高速铁路桥梁基础单桩动力模型试验研究
桩板结构受力特性分析与研究
桩板结构受力特性分析与研究发布时间：2021-06-22T09:52:19.657Z 来源：《基层建设》2021年第8期作者：刘玉[导读] 摘要：本文以广东珠海市某新建道路下穿广珠城际铁路桥工程为背景，选取3×20m埋入式桩板结构进行分析。
中铁上海设计院集团有限公司长沙设计院湖南长沙 410000摘要：本文以广东珠海市某新建道路下穿广珠城际铁路桥工程为背景，选取3×20m埋入式桩板结构进行分析。
结构形式考虑边支点处托梁与承载板固结和搭接两种情况，分析在这两种情况下结构的受力特性及适用情况，为市政道路下穿铁路桥工程方案设计提供指导性意见。
关键字：桩板结构，全固结，部分固结，道路下穿。
Abstract: Based on a new road underpassing the Guangzhu intercity railway bridge project in Zhuhai City, Guangdong Province, this paper selects the structure of 3×20m buried piles for analysis. The structural form considers the two conditions of the support beam and the carrier plate bonding and bonding at the edge fulcrum, analyzes the force characteristics and application of the structure in both cases, and provides guidance for the design of the railway bridge engineering scheme under the municipal road.Keywords: pile plate structure, fully solidified, partially solidified, road underpass.1 概要在我国铁路经历了近几十年的高速发展后，城市新建市政道路不可避免地出现下穿铁路桥梁交叉点。
《2024年高速铁路列车—线路—桥梁耦合振动理论及应用研究》范文
《高速铁路列车—线路—桥梁耦合振动理论及应用研究》篇一摘要：随着高速铁路的飞速发展，列车—线路—桥梁耦合振动问题成为了工程界和学术界关注的焦点。
本文以高速铁路列车—线路—桥梁耦合振动理论为研究对象，探讨了其理论基础、数学模型、数值模拟及实际应用，旨在为高速铁路的安全、平稳、高效运行提供理论支持和技术指导。
一、引言高速铁路作为现代交通的重要组成部分，其安全性和舒适性直接关系到旅客的出行体验和铁路运输的效率。
列车在高速运行过程中，与线路和桥梁的相互作用会产生耦合振动，这种振动不仅影响列车运行的平稳性，还可能对线路和桥梁的结构安全造成威胁。
因此，研究高速铁路列车—线路—桥梁耦合振动理论及其应用具有重要的现实意义。
二、耦合振动理论基础1. 列车动力学模型列车的动力学模型是研究耦合振动的基础。
通过建立列车各部分（如车体、转向架、轮对等）的力学模型，分析列车在运行过程中的受力情况和运动状态，为后续的耦合振动分析提供依据。
2. 线路动力学模型线路是列车运行的基础，其动力学模型主要考虑轨道几何形状、轨道不平顺、轨道刚度等因素对列车运行的影响。
建立合理的线路动力学模型，有助于分析线路对列车振动的影响。
3. 桥梁动力学模型桥梁作为支撑线路的重要结构，其动力学模型需考虑桥梁的刚度、阻尼、自振频率等因素。
通过建立桥梁动力学模型，可以分析桥梁在列车通过时的振动响应。
三、数学模型与数值模拟1. 建立数学模型基于列车、线路和桥梁的动力学模型，建立列车—线路—桥梁耦合振动的数学模型。
该模型综合考虑了列车运行过程中的各种力和运动状态，以及线路和桥梁的动态响应。
2. 数值模拟与分析利用数值模拟方法，对数学模型进行求解和分析。
通过输入不同的列车运行参数、线路条件、桥梁结构参数等，可以获得列车、线路和桥梁的振动响应数据，进而分析耦合振动的规律和特点。
四、实际应用1. 工程设计与优化通过对列车—线路—桥梁耦合振动理论的研究，可以为高速铁路工程设计和优化提供依据。
多动力作用下高速铁路轨道桥梁结构体系动力学及关键技术研究——中国铁道学会科学技术奖特等奖(十一)
ｔｘｌ、 列 车 、 桥 梁 之 间 复 杂 气 动 和动 力 环 境 中 的 安 全 干¨可 靠 性 为 ｝｛的 ， 色 托
功 载 荷 ｎ勺特 件 、 结 构 的 动 特
相 互 作 用 加 剧 。 诸 多 因 素 使 得 高 速 列 运 动 方 程 的 建 、 ｆ｛ 瞍 体 系 、 多 性 、结 构 响 应 特 性 则是 符 重 研 宄结 ｛＝ｆ：Ｉ
项 ＩｌＪ、 Ｆｔｊ概 率 密 度 演 化 论 刈 列 乍 轨 道 桥 梁 系统 的 研 究成 Ｉ－‘：
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我 国 从 ２Ｏ世纪 ８０年 代 卡ＪＪ就 ）ｌ 始
桥 梁 结 构 动 力 学 是 研 究结 构 系 统 动 ； 列 车 作 为 人 型 机 器 的 琏 础 抓 动 ： ｊ “１｜一线 侨 ”动 力 ｌ 卡ｕ且 作 川 四 论
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铁道 ｛ ｌ专 注
和 应 用 研 究 ， ｉ芷‘●：和 发 展 ｊ－多种 分 析 川 臼趋 广 泛 ， 施 工 控 制 问 题 也越 来 越 结 构 敞 障 断 干ｌ＿桥 梁 结 ｝ 馍 型 ，制 定 ｒ州 的 评 定 标 准 。 桥 量 最 视 。结 构 动 力 也被 广泛 应 刚 于 洲 等 Ｉ 技 术 领 域 。 梁 动 力 性 能 综 合 试验 中 ， 试 验 车 创 造 桥 梁 结 构 技 术 中 。 比 Ｉ仃 限 元 模 、
车 桥 上 行 车 时 车 桥 系 统 呈 现 …极 其 复 自 由度 体 系 、 无 限 白 山 度 体 系 的动 力 对 于 动 载 茼 的 响 心 （ 位 移 、应 力 等
高速铁路桥梁的动力响应分析
高速铁路桥梁的动力响应分析随着交通行业的快速发展，高速铁路成为现代化城市交通的重要组成部分。
而作为高速铁路的重要组成部分之一，桥梁在铁路运输中起到了至关重要的作用。
然而，桥梁在列车通过时会产生动力响应，因此对桥梁的动力响应进行准确的分析成为了保障高速铁路安全运行的重要环节。
在高速铁路桥梁的动力响应分析中，首要考虑的是列车运行时的载荷作用。
