧道内附属设施受到的气动荷载、车内气压3s变化值均在相关标准的要求值之内;车速大于250km.h-1时,乘员有耳鸣和不舒适感。根据研究结果提出如下建议:CRH2-061C动车组通过该隧道的合理速度为260km.h-1;开启隧道内联络通道或布置吸能材料以衰减压力波的传播能量;研究制订复合型舒适度控制标准。     

高速铁路基床表层级配碎石翻浆机理研究

以沪宁(上海-南京)城际高速铁路为依托,对无砟轨道底座与基床顶面间翻浆问题展开了现场调研分析。对翻浆过程进行理论分析和室内模拟试验,研究基床表层级配碎石翻浆机理。结果表明:离缝是引起翻浆病害的主要条件;外界水分渗入离缝且无法及时排除,是翻浆病害的诱因;列车通过时荷载对离缝内水分产生的抽吸作用导致翻浆问题。     

路堤下桩承式水平加筋复合地基桩土应力比分析

桩承式水平加筋复合地基是"水平向增强体+竖直向增强体"的联合复合地基.计算路堤下复合地基桩土应力比的方法与刚性基础下的复合地基不同.路提由填土等散体材料组成,路堤下复合地基桩与桩间土之间的沉陷不一致,导致填土内部出现相对垂直位移,应力状态发生变化.由于复合地基桩土应力比发生变化及水平向增强体的提拉作用,可将大部分路堤荷载转移到桩体上,从而减小桩间土上部的压力,并使得路堤顶面的差异沉降减小.通过分析桩承式水平加筋复合地基及其上部填土的变形特点,推导出求解加筋垫层上、下方桩顶土压力、桩问土压力及桩土应力比的计算公式并分析了不同参数对桩土应力比的影响.     

寒区铁路路基防冻胀设计中冻深计算方法的探讨

在寒区修筑高速铁路,冻深是防冻胀设计的主要技术指标,目前我国《铁路特殊路基设计规范》中没有计算冻结深度的公式.本文分析了国内外冻结深度的计算方法,提出选择改进 Berggren 法作为铁路路基防冻胀设计的冻深公式,并对计算求解步骤和设计参数进行了探讨,对现场实测和有限元计算结果进行了比较,说明采用推荐方法较接近真实值.     

高速重载有砟轨道路基动变形特性的数值分析

运用ABAQUS有限元软件建立有砟轨道—路基系统三维动态有限元模型,分析高速和重载列车荷载作用下的路基空间动应力、路基面横纵向动变形和剪应变特性。基于现场条件,选择砟脚内30cm和砟脚处作为路肩横向和纵向的动变形分析参考点,研究动变形引起的路肩倾斜角度随列车速度、道砟厚度、表层厚度和表层模量变化的规律。结果表明,路肩横向和纵向倾斜角随车速增大而增大,随道砟厚度、基床表层厚度和表层模量的增大而减小,基床表层和底层的最大剪应变较为接近,最大剪应变与路肩最大倾角大致呈线性关系。     

高速铁路路基状态调查与分析

为掌握我国高速铁路路基服役状态、养护维修技术与管理现状,开展了系统的调研与分析。结果表明:高速铁路路基整体运营情况良好,发生过病害的长度占路基总长的6. 51%;病害类型主要有沉降、排水不良、封闭层破损、翻浆冒泥,个别地域存在冻害、上拱、危岩等问题。在高速铁路路基检修过程中,存在人员配备不足、检查条件和机具有限、缺少有效的检查及维护手段等问题。总结了路基结构、边坡以及防排水系统相关的主要病害的现状、成因以及整治措施。     

土工振动击实试验的数值分析

在粗粒土最大干密度试验时,振动击实试验与锤击试验存在一定区别.通过ABAQUS软件建立振动击实试验的有限元模型,采用土体的竖向动应力和单位体积应变能作为对象,分析了不同的上层土体模量、激增频率、激振力和静压力等参数条件下的变化特性.结果表明,鳖向动应力沿深度变化较小,上层土体应变能随模量增大而减小,应变能随激增频率先增大后减小,激增频率为30～50 Hz时应变能较大,随激振力和静压力的增大而增大,激振力超过30 kN、静压力超过150 kPa后应变能增长较为缓慢.这为深入掌握振动击实粗粒土的工作机理提供了参考.