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基于温度变形效应的整体式桥台-H型钢桩-土相互作用拟静力试验研究 被引量：1
1
作者 黄福云 桂奎 +2 位作者 易志宏 周桂吉 张峰 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期109-118,共10页
由于环境温度使主梁发生胀缩变形,导致整体桥桥台水平往复运动及桥台-土、桩基-土的相互作用。本文以某整体桥为工程背景,开展基于昼夜温度、季节性温度变形效应的整体式桥台-H型钢桩-土体系的低周往复位移荷载拟静力试验,分析试件的滞... 由于环境温度使主梁发生胀缩变形,导致整体桥桥台水平往复运动及桥台-土、桩基-土的相互作用。本文以某整体桥为工程背景,开展基于昼夜温度、季节性温度变形效应的整体式桥台-H型钢桩-土体系的低周往复位移荷载拟静力试验,分析试件的滞回性能、骨架曲线、桥台转角等变化规律。试验结果表明:试件全年滞回曲线可视为季节性温度作用、昼夜温度作用的滞回曲线叠加。从季节性温度作用来看,受春夏季升温影响,MTS水平力先快速增大,随后持续升温,水平力增速放缓;受夏秋季、秋冬季连续降温的影响,水平力先急剧减小,而随后持续降温,水平力降低减缓;受冬春季升温影响,水平力先急剧增加后增速放缓,其增速与第一次春夏季升温时相似,但由于台后土发生累积效应,产生的水平力更大。从昼夜温度作用来看,当环境温度较高时(夏季),夜晚降温对体系相互作用的影响大于白天升温时的影响;当环境温度较低时(冬季),白天升温对体系相互作用的影响大于夜晚降温时的影响。从骨架曲线来看,受中长期环境温度影响,整体式桥台-桩-土体系相互作用中存在由非线性向线性不断转化的过程。在加载初期,桥台转角与加载位移变化规律基本一致,随着环境温度变化,两者逐渐偏离,特别是在次年的第一季度,两者已产生较为明显的正方向偏移。 展开更多
关键词 整体桥 桥台-桩-土相互作用 季节性温度 昼夜温度 台后土压力
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考虑台后不平衡土压力下整体桥H型钢桩基-土相互作用内力计算方法 被引量：1
2
作者 单玉麟 黄福云 +2 位作者 周桂吉 易志宏 陈宝春 《建筑科学与工程学报》 CAS 北大核心 2022年第1期125-133,共9页
在台后填土作用下整体式桥台-H型钢桩-土相互作用和大不平衡土压力下(台后土表面均布荷载增大了3.81 kPa)整体式桥台-H型钢桩-土相互作用拟静力试验研究的基础上,提出了考虑台后不平衡土压力下整体桥桩基-土相互作用的内力计算方法,计... 在台后填土作用下整体式桥台-H型钢桩-土相互作用和大不平衡土压力下(台后土表面均布荷载增大了3.81 kPa)整体式桥台-H型钢桩-土相互作用拟静力试验研究的基础上,提出了考虑台后不平衡土压力下整体桥桩基-土相互作用的内力计算方法,计算了整体桥台底弯矩和剪力以及桩身弯矩和剪力,并与现有的台后土压力理论和桥梁规范的计算值进行比较。结果表明:正向加载时,采用现有的台后土压力理论和桥梁规范计算得到的台底弯矩和剪力以及桩身弯矩和剪力均与试验结果存在较大偏差;采用黄-林法可较准确地计算AHP模型的台底弯矩和剪力以及桩身弯矩和剪力;对于LAHP模型,试验值均与各理论计算值相差较大;正向加载时,随着位移荷载的增加,AHP和LAHP模型的台底和桩身弯矩均逐渐增大;台后堆载(大不平衡土压力)对整体桥台底剪力和弯矩以及桩身的剪力和弯矩产生较大的影响,LAHP模型的台底和桩身弯矩整体上均大于AHP模型的,而LAHP模型的台底剪力小于AHP模型的,桩身剪力大于AHP模型的。 展开更多