列车载荷是动力响应分析的主要输入参数，它包括列车的静载荷、动载荷以及弯矩、剪力、轴力等作用在桥梁上的力。
这些载荷由列车的运行速度、列车数目、列车自重以及路况等因素决定，因此对于这些参数的准确测量和分析显得尤为重要。
当列车通过桥梁时，桥梁受到的载荷作用会引起桥梁产生振动，也就是动力响应。
为了准确地分析桥梁的动力响应，需要根据列车的运行状态、桥梁的结构参数以及材料特性等因素进行计算和模拟。
一般来说，动力响应分析主要使用有限元方法、模态分析、多体系统动力学分析等方法进行。
在动力响应分析中，有限元方法是一种常用的计算方法。
该方法通过将实际的桥梁模型离散化为有限个小单元，然后通过求解结构的振型和振幅，来分析桥梁的动力响应。
这种方法具有计算精度高、适用范围广以及计算效率高的优点，因此被广泛应用于桥梁动力响应分析中。
除了有限元方法，模态分析也是动力响应分析中常用的一种方法。
模态分析方法主要通过求解结构的固有振型和固有频率来分析结构的动力响应。
该方法通过分析结构的固有特性，从而更好地预测桥梁在不同载荷作用下的动力响应。
模态分析方法的优点是计算简便、结果直观，并且能够提供各个模态振型的模态形状和振型频率等参数。
除了有限元方法和模态分析方法，多体系统动力学分析也是桥梁动力响应分析中常用的一种方法。
该方法主要通过建立列车-桥梁系统的多体系统动力学方程，来分析列车通过桥梁时的动力响应。
多体系统动力学分析方法能够综合考虑列车和桥梁的动力特性，因此对于复杂的列车-桥梁系统分析具有较好的适用性。
动力Py曲线模型在桥梁桩基础分析中的应用
（１）动力Ｐ－ｙ曲线分析模型是一个较为全面的可用于桩基础抗震分析的简化模型，它对ＳＳＰＳＩ的各方 面都有考虑，包括土一桩界面的滑移与脱离、近场土体的非线性、远场土体的辐射阻尼、以及自由场土体的滤 波作用，经试验验证是合理的。
（２）对于砂土动力Ｐ—Ｙ曲线分析模型而言，摩擦角的影响最大，有效容重次之，最大桩侧横向摩阻力与 极限承载力的比值的影响较小。
墩采用伽混凝土，承台和桩基础采婀ｃ３５混凝土。其中，土体位于基岩上，地震动采用１９９４年北蛉地震
２４ ３∞站点测得的加速度耐程，从基岩水平输入。 文献［１１］指出，影响砂土尹一ｙ摘线的参数是摩擦角９，有效容重ｙ，以及最大桩侧横向摩阻力与极限承
载力豹比值Ｇ。表ｌ列出了上述参数的初始值及变化值。 表２列出了各参数变纯后，结构响应钧变化规律。其中，参数的影响以百分数的形式给出。需要注意的
４ ９０４
一１．７１ —２．Hale Waihona Puke ７ —２．８６ ＋Ｏ．４８ －４．１２
＋Ｏ．２６ ＋１．２０
—０．４７ —０．５７
＋１．３８ ＋８．７１
一Ｏ．６２ ＋０．８１
４－１６．３１—０．７７
＋０．２６ ４－０．２６ ＋Ｏ．２８ —０．６６ ４－０．６１
《2024年高速铁路列车—线路—桥梁耦合振动理论及应用研究》范文
《高速铁路列车—线路—桥梁耦合振动理论及应用研究》篇一一、引言随着高速铁路的快速发展，列车—线路—桥梁的耦合振动问题已成为该领域研究的重要课题。
这一问题的深入研究不仅对保障列车运行的安全性、平稳性和舒适性具有重要意义，同时也为高速铁路的进一步发展提供了理论支持。
本文将详细探讨高速铁路列车—线路—桥梁耦合振动的理论及其实用性研究。
二、高速铁路列车—线路—桥梁耦合振动理论（一）理论基础高速铁路列车—线路—桥梁耦合振动理论主要包括动力学理论、振动传递理论以及系统动力学模型等方面。
在列车运行时，其动力学行为与线路、桥梁的相互作用，形成了一个复杂的动力学系统。
在这个系统中，各组成部分的振动相互影响，形成耦合振动。
（二）系统模型为了更好地研究高速铁路列车—线路—桥梁的耦合振动，需要建立相应的系统模型。
该模型应包括列车、线路和桥梁的动态特性，以及它们之间的相互作用。
通过建立数学模型，可以更深入地了解耦合振动的机理和特性。
三、高速铁路列车—线路—桥梁耦合振动的应用研究（一）安全性保障通过深入研究高速铁路列车—线路—桥梁的耦合振动理论，可以有效地保障列车的运行安全性。
通过对系统的动态特性进行分析，可以预测可能出现的故障和危险情况，并采取相应的措施进行防范。
（二）平稳性和舒适性提升通过对高速铁路列车—线路—桥梁的耦合振动进行优化，可以提高列车的运行平稳性和乘客的舒适性。
这不仅可以提高乘客的满意度，同时也有助于提高铁路企业的形象和声誉。
（三）工程实践应用在工程实践中，应用高速铁路列车—线路—桥梁的耦合振动理论，可以对实际工程进行指导。
例如，在设计和施工阶段，可以通过该理论对线路和桥梁的布局、结构和材料进行优化选择，以减小振动对列车和乘客的影响。
同时，在运营阶段，可以通过实时监测和分析系统的振动情况，及时发现并处理潜在问题。
四、结论与展望（一）结论本文通过对高速铁路列车—线路—桥梁的耦合振动理论进行研究，探讨了其理论基础、系统模型以及实际应用等方面的内容。
软土地基桥梁桩基础单桩竖向动静载试验研究
图 7 预制管桩制作应变计预埋件 (单位 : mm )
3 试验结果与分析
36
从图 10～图 12可知 ,桩在工作荷载作用下 ,桩顶 Q S 曲线呈直线 ,表明基桩基本处于弹性工作状态 。 当桩顶荷载 Q = 880 kN 时 ,三桩桩顶沉降均值在 3 mm 左右 。 31112 动载作用下桩顶沉降的变化趋势和稳定情况
<110 m 钻孔桩 ,沿桩身分 14个截面布置钢筋计 , 每个截面 4个 ,沿线路纵横向对称布置 ,其中 2个为钢 弦式钢筋计 , 2 个为应变式钢筋计 ,每根桩共 48 个钢 筋计 ,见图 2。 21213 试验方法的选择
为了进行对比试验 ,结合试验段桥梁桩基础的布 置及地质情况 ,现场试验采用了两种静载和动载加载 方法 。
铁道标准设计 RA ILWA Y S TANDARD D ES IGN 2005 ( 11 )
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·铁道桥梁设计年会专辑 ·
蔡华炳 ,文望青 ,薛照钧等 —软土地基桥梁桩基础单桩竖向动静载试验研究
设计的桩顶静 、动荷载组合装置实物照片 。
图 5 桩顶静 、动荷载组合装置
①去掉木板后的槽子 ; ②穿线孔 ; ③导线 ; ④应变片 图 8 预制管桩应变计埋设实物照片
铁道标准设计 RA ILWA Y S TANDARD D ES IGN 2005 ( 11)
蔡华炳 ,文望青 ,薛照钧等 —软土地基桥梁桩基础单桩竖向动静载试验研究
·铁道桥梁设计年会专辑 ·
