【博士】已建軟基橋梁橋頭跳車的處治方法機(jī)理分析及試驗(yàn)研究【2010】

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　　授予學(xué)位：博士　　學(xué)位授予單位：浙江大學(xué)　　學(xué)位年度： 2010年　　在浙江省的東部沿海地區(qū)，軟土分布極為廣泛。軟土本身承載力弱、沉降明顯的特點(diǎn)給該地區(qū)公路橋梁的正常運(yùn)營(yíng)帶來(lái)不利的影響。如何正確處治、分析和評(píng)價(jià)已建軟土地基上道路與橋梁構(gòu)筑物之間的差異沉降和沖擊響應(yīng)問(wèn)題，具有理論價(jià)值和工程指導(dǎo)意義?！　”疚囊缘湫偷囊呀蛄旱能浕鶚蛄簶蝾^跳車問(wèn)題處理為背景，研究提出了深層混凝土過(guò)渡板和EPS混凝土換填法兩種新的處治方法，并進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)研究。對(duì)深層過(guò)渡板處治的路橋過(guò)渡段進(jìn)行了有限元數(shù)值模擬計(jì)算、過(guò)渡板作用機(jī)理、影響因素及理論分析探索，結(jié)果表明，橋頭深層混凝土過(guò)渡板具有均勻分布車輛荷載及避免車輛直接沖擊作用，減小路橋過(guò)渡段沉降差，結(jié)構(gòu)處理整體性較好的優(yōu)點(diǎn)。　　EPS混凝土輕質(zhì)換填材料在施工前進(jìn)行室內(nèi)配合比及材料特性試驗(yàn)研究，得到該材料的一般強(qiáng)度推薦值。通過(guò)長(zhǎng)期現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)研究觀測(cè)及過(guò)渡段靜力分析，得到EPS混凝土換填后路橋過(guò)渡段的受力及變形規(guī)律。結(jié)果表明，采用EPS混凝土換填路橋過(guò)渡段路基可以明顯降低路基填料的自重、減小地基的沉降及提高路基的穩(wěn)定性，同時(shí)土體的側(cè)向壓力對(duì)原橋臺(tái)的推擠作用小，造價(jià)合理，兼顧廢料回收利用更加環(huán)保?！　⊥ㄟ^(guò)將深層混凝土過(guò)渡板簡(jiǎn)化為在Winkler地基上雙向受力的彈性地基板模型，結(jié)合彈性地基粱理論，推導(dǎo)了均布荷載作用下具有特定邊界條件的彈性地基板撓度曲線及板底地基反力的解析解。文中還通過(guò)將深層混凝土過(guò)渡板簡(jiǎn)化為Kelvin地基上上覆彈性土介質(zhì)的無(wú)限大Kirchhoff薄板模型，對(duì)上覆彈性土體采用Navier波動(dòng)方程模擬，并對(duì)土體的位移場(chǎng)進(jìn)行Helmholtz矢量分解，結(jié)合Fourier　　正逆變換，導(dǎo)出了該板在移動(dòng)簡(jiǎn)諧點(diǎn)荷載作用下的撓度響應(yīng)半解析解表達(dá)式?！　⊥ㄟ^(guò)將路橋過(guò)渡段表層路面板結(jié)構(gòu)體系簡(jiǎn)化為粘彈性地基上半無(wú)限長(zhǎng)薄板模型，采用半波正弦荷載來(lái)模擬車輛對(duì)路橋過(guò)渡段的沖擊作用，結(jié)合Fourier-Laplace變換及逆變換變化，求解得到路橋過(guò)渡段表層路面板結(jié)構(gòu)體系在車輛沖擊荷載作用下的瞬態(tài)撓度；并進(jìn)一步探討了將路橋過(guò)渡段表層路面板結(jié)構(gòu)體系簡(jiǎn)化為粘彈性地基上無(wú)限大的薄板，在其上作用移動(dòng)恒定的均布矩形荷載，導(dǎo)出了移動(dòng)四輪車輛荷載作用下路橋過(guò)渡段表層路面板結(jié)構(gòu)體系的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)，并進(jìn)行了相應(yīng)的參數(shù)分析?！　∽詈?，通過(guò)建立采用兩種不同處治方法后的路橋過(guò)渡段有限元?jiǎng)恿δＰ停渖献饔煤?jiǎn)化的車輛沖擊荷載，分析研究了路橋過(guò)渡段路面、過(guò)渡板、路基及土基的動(dòng)力響應(yīng)。結(jié)果表明：深層混凝土過(guò)渡板處治和EPS混凝土回填處治的路橋過(guò)渡段減振隔振效果好，可為今后路橋過(guò)渡段設(shè)計(jì)、養(yǎng)護(hù)及維修的選擇、提高車輛行駛的安全性、舒適性及路橋過(guò)渡段的交通服務(wù)水平等級(jí)提供依據(jù)?！　?

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