关键词 桥梁工程 整体桥 不平衡土压力 桥台-h型钢桩-土相互作用 内力计算方法
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整体式桥台-混凝土桩-土相互作用拟静力试验 被引量：6
3
作者 黄福云 何凌峰 +2 位作者 单玉麟 胡晨曦 周志明 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第7期1803-1814,共12页
由于整体式桥台无缝桥(以下简称整体桥)具有诸多优点,因而在欧美等国得到广泛应用。不过,整体桥结构的特殊性会引起复杂的结构-土相互作用。为了适应整体桥上部结构的纵向变形,国外多采用H型钢桩,而我国以混凝土桩(RC桩)为主。大量研究... 由于整体式桥台无缝桥(以下简称整体桥)具有诸多优点,因而在欧美等国得到广泛应用。不过,整体桥结构的特殊性会引起复杂的结构-土相互作用。为了适应整体桥上部结构的纵向变形,国外多采用H型钢桩,而我国以混凝土桩(RC桩)为主。大量研究及工程实例表明,采用RC桩能够满足整体桥变形要求,但台后土对RC桩内力的影响尚不明确。为此,选取国内某整体桥为背景,以RC桩的配筋率及截面形状为设计参数制作了4个整体式桥台-RC桩试验模型,对其开展整体式桥台-RC桩-土相互作用低周往复荷载拟静力试验研究,主要研究了整体式桥台-RC桩-土体系的破坏形态、滞回耗能性能、水平变形规律和相互作用机制等。试验研究表明,往复位移加载下台后填土会出现脱空现象,试件破坏位置主要集中于桥台底部与桩顶连接头处及其下部一定埋深范围内,增大RC桩配筋率或采用矩形截面RC桩可使破坏位置下移,改善其受力性能。整体式桥台-RC桩-土体系的滞回曲线在第一象限较为饱满,表现出较好的耗能能力,而第三象限滞回曲线包裹面积较小。增大RC桩的配筋率或采用矩形截面RC桩可增大整体式桥台-RC桩-土体系的耗能能力与承载力,并可增大RC桩的弹性开裂位移,使其更晚屈服和破坏,同时其刚度退化速率和退化幅度也可显著减小。试验研究还表明,当加载位移超过弹性极限位移时,整体桥混凝土桩基的水平变形会出现明显的累积现象。同时,桥台与桩身连接头的相对转角随着损坏程度的增加而增大。提高RC桩配筋率或采用矩形截面RC桩后,桥台与桩身连接头的破坏明显减轻,累积变形显著减小。 展开更多
关键词 桥梁工程 拟静力试验 桥台-桩-土相互作用 RC桩 配筋率 截面形状 变形性能
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不平衡土压力对整体式桥台-H型钢桩-土体系力学性能影响试验 被引量：2
4
作者 黄福云 单玉麟 +2 位作者 严爱国 桂奎 陈宝春 《建筑科学与工程学报》 CAS 北大核心 2021年第4期80-88,共9页
为研究不平衡土压力对整体式桥台-H型钢桩-土体系力学性能的影响,在已开展的不平衡土压力下整体式桥台-H型钢桩-土相互作用拟静力试验研究基础上,进一步开展了更大不平衡土压力(台后土表面均布荷载增大了3.81 kPa)下整体式桥台-H型钢桩... 为研究不平衡土压力对整体式桥台-H型钢桩-土体系力学性能的影响,在已开展的不平衡土压力下整体式桥台-H型钢桩-土相互作用拟静力试验研究基础上,进一步开展了更大不平衡土压力(台后土表面均布荷载增大了3.81 kPa)下整体式桥台-H型钢桩-土相互作用拟静力试验研究,对比分析了更大不平衡土压力对桩身水平变形、桩侧土压力、应变和弯矩等方面的影响。结果表明:在试验条件下,更大不平衡土压力对桩身水平变形、土抗力、应变和弯矩的分布规律无影响;正向加载时,更大不平衡土压力使得桩身累积变形的位置更深,桩侧最大土抗力和桩身弯矩增大;负向加载时,更大不平衡土压力也使得桩身累积变形的位置更深和弯矩增大;正向加载时,更大不平衡土压力使得累积变形减小,负向加载时则相反;正向加载时LAHP模型的桩侧土抗力、应变和弯矩显著大于负向加载时的,正向加载时的最大桩侧土抗力和弯矩分别为负向加载时的2.2倍和2.1倍。 展开更多