( 2 )动载的施加 <0155 m 试验管桩的动荷载采用 PM S 500型疲 劳试验机进行 ,通过为本次动载试验特制的作动器来 实现静载与动载的组合施加 。 <110 m 试验钻孔桩的动荷载采用 SBZ60 型变频 变矩式振动机施加 。 21214 试验加载步骤 现场试验加载按以下步骤实施 : ( 1 )采用慢速维 持荷载法逐级施加静荷载 ; ( 2)维持上述静荷载 ,按照 试验设计频率和动载幅值施加动荷载 ,循环加载 100 万次 ; (3)逐级卸除静荷载 。试验加载及测试项目见 表 3。
高速铁路桥梁钻孔灌注桩静载试验试桩分析
高速铁路桥梁钻孔灌注桩静载试验试桩分析发布时间：2021-04-20T15:42:22.080Z 来源：《城市建设》2021年3月作者：刘文[导读] 现如今，在社会经济快速发展的背景下，高速铁路项目建设数量在不断增加。
桥梁是高铁建设的重要内容，为了能够更好地提升高速铁路建设效率与品质，重视对高铁桥梁钻孔灌注桩静载试验试桩研究与分析显得尤为重要。
本文主要对高铁桥梁钻孔灌注桩静载试验试桩展开有效的分析与讨论，旨在推动钻工灌注桩更好地施工，提升高速铁路建设的品质与水平。
江西九江中铁四局集团第五工程有限公司刘文 332000摘要：现如今，在社会经济快速发展的背景下，高速铁路项目建设数量在不断增加。
桥梁是高铁建设的重要内容，为了能够更好地提升高速铁路建设效率与品质，重视对高铁桥梁钻孔灌注桩静载试验试桩研究与分析显得尤为重要。
本文主要对高铁桥梁钻孔灌注桩静载试验试桩展开有效的分析与讨论，旨在推动钻工灌注桩更好地施工，提升高速铁路建设的品质与水平。
关键词：高速铁路；桥梁；钻孔；静载试验；研究在研究高速铁路钻孔灌注桩静载试验试桩时，本文主要以魏家湾跨同三高速公路搭桥为例，对其高速铁路桥梁钻孔灌注桩静载试验试桩展开分析与总结，并对其单桩的摩擦阻力与承载力进行检测与验证，分析其可行性，并对其设计参数的可靠性进行全面校验，为后续的钻孔灌注桩的有效施工提供指导与帮助。
一、分析魏家湾跨同三高速公路的工程概况魏家湾跨同三高速公路是双线桥，桥线间距在4-4.5米之间，桥墩台是成孔装基，钻孔桩的直径有三类，分别是φ1.0米、φ1.25米和φ1.5米。
同时魏家湾跨同三高速公路地势比较平坦、处于平原耕地区域。
该桥基础最上层是粉细砂。
该桥的设计参数是：混凝土的塌落度为180-220毫米；试桩桩身与锚桩砼是C30砼，试桩桩头使用的是C35砼；试桩一组是3根，桩长是34米，桩径是1米，桩头长度也是1米；试桩设计应用的是摩擦桩，单桩轴向力是4160.23kN，设计容许轴向力是4228.33kN。
时速200_250km高速铁路桥梁动力性能试验研究_刘鹏辉
力混凝土简支箱梁实测竖向自振频率与跨度关系如 图 1 所示， 其他结构形式简支梁实测竖向自振频率与 跨度关系如图 2 所示。 可以看出， 不同跨度简支梁竖 向自振频率均满足相应规范要求 ， 且常用跨度 24m、 32m 双线预应力混凝土简支箱梁满足无需动力检算 要求。
250km / h 高速铁路常用跨度预应力混凝土连续梁 实测竖向自振频率与中跨跨度关系如图 3 所示。当动 由移动荷载列对桥梁产生 车组 250km / h 左右通过时， 的周期性竖向加载频率约为 2． 78Hz， 与某些常用跨度 连续梁竖向自振频率接近。
· 99 ·
S1 = v con， j =
1 ， i = 1， 2， 3… 2i － 1 3 ． 6 f bv L ， i = 1， 2， 3… i － 0． 5
图3 Fig． 3
混凝土连续梁竖向自振频率与跨度关系
Relation between vertical natural frequency and span of continuous concrete beam
1． 2
横向自振特性 我国高速铁路常用跨度简支梁和连续梁均采用
箱型截面， 梁体横向刚度很大， 其横向自振频率与动 车组 250km / h 速度范围内通过梁体时产生的横向强 不会产生横向共振现象。 实测简支 振频率相差较远， 梁体横向自振频率见图 4 。
引
言
随着中国高速铁路的快速发展， 高速动车组对桥 梁的动力效应更加明显， 桥梁的动力性能也因此越来 越受到人们的广泛关注。 关于高速列车作用下桥梁 Diana， Fryba 动力响应问题的研究， 松浦章夫、 朱光汉、
C， 2011YJ90 ） 基金项目： 铁道部科技开发计划项目（ 2012G006作者简介： 刘鹏辉， 硕士， 助理研究员 0528 收稿日期： 2012-
基桩动力稳定性模型试验研究
基桩动力稳定性模型试验研究作者：邹新军陈少玉尹帮顺邓建安来源：《湖南大学学报·自然科学版》2012年第12期摘要：为探讨动力荷载作用下基桩的动力稳定性，在大型地槽中以均匀细砂模拟桩周土，分别构造不同桩径、桩身埋置率及边界条件的基桩通过协调加载系统在桩顶施加不同幅值与频率的简谐振动荷载，利用埋设的传感器采集桩身及桩周土的应力应变等动力响应，经对比分析获得桩径、埋置率、荷载频率与大小等参数对桩顶位移的动力影响规律，并验证了基桩的参数共振现象研究发现：频率观测值小于理论计算值，可用取值为0.5～0.8的系数k予以调整，且动荷载幅值越大、桩周土越深，k的取值就越偏小.关键词：桩基础；高承台；动力稳定性；模型试验；参数共振中图分类号： TU 471 文献标识码：A近年来我国交通事业迅猛发展，高承台桩基在山区公路桥梁及跨海大桥中得以广泛采用，随之而来的桩基动力稳定性问题则成为桩基础研究的热点与难点.已有的基桩稳定特性研究多是基于静力问题进行的，鲜有关于桩土动力相互作用及动力稳定性的试验研究，导致缺乏必要的实际数据，使基桩动力稳定性分析存在着诸多不确定性，一定程度上限制了其在实际工程设计中的应用.因此，有必要进行动力模型试验，为该问题的讨论提供基础.已有研究中，Han等（1988）进行了水平和竖向强振作用下单桩大比例模型简谐激振试验，综合考察了激振强度、荷载循环及承台土的接触状态的影响.为验证按静力等效动力相互作用理论，Marsafawi等（1992）进行了六桩钢桩小比例和六桩混凝土全比例群桩试验.申世强等（1995）分别对单根、4根、6根和9根模型桩桩基竖向振动进行了试验，并基于桩基动力反应简化计算模式揭示了群桩竖向振动时有关刚度、阻尼和桩土参振质量若干规律，对群桩动力参数作了简要讨论.Dou等（1996）通过振动台试验并结合液压类比渐进模拟技术再现了单桩土的动力线性及非线性阶段区行为.胡钧等（1999）进行了桩基动力特性试验，发现不同试验分析方法得出的基桩动力特性参数略有差别，故选择测试方法时应考虑适用的类型.彭雄志等（2002）在软土中进行了轴向动静力受压模型桩试验，研究了桩的动承载力、动侧阻端阻、桩顶竖向累积位移与振动位移幅值及动刚度等，得出软土区高速铁路桥梁桩基承载力设计值应折减10%～30%.Adhikari（2008）通过动力离心机模型试验并结合理论分析，探讨了地震时液化土中桩基及上部结构的动力不稳定性，发现地震时液化土中桩基及上部结构的固有频率会大幅下降.唐永胜等（2010）对埋入砂土中的模型桩进行了水平静载和水平循环荷载的对比试验，对比分析了桩的埋深、加载频率及循环次数等对模型桩的影响，并得出桩土之间在上述因素综合作用下所表现出的量化规律.Gang 等（2011）分别对6根不同直径和长度的钻孔灌注桩实施了现场原位静动力载荷试验，分析了基桩轴向静动力特性，观测到基桩动刚度较之静刚度要高20%～40%，动承载力相比静承载力提高30%，且动刚度和动承载力与加载速率密切相关.但总的来说，桩基动力模型试验研究开展较少，本文将通过室内大比例基桩动力模型试验探讨基桩的动力与稳定特性.。
