软土地基桥墩非均匀沉降病害成因分析

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近年来,我国内陆河地区路桥工程建设发展迅猛。建于该类地区的桥梁,由于地基一般具有含水量高、压缩性高、承载力低、蠕变性强等特点,在桥梁施工期和运营期,桥墩往往发生不均匀沉降病害,由此可引发桥梁结构功能失效或引发事故。本文应用有限元法,对建于软土地基中桥墩的非均匀沉降进行了相关的研究和探讨,主要做了以下几个方面的工作:1.有限元分析方法的介绍。详细介绍了本文所采用的Drucker-Prager土体本构模型及其单元选择,介绍了桩土接触分析功能和主要分析步骤,以及非线性分析求解控制选项的说明等。2.验证了本文所采用有限元模型的合理性和正确性。结合工程实例,以建于厚淤泥层中的桩基为研究对象,采用三维有限元方法,对桩基进行了沉降计算分析。本文计算结果与前人已有研究成果的对比表明,二者结论和总体规律基本一致,验证了本文所用方法的合理性。3.分析了软土地基桥墩沉降的主要影响因素。考虑的主要影响因素有:地质条件因素,桥墩构造因素,桥墩所受特殊荷载因素和桥墩周围堆载因素。分析结果表明,土层构造对桥墩沉降有较大影响,软弱土层离地表越远,桥墩沉降越大;盖梁对桥墩整体的沉降影响不大,系梁位于软基中时对桥墩沉降有一定影响;对于摩擦桩,一般桩基越长,桥墩沉降越小;不对称荷载作用对桥墩的非均匀沉降影响较为明显,桥墩可发生较大的横向位移,桥墩在水平荷载作用下可产生较为可观的水平位移,水平荷载增大时位移增加显著,导致桥墩倾斜;堆载加大了周围软土地基的沉降,同时桥墩产生背离堆载方向的位移,导致桥墩倾斜。
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