[碩士]高墩多塔斜拉橋不等長(zhǎng)群樁基礎(chǔ)研究

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　　[碩士]高墩多塔斜拉橋不等長(zhǎng)群樁基礎(chǔ)研究　　學(xué)科專業(yè)：橋梁與隧道工程　　授予學(xué)位：碩士　　學(xué)位授予單位：湖南大學(xué)　　學(xué)位年度：2011　　群樁基礎(chǔ)是橋梁下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)常見的基礎(chǔ)形式之一，且計(jì)算理論也較為成熟。現(xiàn)有群樁基礎(chǔ)的計(jì)算理論，大多是基于同一承臺(tái)下樁長(zhǎng)相等或者相差不是太大的情況之下的。然而對(duì)群樁基礎(chǔ)樁長(zhǎng)不等的情況，其理論研究還遠(yuǎn)不能滿足實(shí)際工程的需求。為此，筆者以目前在建的汝郴高速“赤石特大橋”為項(xiàng)目依托，對(duì)諸如此類的高墩、多塔斜拉橋不等長(zhǎng)群樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)及計(jì)算進(jìn)行了一定的分析研究。以期能由此完善高墩、多塔斜拉橋的設(shè)計(jì)理論，并為與之類似的山區(qū)高橋墩一樁基結(jié)構(gòu)形式的橋梁設(shè)計(jì)提供依據(jù)，供今后的設(shè)計(jì)者參考。鑒于此，筆者在本文中主要進(jìn)行了以下幾方面的工作:　　 (1)詳細(xì)介紹了不等長(zhǎng)群樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)算的具體內(nèi)容和基本步驟，并重點(diǎn)介紹了不等長(zhǎng)群樁基礎(chǔ)的內(nèi)力求解方法及推導(dǎo)過(guò)程。同時(shí)，運(yùn)用該方法求解不同荷載工況作用下的基樁內(nèi)力，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析，總結(jié)出了不等長(zhǎng)群樁基礎(chǔ)內(nèi)力分布的一般規(guī)律。其結(jié)果表明不等長(zhǎng)群樁基礎(chǔ)內(nèi)力分布不均勻，且在除力矩作用外的其他荷載作用下會(huì)產(chǎn)生一定的附加內(nèi)力，由此將會(huì)引發(fā)一系列不利影響，須重點(diǎn)計(jì)算。　　 (2)詳細(xì)介紹不等長(zhǎng)群樁基礎(chǔ)有限元分析的一般步驟和方法，并對(duì)單元選取、邊界條件模擬、計(jì)算寬度的確定、計(jì)算樁長(zhǎng)的選取以及樁一土作用等問(wèn)題進(jìn)行了深入的探討和研究，并在此基礎(chǔ)上提出用等代樁長(zhǎng)的方法來(lái)考慮樁周側(cè)阻力的影響，該方法的提出，大大減少了有限元分析的單元數(shù)量，提高了分析效率?！　? (3)運(yùn)用有限元軟件Midas對(duì)赤石大橋6#索塔基礎(chǔ)建立空間有限元模型進(jìn)行分析，并將有限元分析結(jié)果與上述((1)中提及的計(jì)算方法所得結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，其結(jié)果顯示:兩種方法所得結(jié)果吻合很好。以此證明了文中所提供的內(nèi)力計(jì)算方法的正確性與實(shí)用性?！　? (4)分析不等長(zhǎng)群樁基礎(chǔ)可能存在的問(wèn)題，并針對(duì)承臺(tái)受不均勻反力問(wèn)題、基礎(chǔ)不均勻沉降引起的索塔偏位問(wèn)題、基礎(chǔ)沉降對(duì)全橋內(nèi)力的影響等問(wèn)題，運(yùn)用有限元軟件Ansys(或Midas)進(jìn)行詳細(xì)的計(jì)算分析。在此基礎(chǔ)上總結(jié)問(wèn)題產(chǎn)生的原因，得出了相關(guān)結(jié)論?！　? (5)給出當(dāng)不等長(zhǎng)群樁基礎(chǔ)所引發(fā)的問(wèn)題不能滿足設(shè)計(jì)或施工等要求時(shí)的改善途徑。同時(shí)，以赤石大橋6#索塔基礎(chǔ)為例，提供了幾種改善方案，對(duì)改善前后的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)進(jìn)行對(duì)比分析，結(jié)果表明改善方案有效可行。同時(shí)，對(duì)每一種方案的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行歸納總結(jié)，給出了不等長(zhǎng)群樁基礎(chǔ)的具體改善建議。

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