高速铁路采空区地基拟动力加载模型试验设备及方法的制作技术
本技术涉及一种高速铁路采空区地基拟动力加载模型试验装置及方法，该装置包括设有模型槽的试验平台，模型槽的两侧为壁板，壁板的一侧紧贴试验平台、另一侧设有多个卡槽，模型槽内放置试验岩土体，试验岩土体的内部设有采空区模拟组件，试验岩土体的两侧为插入卡槽的挡板，试验岩土体的上方设有加载基座，加载基座的上方平铺有加载板，加载板的上方为轨道垫板，轨道垫板的上方固定有两条平行的加载轨道，试验平台的上方设有反力架，反力架设有向下的加载装置，加载装置的下方连接有刚性梁，本技术能够将挡板插入卡槽内，使挡板位置固定且能提供水平反力，而且挡板的位置能够根据卡槽的位置调节，模型槽能够容纳不同尺寸的试验岩土体。
权利要求书1.一种高速铁路采空区地基拟动力加载模型试验装置，包括试验平台，其特征在于：所述试验平台设有模型槽，所述模型槽的两侧为壁板，所述壁板的一侧紧贴试验平台、另一侧设有多个水平均布且竖向设置的卡槽，所述模型槽内放置有四方形的试验岩土体，所述试验岩土体的内部设有采空区模拟组件，所述采空区模拟组件包括位于试验岩土体内部的储水袋，所述储水袋的一端为穿过一侧挡板的进水管、另一端为穿过另一侧挡板的出水管，所述出水管上安装有流量表和阀门，所述试验岩土体的两侧为插入卡槽的挡板，所述试验岩土体的上方设有棱台结构的加载基座，所述加载基座的上方平铺有加载板，所述加载板的上方为轨道垫板，所述轨道垫板的上方固定有两条平行的加载轨道，所述试验平台的上方设有横跨模型槽的反力架，所述反力架设有向下的加载装置，所述加载装置的下方连接有横跨加载轨道的刚性梁。
2.根据权利要求1所述的高速铁路采空区地基拟动力加载模型试验装置，其特征在于：所述壁板的内侧和所述挡板的内侧均设有吸波材料。
3.根据权利要求2所述的高速铁路采空区地基拟动力加载模型试验装置，其特征在于：所述加载装置为作动器。
4.根据权利要求3所述的高速铁路采空区地基拟动力加载模型试验装置，其特征在于：所述反力架包括两侧固定在试验平台上的立柱和横跨模型槽的横梁，所述立柱和所述横梁均为中空结构，所述横梁的下方为安装板，所述安装板的中部设有滑槽，所述滑槽内设有T形的吊杆，所述吊杆的横杆位于安装板上方、所述吊杆的竖杆穿过滑槽，所述竖杆的下端固定有连接板，所述连接板与所述安装板通过螺栓连接，所述安装板在所述滑槽的两侧设置多个均布的预留螺栓穿孔，所述作动器与所述连接板固定连接。
高速铁路桥梁基桩静载试验研究
关键词 ：高速铁路 ；桥 梁基桩 ；静载试验 ；单桩 竖向承载 力 １３倍 ． 中图分类号 ：Ｕ ３ ；Ｕ ４ ． ２８ ４ １ ２
２ 地 质 与 施 工
２ １ 地 质 ．
按桩长 ３ ． ３５ｍ、桩径 １０ｍ 冲击成孔 ，桩端采用 ．
试验研究地段其地层岩性 由上 而下 为 ：粉 土 ；黏
重锤轻击施工 ，沉渣厚度不大于 ５ ｍ，桩端 为弱风 ０ｍ 化 闪长岩 ，桩端进入弱 风化 闪长岩深度 ５ ０ｍ，混凝 ．
土强度 Ｃ ０ ３ ，由图 １ 见反 射波 速度 Ｖ＝４０ ２ ｒ ｓ 可 ８ ｎ ， ／
～／
Ｔ Ｐ Ｈ Ｌ Ｗ Ｖ Ｏ １ Ｉ Ｓ ： ．
４５
Ｔ０ （
－
沪高速铁路 Ａ标段 １ ０根桩 、Ｂ标段 ２ ０根桩 、ｃ标段
５ ０根桥梁 基桩 的地 质 、施 工 、桩端 阻力 、静载 试验 为例进行分 析。
０
Ｌ
—广—一
—
—
Ｖｅ ｌ
距 离／ ｍ
图 １ ９— １ ５ ４端 承 桩 端 为 弱 分化 闪长 岩 的 反 射 波 曲线
１ 问 题 的 提 出
文献标 志码 ：Ａ 文章编号 ：１０ ８２ （０ ０ ０ ０ ０ ０ ０ ３— ８５ ２ １ ）５— １４～ ２ 土采用导管形式。
３ 低 应 变 反 射 波 法 桩 身 质 量 检 测
高速铁路桥梁基桩设计的单桩竖 向承载力大 ，以 桩径 １ｍ的桩为例 ，设计的单桩竖向承载力 特征值可 达 ３ ００～４ ００ ｋ ０ ０ Ｎ，按 《 筑基 桩 技术 规 范》 建 …、 桥梁基桩每一根 均进行低应变反射波 法桩身质量 检测 ，达到完 整后才能进 行下一道 工序 ，现选 取 １５ ９
高铁桥梁结构的动力响应分析与控制
高铁桥梁结构的动力响应分析与控制一、引言高铁桥梁结构作为现代化交通设施的重要组成部分，具有重要的交通运输功能和经济价值。
然而，高速列车的运行会对高铁桥梁结构产生动力作用，从而引发一系列的振动问题。
因此，研究高铁桥梁结构的动力响应分析与控制具有重要的理论意义和实用价值。
二、高铁桥梁结构的动力响应分析1. 动力激励分析在分析高铁桥梁结构的动力响应之前，首先需要了解高速列车对桥梁结构产生的动力激励。
通过对高速列车运行时的车辆-轨道-桥梁动力相互作用机理研究，可以得到高速列车的速度、质量、轮轴间距等参数，为后续的动力响应分析提供依据。
2. 动力响应方程建立建立高铁桥梁结构的动力响应方程是分析高速列车与桥梁结构相互作用的关键步骤。
通常，可以采用有限元方法建立高铁桥梁结构的数学模型，并结合运动方程和边界条件，推导出描述振动响应的动力学方程。
3. 动力响应模态分析在研究高铁桥梁结构的动力响应时，常常利用模态分析方法来描述结构的振动特性。
通过求解动力响应方程的特征值问题，可以得到高铁桥梁结构的固有频率、振型和阻尼比等参数。
这些参数对于分析桥梁结构的振动响应特性具有重要的指导意义。
三、高铁桥梁结构的动力响应控制1. 主动控制方法主动控制方法是指通过对桥梁结构施加外部控制力或控制力矩，以减小结构振动响应的一种方法。
常用的主动控制方法包括利用电液伺服系统、智能材料和智能结构等技术手段对桥梁结构进行控制。
通过实时监测振动信号并采取相应控制策略，可以有效地减小高铁桥梁结构的振动响应。
2. 半主动控制方法半主动控制方法是介于主动控制和无控制之间的一种方法。
它通过在桥梁结构中引入可调阻尼元件、可变刚度元件等装置，通过改变结构的动态特性，达到减小结构振动响应的目的。
这种方法既能有效地减小结构振动响应，又不需要大量的能量输入，具有较高的经济性和实用性。
