[PPT]軟土路基橋頭跳車處理方法對比研究—工程應(yīng)用_ppt

1、軟土路基橋頭跳車處理方法對比研究橋頭跳車的嚴(yán)重影響主要原因介紹常用的處理方法有限元軟件（ABAQUS）比較研究結(jié)論主要內(nèi)容1.橋頭跳車的嚴(yán)重影響美國大約有25%的橋梁受到橋頭跳車的影響。（1997） 橋頭跳車危害影響行車安全降低行車速度增加車輛運營費用加速橋梁及路面的病害 海南萬寧路標(biāo) 2.主要原因 地基土質(zhì)不良軟土特點；填筑高度大 臺背填料壓縮臺背填料存在孔隙 剛?cè)嵬蛔?剛度差塑性變形相對差；振動效果施工工序與質(zhì)量引起的沉降作業(yè)段狹窄，大型壓實機械施工困難 3.橋頭跳車防治技術(shù)地基處理方法 超載預(yù)壓法、塑料排水板法 設(shè)置搭板和枕梁 緩解縱坡變化施工工藝及設(shè)計方法 設(shè)置泄水管或盲溝、橋臺后背填

2、料 4 有限元軟件（ABAQUS）比較研究4.1 建立實際模型4.2 實際模型結(jié)果分析4.3 弧形搭板4.4 真空預(yù)壓法4.5 真空預(yù)壓法+弧形搭板4.6 多級搭板4.7 多種方法對比4.1 建立實際模型（1）創(chuàng)建部件（Part）（2）定義材料（3）定義邊界條件和初始條件（4）施加荷載（5）網(wǎng)格劃分（6）設(shè)置分析步（1）創(chuàng)建計算模型運用ABAQUS/CAE創(chuàng)建平面應(yīng)變問題模型。模型分3個Part：Part-1模擬橋后填土part-2模擬橋臺樁part-3模擬橋面板模型尺寸：高47m，寬40m某橋臺工程實體（2）定義材料橋面結(jié)構(gòu)層參數(shù)人行道厚度（mm）密度（kg/ m3）彈性模量（MPa）泊松比

3、瀝35混凝土852400300000.20層號土層名稱厚度（m）標(biāo)高（m）密度(kg/m3)壓縮模量(MPa)泊松比粘聚力(kN)摩擦角(。)孔隙比道路1.05-1.05235010000.3S填土1.60-2.652000301粘土1.10-3.75184018.880.353014.81.0652b淤泥12.80-16.55167011.480.4513.59.81.5343砂質(zhì)粉土4.00-20.55194040.240.312.832.80.7774a粉質(zhì)粘土5.00-25.55190020.360.3514.215.00.8764b粘土8.00-33.551

4、74012.800.3521.110.91.3015a粉質(zhì)粘土8.30-41.85198027.920.3533.820.40.7255b粘土5.15-47.00189037.600.3536.117.40.916路面及軟土物理力學(xué)指標(biāo)（3）邊界條件和初始條件對稱軸即土的道路的中心線位置。底部邊界為剛性不排水邊界。進行初始孔隙比、初始飽和度、初始孔隙水壓力以及地應(yīng)力平衡后得到的初始地應(yīng)力的設(shè)定。（4）施加荷載 車輛重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值為500kN，平面應(yīng)變問題按照每延米計算，故分布在每延米寬度范圍內(nèi)的荷載大小為150kPa. 在平面應(yīng)變模型中，荷載作用范圍為整個模型的上表面，作用方式為分布荷載，荷載

5、大小按照線性增長的方式加載。軸重力單位：kN 尺寸單位：m圖6-4 車輛荷載分布圖（5）網(wǎng)格劃分細部網(wǎng)格劃分示意圖（6）設(shè)置分析步（1）第一步為地應(yīng)力平衡步（2）接觸分析步（預(yù)處理）由于模型采用了接觸分析，為保證接觸收斂，第二步施加較小的分布荷載，10N/m。（3）接觸分析步在接觸關(guān)系穩(wěn)定之后，施加設(shè)計荷載0.15MN/m。4.2 實際模型結(jié)果分析 加載后橋后道路，橋面板以及樁基礎(chǔ)有一定的沉降，橋后道路沉降量變形較大，出現(xiàn)明顯的差異沉降。 設(shè)計荷載作用下橋后道路的沉降最大值出現(xiàn)在模型邊界處，最大沉降值為26.73cm。加載后路橋接頭處沉降示意云圖 Abaqus導(dǎo)出的路面沉降曲線 4.3 弧形搭

6、板 最大變形值為25.75cm，出現(xiàn)在模型邊界上。下圖為使用弧形搭板和未使用弧形搭板對比圖。使用弧形搭板可以有效地減小路橋接頭處的差異沉降，使得沉降曲線變緩。使用弧形搭板后沉降變形云圖使用弧形搭板后道路變形曲線 4.4 真空預(yù)壓法橋頭沉降量變形云圖 沉降量變化曲線 通過修改粘土層，淤泥質(zhì)粘土層以及淤泥層的壓縮模量模擬真空預(yù)壓法處理后的實際效果。真空預(yù)壓處理軟土路基的效果是很顯著的，最大沉降量從26.73cm減小為17.76cm，減小幅度為33%。 4.5 真空預(yù)壓法+弧形搭板 真空預(yù)壓結(jié)合弧形搭板的方法處理軟土路基的效果是很顯著的，最大沉降量從26.73cm減小為17.05cm，減小幅度為37

7、%。而且沉降變形曲線沒有急劇變形段，這對于減小差異沉降量變化趨勢是有利的。路橋接頭處沉降量變化云圖 沉降量變化曲線對比圖 4.6 多級搭板 模型中一級搭板長8米，二級搭板長6米。為簡化模型，搭板由傾斜1%變?yōu)樗皆O(shè)置。多級搭板不僅能夠減小最終沉降量，還可以緩解差異沉降趨勢，特別是二級搭板所對應(yīng)的地表面的沉降量，減小程度約40%。路橋接頭模型（接頭細部） 沉降量變形曲線對比圖 4.7 多種方法對比（1）采用弧形搭板能一定程度上減小路橋接頭處的沉降變化趨勢，但是并不能減小最大沉降量；（2）真空預(yù)壓處理方法能極大的減小道路沉降量，但是對于消除沉降變化趨勢作用不大。4.7 多種方法對比（3）采用真空預(yù)壓處理接合路橋搭板的方法處理，不僅能減小最大沉降量，而且能緩解橋頭處沉降量變化趨勢。（4）采用多級搭板不僅能減小道路沉降量，而且能緩解沉降變形趨勢，二級搭板處效果更加明顯。 建議選用真空預(yù)壓處理結(jié)合弧形搭板處理，或者采用多級搭板的方法解決路橋接頭處差異沉降問題。5 結(jié)論本文在數(shù)值計算的基礎(chǔ)上得出了真空預(yù)壓、設(shè)置弧形搭板、多級搭板以及真空預(yù)壓和弧形搭板結(jié)合等處理方法的處理效果，得出了如下結(jié)論：（1）軟土路基橋頭跳車產(chǎn)生的主要原因有：地基土質(zhì)不良，臺背填料壓縮，剛度突變以及施工工序及