关键词 桥梁工程 整体桥 拟静力试验 不平衡土压力 桥台-h型钢桩-土相互作用
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整体桥预应力桩-土相互作用试验 被引量：5
5
作者 黄福云 何凌峰 +2 位作者 单玉麟 王静杰 张峰 《建筑科学与工程学报》 CAS 北大核心 2021年第1期31-40,共10页
为探究整体式桥台无缝桥(简称整体桥)预应力混凝土桩吸纳上部结构变形的能力,对3根不同预应力的缩尺模型桩PC-1~PC-3进行了拟静力试验。利用布设于桩身表面的土压力计、位移计、应变片等,研究了预应力混凝土桩的破坏模式和变形规律,并... 为探究整体式桥台无缝桥(简称整体桥)预应力混凝土桩吸纳上部结构变形的能力,对3根不同预应力的缩尺模型桩PC-1~PC-3进行了拟静力试验。利用布设于桩身表面的土压力计、位移计、应变片等,研究了预应力混凝土桩的破坏模式和变形规律,并与埋深不同且未施加预应力的混凝土桩对比,进一步说明预应力对柔性桩变形能力的影响;通过与普通混凝土桩的对比,以临界荷载、屈服荷载、峰值荷载为评价指标,分析了预应力对试验桩强度和变形的影响。结果表明:随着预应力度的增大,模型桩的破坏形态由多条裂缝向1条主要裂缝转变;PC-2和PC-3主要裂缝出现位置分别较PC-1沿埋深方向增大0.4倍和0.6倍桩径,说明预应力度的提高增大了桩-土相互作用区域,且效果较增大桩基埋深更为显著;随着位移荷载的增加,PC-1的桩身拉、压应变分布率先出现不对称,而PC-2和PC-3在更大位移荷载时仍保持对称,通过与不同埋深未施加预应力的混凝土桩对比发现,相较于增大桩基埋深,施加预应力可以更为显著地提高桩基的弹性工作范围及桩身的整体性和抗开裂能力;通过分析比较模型桩的桩身承载比可知,提高预应力度可改善桩身受力性能,并可更充分发挥桩周土的承载能力;PC-2,PC-3的正向临界荷载、屈服荷载以及峰值荷载相较于PC-1均有提高,屈服荷载分别较PC-1提高了17.8%和42.3%,说明预应力度可以增大混凝土桩的弹性工作范围,提高变形能力;PC-1的等效刚度退化速率较PC-2,PC-3更快,说明施加预应力可减缓混凝土桩的刚度退化;与PHC管桩等效刚度理论计算值对比发现,PHC管桩理论计算值偏安全,可应用于PC桩的等效刚度计算。 展开更多
关键词 桥梁工程 预应力桩 拟静力试验 整体式桥台无缝桥 桩-土相互作用 变形能力
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整体桥台后大不平衡土压力计算方法研究 被引量：2
6
作者 单玉麟 黄福云 +1 位作者 罗小烨 陈宝春 《郑州大学学报（工学版）》 CAS 北大核心 2022年第2期84-90,104,共8页
为研究车辆重载等引起的台后大不平衡土压力的变化,通过开展有、无考虑台后大不平衡土压力影响的整体式桥台-H型钢桩-土相互作用拟静力试验研究,分析对比台后大不平衡土压力大小、分布规律及其计算方法。结果表明:在设置的试验条件下,... 为研究车辆重载等引起的台后大不平衡土压力的变化,通过开展有、无考虑台后大不平衡土压力影响的整体式桥台-H型钢桩-土相互作用拟静力试验研究,分析对比台后大不平衡土压力大小、分布规律及其计算方法。结果表明:在设置的试验条件下,随着位移荷载的增加,台后填土作用下整体式桥台-H型钢桩-土相互作用模型(AHP模型)台后土压力由三角形分布变为梯形分布;而台后大不平衡土压力下整体式桥台-H型钢桩-土相互作用模型(LAHP模型)台后土压力呈梯形分布。