3. 无控制方法无控制方法是指通过改变桥梁结构的特性参数，如结构刚度、阻尼等，来减小结构振动响应的一种方法。
高速铁路桥梁钻孔灌注桩静载试验试桩分析
科 技Technology 69栏目主持：苏金河高速铁路桥梁钻孔灌注桩静载试验试桩分析李 元 中国水利水电第八工程局有限公司，长沙 410000摘 要： 本文结合魏家湾跨同三高速公路特大桥对铁路桥梁钻孔灌注桩基静载试验试桩进行分析总结，以验证、检测单桩的承载力和摩擦阻力，验证施工过程中是否可行，校验设计参数是否可靠，以指导后续的钻孔灌注桩的施工。
关键词：高铁桥梁；钻孔灌注桩；静载试验；试桩1 工程概况本桥为双线桥，本桥线间距4.4m～4.503m。
本桥墩台均为成孔桩基，钻孔桩直径有φ1.0m、φ1.25m、φ1.5m 三种类型。
大桥位于平原区位置，地势平坦，多是耕地；该桥的基础上层为人工粉细砂（Q4al）填筑及部分回填土，同时该地含有粉质黏土、粉砂、黏土质粉质黏土、粗砂、素土、细砂砾、圆砾、细圆砾土，下伏白垩系上统王氏群林家庄组（K2wL）的泥质砂岩和安山岩，中生代燕山晚期侵入二长花岗岩（γ53）等，安山岩与二长花岗岩为正断层。
2 主要设计参数（1）试桩一组共计3根，桩长34m，桩径1m，桩头长度1m；试桩设计选用摩擦桩，单桩轴向力4160.23kN，设计容许轴向力4228.33kN。
（2）锚桩8根，清除表面土至工作面，工作面以下桩长34m，桩体径1m，桩头长度0.5m，钢筋外露长度1.2m，锚桩设计采取摩擦桩。
（3）试桩桩身、锚桩混凝土为C30混凝土，试桩桩头采纳C35混凝土。
（4）混凝土坍落度180～220mm。
3 试验原理单桩竖向抗压试验是一种原位测试方法，其原理是将竖向荷载均匀地传至试验成孔桩上，桩与土之间发生相对位移，则桩产生一个向上的摩擦力；随着给桩顶增加荷载，桩继续向下位移，桩上部的侧压力还同步向下发展；每当桩顶荷载足够大时，桩周侧压力达到最大值，招致桩端土层产生缩减变形及蕴藏反力。
继续增加荷载，直到桩顶沉陷大于标准要求系数或者桩端土层发生了刺入毁坏为止，以此获得桩顶荷载极限承载力。
高速铁路路基地基动力特性的试验与分析研究
高速铁路路基地基动力特性的试验与分析研究第一章：引言高速铁路作为一种重要的交通运输方式，已经成为现代社会的主要组成部分。
在高速铁路的建设中，路基是地基工程的重要组成部分，对于确保高速铁路线的稳定运行以及安全性有着至关重要的作用。
为了深入研究高速铁路路基地基动力特性，本文进行了试验与分析研究。
第二章：高速铁路路基地基结构及其特点本章主要介绍了高速铁路路基地基结构以及其特点。
高速铁路路基地基大致由填方、排水、护坡和路基等组成。
而高速铁路路基龙门架、路基回填土等是地基施工的关键部分。
了解高速铁路路基地基的结构和特点对于后续试验与分析具有重要的指导作用。
第三章：高速铁路路基地基动力特性本章详细介绍了高速铁路路基地基的动力特性。
高速铁路路基地基的动力特性主要包括变形特性、承载特性和振动特性。
针对这些特性，进行了试验与分析研究，为高速铁路路基的设计和施工提供了理论依据。
第四章：高速铁路路基地基动力试验方法本章主要介绍了高速铁路路基地基动力试验的方法。
高速铁路路基地基的动力试验主要包括原位试验和室内试验两种方法。
原位试验是指在工程现场对路基地基进行试验；室内试验是指在实验室中对路基地基进行试验。
本文采用了这两种试验方法，以确保试验的准确性和可靠性。
第五章：高速铁路路基地基动力试验结果分析本章对进行的高速铁路路基地基动力试验结果进行了详细的分析。
根据试验结果可以得出高速铁路路基地基在不同工况下的动力响应规律，为高速铁路路基的设计和施工提供依据。
第六章：高速铁路路基地基动力特性的影响因素分析本章分析了影响高速铁路路基地基动力特性的主要因素。
这些因素包括路基结构和材料、路基地基的土质力学特性、施工工艺等。
深入研究这些影响因素对于优化高速铁路路基地基设计和施工具有重要意义。
第七章：高速铁路路基地基动力特性的优化措施本章提出了优化高速铁路路基地基动力特性的有效措施。
这些措施包括改进路基结构和材料、优化施工工艺、加强监测与维护等。
高速铁路桥梁设计中的动力响应分析
高速铁路桥梁设计中的动力响应分析随着交通工具的现代化，高速铁路桥梁的建设也成为了当前交通建设中的一个重要领域。
在高速铁路桥梁的设计过程中，动力响应分析是一个不可忽略的重要工作，它有助于预测并评估车辆和行人在桥梁上运行时可能产生的振动和影响，保证桥梁的安全性和通行性。
本文将从桥梁动态特性、分析方法、影响因素等几方面探讨高速铁路桥梁设计中的动力响应分析。
一、桥梁动态特性桥梁的动态特性包括结构特性和地基特性，其中结构特性描述了桥梁在1Hz以下的频率范围内的动态特性，而地基特性则描述了上述频率范围之外的低频特性。
在进行动态响应分析时，需要对桥梁的动态特性有一个全面的了解，以确保分析的精确性。
桥梁结构特性一般可以通过模态分析获取，这需要考虑大跨径梁式桥梁的悬臂状态和冠拱状态。
同时，地基特性则需要考虑桥梁基础的特性和地下水位对桥梁的影响等。
二、分析方法在进行动力响应分析时，可以采用有限元程序进行数值求解。
有限元程序将桥梁分割为许多小单元，计算单元间的相互作用和桥梁各部分的响应。
相比传统的手算方法，有限元程序在求解过程中更加精确和高效。
另外，模态分析也是一种常用的分析方法，在得到桥梁特征值和特征向量后，可以通过模态合成法得到桥梁响应。
在进行模态分析时，需要考虑桥梁结构和典型荷载的相互作用，选择合适的约束条件和荷载矩阵，以及确定合适的求解方法，以保证分析的精确性和有效性。
三、影响因素桥梁动力响应分析受到许多因素的影响，其中包括桥梁几何形状、模型参数和荷载条件等。
在进行分析时，需要考虑这些因素对分析结果的影响，以确保结果的准确性和可靠性。
同时，桥梁材料的影响也不能忽略。
桥梁在实际运行中，可能存在疲劳破坏等问题，这对桥梁的动力响应分析和修建都产生极大的影响。
因此，需要对桥梁材料的物理特性和力学性能进行充分考虑，以预测桥梁运行时的响应行为。
四、结论动力响应分析在高速铁路桥梁设计中占据着重要的位置。
在分析过程中，需要对桥梁的动态特性、分析方法和影响因素等方面进行充分考虑，以提高分析结果的可靠性和精度。
铁路桥梁与高速列车的动力试验研究
