京滬高速鐵路樁筏整體結(jié)構(gòu)工作性狀與設(shè)計方法研究.pdf

1、基于樁筏基礎(chǔ)在建筑工程中的成功應(yīng)用經(jīng)驗，樁筏整體結(jié)構(gòu)首次用于處理高速鐵路深厚第四系軟土地基，主要目的在于增強路基結(jié)構(gòu)的整體性和長期穩(wěn)定性，控制其總體沉降變形和不均勻沉降，從而達到上部軌道結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固和高速行車要求。然而高速鐵路下樁筏整體結(jié)構(gòu)路基的理論研究甚少，對其工作性狀和設(shè)計方法等方面的資料比較匱乏。因此針對樁筏整體結(jié)構(gòu)的筏板、樁以及地基土三者之間的相互作用；應(yīng)用樁筏整體結(jié)構(gòu)控制沉降的效果；在設(shè)計過程中樁筏整體結(jié)構(gòu)的內(nèi)力簡化分析模型；先

2、進、安全、經(jīng)濟的樁筏整體結(jié)構(gòu)設(shè)計方法等方面問題的探討和研究十分有意義。
　　以京滬高速鐵路為背景，針對高速鐵路上部結(jié)構(gòu)荷載特點，考慮筏板-樁-土的相互作用，對樁筏整體結(jié)構(gòu)進行ABAQUS靜力有限元建模，分析各部件的工作性狀。結(jié)果表明樁筏整體結(jié)構(gòu)很大程度上提高了加固區(qū)的變形模量和綜合剛度；筏板起到了均化內(nèi)力的作用，受力上應(yīng)當(dāng)看作雙向板；樁受壓、彎、剪綜合作用。
　　通過現(xiàn)場長期沉降測試分析，結(jié)合有限元實體分析，再進行系統(tǒng)的理論

3、計算，對總沉降、分層沉降、側(cè)向變形、工后沉降等高速鐵路路基關(guān)鍵問題進行深入探討。結(jié)果顯示樁筏整體結(jié)構(gòu)控制路基沉降效果明顯；提出了適用于高速鐵路樁筏整體結(jié)構(gòu)總沉降計算的e-P曲線法和Es法，并建議相應(yīng)的沉降修正系數(shù)；建議中等壓縮性土按不同階段“沉降完成比例”求解工后沉降。
　　結(jié)構(gòu)內(nèi)力、變形理論分析和現(xiàn)場測試表明實際應(yīng)用的樁筏整體結(jié)構(gòu)存在些許浪費，因此采用混凝土結(jié)構(gòu)已成熟的概率極限狀態(tài)法的簡化計算公式對其進行優(yōu)化設(shè)計。設(shè)計時各個作用

4、效應(yīng)通過SAP2000有限元簡化模型進行計算，提出了筏板設(shè)計時各種作用效應(yīng)計算的一維連續(xù)梁法；樁設(shè)計時各種作用效應(yīng)計算的二維等代框架梁法；三維框架法更能體現(xiàn)樁筏結(jié)構(gòu)的空間性能，建議結(jié)合ABAQUS實體單元模型對樁筏整體結(jié)構(gòu)進行工作性狀分析。
　　針對高速鐵路荷載特點，分別對預(yù)壓期間和運營期間的各種工況組合進行荷載效應(yīng)計算，由結(jié)構(gòu)各部件以及整體的承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)結(jié)合進行系統(tǒng)設(shè)計，結(jié)果表明采用概率極限狀態(tài)法設(shè)計在明確