LAHP模型的台后土压力系数K整体上大于AHP模型。现有的台后土压力系数K计算方法不适用于整体桥。当δ/h=0.016时,AHP和LAHP模型的台后土压力系数分别为12.34和16.16,远大于JTG D60—2015《公路桥涵设计通用规范》中主动土压力系数(K_(ac)=0.24)和静止土压力系数(K_(0)=0.43),也远大于现有的计算方法(Coulomb被动土压力系数K_(pC)=9.96和Rainkine被动土压力系数K_(pR)=3.69)。本研究可为整体桥设计计算和相关规范的制定提供借鉴和参考。 展开更多
关键词 桥梁工程 整体桥 拟静力试验 台后大不平衡土压力 桥台-h型钢桩-土相互作用
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铁路桩基础桥台抗震性能参数影响分析 被引量：1
7
作者 杨晨吟 陈兴冲 +1 位作者 张熙胤 王义 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期432-439,共8页
为了揭示桩基础桥台在地震作用下抗震性能的变化规律,以铁路重力式桥台为研究对象,通过数值模拟的方式分析桩头轴压比、桩基配筋率和桥台高度3种因素对桥台滞回曲线、骨架曲线、耗能能力的影响。研究结果表明:桥台正方向(远离填土)和负... 为了揭示桩基础桥台在地震作用下抗震性能的变化规律,以铁路重力式桥台为研究对象,通过数值模拟的方式分析桩头轴压比、桩基配筋率和桥台高度3种因素对桥台滞回曲线、骨架曲线、耗能能力的影响。研究结果表明:桥台正方向(远离填土)和负方向(面向填土)滞回曲线呈明显非对称分布,这与桩基础、混凝土柱等结构的轴对称分布有较大差异;在相同加载位移的情况下,增大桩基配筋率和桩头轴压比可以提高结构的承载力但会降低耗能能力;同等条件下,桥台负方向的刚度是正方向的7倍,承载力是正方向的10倍;桥台负方向由于加载过程中的脱空、隆起现象耗能能力会有所降低。因此需要考虑桥台的特殊性,防止出现远离填土一侧过早破坏引起的经济损失和安全隐患。 展开更多
关键词 铁路桩基础桥台 桩-土-桥台相互作用 抗震性能 影响因素分析 OSID
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边坡对铁路桥台抗震性能的影响分析
8
作者 王义 陈兴冲 +3 位作者 张熙胤 丁明波 刘正楠 杨晨吟 《兰州交通大学学报》 CAS 2021年第1期13-19,共7页
以黄土边坡上某铁路桥台为工程背景,采用ABAQUS有限元软件,建立考虑边坡影响的桩-土-桥台相互作用分析模型,通过拟静力分析研究边坡及桥台高度对铁路桩基础桥台抗震性能的影响.结果表明:边坡和桥台高度对桩基础桥台的承载能力、耗能能... 以黄土边坡上某铁路桥台为工程背景,采用ABAQUS有限元软件,建立考虑边坡影响的桩-土-桥台相互作用分析模型,通过拟静力分析研究边坡及桥台高度对铁路桩基础桥台抗震性能的影响.结果表明:边坡和桥台高度对桩基础桥台的承载能力、耗能能力及结构刚度等影响较大.边坡使桩基桥台的河沟侧承载力平均降低25.1%,等效粘滞阻尼系数平均降低17.4%,路堤侧承载力和等效粘滞阻尼系数无显著差异;随着桥台高度的增加,桩基桥台河沟侧承载力降低而路堤侧承载力提高,路堤侧耗能能力降低而河沟侧耗能能力变化不明显.另外,边坡从整体上降低了桩基桥台河沟侧的刚度. 展开更多
关键词 铁路 桩基础桥台 边坡影响 桩-土-桥台相互作用 抗震性能
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