第24卷第9期 V ol.24 No.9 工 程 力 学 2007年 9 月 Sep. 2007 ENGINEERING MECHANICS166———————————————收稿日期：2006-01-22；修改日期：2006-07-12基金项目：国家自然科学基金项目(50478059)；北京交通大学科技基金项目(2004SZ005)作者简介：*夏 禾(1951)，男，北京人，教授，硕士，博导，从事桥梁与结构动力学研究(E-mail: hxia@)； 张 楠(1971)，男，河南人，副教授，博士，从事桥梁动力分析研究(E-mail: nanzhang@)； 高 日(1960)，男，内蒙古人，教授，硕士，从事结构设计及动力分析研究(E-mail: rigao@)； 黄绚晔(1955)，男，上海人，工程师，学士，从事结构实验研究(E-mail: xyhuang@).文章编号：1000-4750(2007)09-0166-07铁路桥梁与高速列车的动力试验研究*夏 禾，张 楠，高 日，黄绚晔(北京交通大学土木建筑工程学院，北京 100044)摘 要：在我国秦沈客运专线狗河大桥进行了高速列车作用下的动力试验。
试验桥梁由跨度24m 的多跨预应力混凝土简支箱梁构成，试验荷载为我国自行制造的中华之星和先锋号列车，其最高试验速度分别达到321.5km/h 和290km/h 。
通过现场试验和实验结果分析，得到了桥梁的频率、阻尼等自振特性，梁的动挠度和横向位移、梁体振动加速度、墩顶横向位移等动力响应，以及车辆的脱轨系数、轮重减载率、轮轨力、车体振动加速度等动力特性。
试验结果表明客运专线24m 预应力混凝土箱梁在高速列车作用下的各项动力学指标良好，中华之星和先锋号高速列车具有良好的行车安全性和平稳性。
关键词：桥梁工程；试验研究；客运专线；简支箱梁；高速列车；动力响应；行车安全 中图分类号：TU311.3; U441+.3 文献标识码：AEXPERIMENTAL STUDY ON A RAILWAY BRIDGEAND HIGH SPEED TRAINS*XIA He , ZHANG Nan , GAO Ri , HUANG Xuan-ye(School of Civil Engineering & Architecture, Beijing Jiaotong University, Beijing 100044, China)Abstract: The dynamic experiments were carried out on Gouhe Bridge of Qinghuangdao-Shenyang Special Passenger Railway in China. The bridge is composed of multi-span simply-supported 24m-span PC girders with box section. The loads are the China-Star and Pioneer high-speed trains made in China, whose experimental speed reached 321.5km/h and 290km/h, respectively. The main measured data include the modal properties and dynamic responses of the bridge such as natural frequencies and damping ratios, girder deflections and lateral displacements, girder accelerations and lateral pier-top displacements, and the train vehicle responses such as derailment factors, offload factors, wheel-rail forces and vehicle body accelerations. The experimental results show that the bridge possesses good dynamic property and the China-Star and Pioneer high-speed trains have good running safety and stability.Key words: bridge engineering; experimental study; special passenger railway; simply-supported box girder;high speed train; dynamic response; running safety随着世界上正在建造越来越多的高速铁路，列车与桥梁的动力相互作用问题日益受到重视。
高速铁路桥桩在轴向循环荷载长期作用下的承载和变形特性试验研究
第24卷第13期岩石力学与工程学报V ol.24 No.13 2005年7月Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering July，2005高速铁路桥桩在轴向循环荷载长期作用下的承载和变形特性试验研究杨龙才1，郭庆海1，2，周顺华1，王炳龙1，高强1(1. 同济大学道路与交通工程教育部重点实验室，上海 200092；2. 郑州大学环境与水利学院，河南郑州 450002)摘要：针对高速列车通过小跨度桥梁时列车活载对桥桩的影响分析来获得动力加载参数，进而对位于软粘土地层中的钻孔灌注桩进行了轴向循环荷载长期作用下的动力试验，测试和研究了循环荷载长期作用下桩的动位移幅值、桩顶沉降、桩身轴力、桩侧动摩阻力和单桩极限承载力等参数的发挥和变化情况。
试验结果表明：列车循环荷载长期作用下，灌注桩的桩身轴力发生了局部调整，砂性土层的桩侧摩阻力具有增强效应，淤泥质粘性土的桩侧摩阻力具有退化效应；列车循环荷载对软土地区单桩的承载能力和桩基的工后沉降影响甚微，但会使单桩竖向刚度降低。
关键词：土力学；桥梁工程；高速铁路；钻孔灌注桩；循环荷载；动力试验；软土中图分类号：TU 473.1 文献标识码：A 文章编号：1000–6915(2005)13–2362–07DYNAMIC BEHA VIORS OF PILE FOUNDATION OF HIGH-SPEEDRAILWAY BRIDGE UNDER LONG-TERM CYCLIC LOADINGIN SOFT SOILYANG Long-cai1，GUO Qing-hai1，2，ZHOU Shun-hua1，WANG Bing-long1，GAO Qiang1(1. Key Laboratory of Road and Traffic Engineering of the Ministry of Education，Tongji University，Shanghai200092，China；2. School of Environment and Water Conservancy，Zhengzhou University，Zhengzhou450002，China)Abstract：Parameters of dynamic test are obtained from the analysis of pile foundation of small-span bridge for high-speed railway；and these parameters have been used in dynamic tests on bored piles in soft soil. Research is accomplished on amplitude of dynamic displacement，settlement at top of pile，axial force distribution of pile shaft，dynamic side resistance，axial stiffness of single pile and bearing capacity of piles under long-term cyclic loading. With the increasing of cyclic loading times，the results indicate that：(1) shaft force distribution of bored pile is different from that of original cases under long-term cyclic loading；and this difference mainly concentrates on top of 1/3 pile length；(2) enhancing effect of dynamic side resistance and degradation effect of dynamic side resistance are obtained in sand soil；(3) ultimate bearing capacity of single pile changes very small under the testing conditions；and (4) cyclic loading can induce decreasing of axial stiffness of single pile.Key words：soil mechanics；bridge engineering；high-speed railway；bored pile；cyclic loading；dynamic test；soft soil收稿日期：2004–03–22；修回日期：2004–05–12基金项目：铁道部科技发展计划项目(99G28)作者简介：杨龙才(1971–)，男，博士，1993年毕业于上海铁道学院铁道工程专业，现任工程师，主要从事地基处理和深基础方面的教学与研究工作。
高速列车——无砟轨道——桥梁系统竖向动力响应仿真计算的开题报告
高速列车——无砟轨道——桥梁系统竖向动力响应仿真计
算的开题报告
题目：高速列车——无砟轨道——桥梁系统竖向动力响应仿真计算
研究背景：
随着交通运输业的发展，高速列车逐渐成为人们出行的首选方式之一。
而高速列车的运行不仅仅涉及到列车自身的设计和性能，还涉及到列车与轨道、桥梁等基础设施的相互作用。
其中，高速列车在横跨桥梁时的动力响应问题是一个研究焦点。
桥梁结构的竖向动力响应会影响列车的行驶稳定性，从而影响人员的安全和乘坐舒适性。
因此，研究高速列车在无砟轨道上通过不同类型的桥梁时的竖向动力响应并进行仿真计算，具有重要的现实意义。
研究目的：
本研究旨在探究高速列车在通过不同类型桥梁时的竖向动力响应问题，建立相关数学模型，进行仿真计算和数值模拟，为提高高速列车行驶安全性和乘坐舒适性提供理论和实践的支持。
研究内容和方法：
1.通过文献调研和实地考察，搜集高速列车在不同类型桥梁上的运行数据和桥梁结构参数。
2.基于欧拉-伯努利梁理论和有限元方法，建立高速列车-无砟轨道-桥梁系统的竖向动力响应数学模型。
3.利用计算机软件（如ANSYS、MIDAS等），对建立的数学模型进行仿真计算和数值模拟，得出高速列车传递到桥梁的竖向力和竖向位移响应。
4.对计算结果进行分析和评价，探究高速列车在不同类型桥梁上的竖向动力响应规律及重要影响因素，并提出相应的建议和措施。
预期结果和意义：
本研究将为高速列车行驶安全性和乘坐舒适性的提高提供理论和实践支持，为相关政策及标准的制定和改进提供参考。
同时，本研究在数学模型的建立、仿真计算和数值模拟等方面也有一定的理论和技术上的探索意义。
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(3) 在相当大动荷载作用下 ,桩顶累积位移先以较 快速度发展 ,经一定循环后依然保持较大速率 ,桩顶位 移振幅随循环次数的增加而增大 ,此时桩处于破坏阶 段。
为了对循环荷载作用下桩承载力变化的总趋势有
一个较全面认识 ,将试验达到极限时作用于桩上的静 荷载 Qav 、循环荷载 Qc 、最大荷载 Qmax和最小荷载 Qmin 作为其特征量记录下来 ,用桩的极限静承载力 Qus 加 以归一化[3 ,4] , 其 中 Qmax = Qav + Qc , Qmin = Qav - Qc 。 图 2 中 s 线以下为试验区 ,0 线为桩单向受压与拉压 双向受力的分界线 。试验点距离 s 线越远表示因动力 作用桩的承载力降低越大 ,从散点趋势可以看出桩承 载力 Quc / Qus随着 Qav/ Qus 的增大而减小 ,动载引起的 减小幅度约为 10 %～30 %。
2002 年
图 4 动端阻随桩顶位移的逐渐发挥 Fig. 4 Relationship between dynamic end resistance and top
displacement of pile
图 5 桩顶位移与桩顶动荷载关系 Fig. 5 Relationship between top displacement and dynamic
模型槽长 250 cm ,宽 250 cm ,高 730 cm。试验边
界 :长宽方向为 6. 8 倍桩径 ,桩底下为 10. 6 倍桩径 。
Ξ 收稿日期 :2001 - 04 - 02
© 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
模型桩采用尼龙棒 ,弹模约为 2000 MPa ,制成的桩 的应变较易测量 ,制作模型桩和贴片均较方便 。桩体 直径 17 mm ,桩长 600 mm ,入土深度 510 mm。为试验 需要 ,桩头加工了螺纹使之与轴力传感器及加力头方 便地固定起来 。制备好的土样放置一段时间 ,含水率 均匀后再装入模型槽中 ,保持桩在槽内居中竖直 ,分层 均匀装土并使土样达到设计容重 。
图 1 桩顶累积位移与振动次数的关系 Fig. 1 Accumulated displacement of pile top and the number
of vibration
3. 2 单桩轴向动承载力 本试验中的激振频率模拟了列车速度的影响 。施
加在结构物上的激振频率随列车速度的增加而增加 , 并可近似按 f = v/ L 计算其频率 ,其中 L 为车辆长度 ,
2 桩的动力模型试验
2. 1 试验条件 试验所用土样为京沪高速铁路现场地基上取回的
重塑土 , wL = 31 % , wP = 20 % , IP = 11 ,γ= 19. 1 kN/ m3 ,
Gs = 2. 76 。根据现场勘探试验资料 ,地基土多为软塑 至流塑状 ,试验主要以含水率 w 作为土样的控制指 标 ,4 组试验土样的含水率分别为 28 % ,31 % ,35 %和 38 %。
3 桩的动力试验结果及分析
3. 1 轴向动力作用下桩的行为概述 一般地 ,在桩上施加竖向动荷载 ,桩发生强迫振
动 ,经一定时间后初始加载的影响因阻尼衰减而消失 , 剩下稳态振动 。桩在轴向动力作用下的行为可分为以 下三种情况 (如图 1 所示) :
(1) 在较小动荷载作用下 ,桩上荷载未达到其动极 限承载力 ,桩顶累积位移在开始时以较快速度发展 ,而 后其速度迅速减小 ,累积位移趋于稳定 ,桩顶位移振幅 趋于稳定或略有减小 ,即桩土体系获得了强化 ;
第 2 期
彭雄志 ,等 1 高速铁路桥梁基础单桩动力模型试验研究
219
达到以下三个位移条件时的静力荷载与循环荷载 的总和作为循环荷载下的桩承载力 : ①按桩的 p - s 曲线第二拐点确定 ; ②在动荷加载期间 ,桩顶累积动位 移值达到 0. 1 倍桩径 ; ③桩顶塑性位移增长速率超过 0. 01 mm/ min ; ④桩顶的动位移幅值相对于本级荷载第 一个循环增加 0. 02～0. 05 mm。其中 ①、②为主要控 制指标 ,控制桩顶下沉总量和沉降发展趋势 ; ③、④分 别为控制桩的急剧下沉和桩顶动刚度突降情况 ,因为 桩的急剧下沉和动刚度突降均为动静荷载下桩丧失继 续承载的情况 ,即桩的承载性能达到极限 。
top force of pile
图 3 桩身轴力与桩侧摩阻力随深度的分布 Fig. 3 Distribution of axial force and side resistance of pile
Key words :pile ;dynamic character ;model test ;soft soil ;axial direction
1 引 言 Ξ
随着京沪高速铁路建设程序的推进 ,出现在沪宁 段的深厚软弱地基将对桥梁基础的设计产生重大影 响 。在普通铁路桥梁基础设计时 ,将列车荷载静止摆 在桥上 ,不考虑其冲击振动对基础的影响 。而对普通 铁路和准高速铁路桥梁的调查研究发现 ,随着列车速 度的提高 ,传递到基础面处的能量增大很快 。由于高 速铁路建设在我国尚属首次 ,桩基础的承载力在高速 列车动力作用下将会有多大的衰减 ,沉降如何发展 ,动 位移振幅有多大等问题 ,是铁路建设者必需面对的 。 为此 ,西南交通大学桩基课题组对动静力作用下单桩 的行为做了室内动力模型试验研究[1] 。
PENG Xiong2zhi1 ,ZHAO Shan2rui1 ,LUO Shu2xue1 ,WANG Ai2ling 2
(1. School of Civil Eng , Southwest Jiaotong University , Chengdu 610031 ,China ;2. The Southwest Branch , China Academy of Railway Sciences , Chengdu 610031 ,
表 1 试验结果 Table 1 Test results
加载频率 桩动承载力 桩顶极限位移 桩顶位移幅值
/ Hz
/N
/ mm
/ mm
2. 0
151. 4
0. 251
3. 5
197. 8
0. 447
5. 0
208. 7
1. 312
0. 121 0. 108 0. 097
土样含水率 w 对桩动承载力 Q 的影响较大 ,以 f = 3. 5 Hz , d = 17 mm , L = 600 mm 桩为例 , 含水率为 28 % , 31 % , 35 %和 38 %时 ,测得的桩动承载力 Q 分 别为 197. 8 , 104. 8 , 58. 3 和 45. 0 N ,可见试验土样含 水率超过 31 %处于流塑时桩的动承载力值下降很快 。
试验的动荷载施加标准 、稳定标准及破坏标准 。 根据桩基受力特点 ,首先一次性加上预估桩极限
静荷载 pu 的 40 %～60 % ,按静载稳定标准 ,待其沉降 稳定 (Δs ≤0. 1 mm/ h) 后 ,再按快速加载法逐级施加动 载 ,桩顶动静荷载比为 0. 1 ,0. 2 ,0. 3 等 ,根据实际所得 的桩顶荷载 - 位移曲线并对照静载的终止加载条件 , 确定动力荷载作用下的终止加载条件 ( 下列情况之 一) : ①某级荷载下 si / si - 1 ≥3 ; ②试桩的桩顶动位移 幅值达到 0. 2 mm ; ③桩顶累积位移大于 10 mm。
动静荷载均采用 DTC - 306 型振动三轴仪加载 。 桩顶连有轴力传感器 ,并对称安置了一对百分表 ,桩身 布置了电阻应变片 ,桩底埋有小型土压盒 。
试验研究了桩顶位移 、桩顶荷载 、桩身轴力或桩身 摩阻力 、桩底反力或土压力及以上各量的时程变化 。 2. 2 试验方法及标准
为更好进行试验 ,正式试验前作了预备试验 ,摸索
第 24 卷 第 2 期 2002 年 3 月
岩 土 工 程 学 报
Chinese Journal of Geotechnical Engineering
Vol. 24 No. 2 Mar. , 2002
高速铁路桥梁基础单桩动力模型试验研究
Dyna mic mo del te st s o n pile fo undatio n of high2sp eed railway bridge
v 为列车速度 。现场试验资料也表明桩基所受荷载频 率较低 ,通常不超过 6 Hz 。
以 w = 28 % , d = 17 mm( d 为桩径) ,L = 600 mm 桩 为例 ,试验结果见表 1 ,频率的增大对桩的动承载力有 较好影响 ,使其承载力提高 。桩的承载力近似按线性 随荷载频率的对数值而增加 ,荷载频率每增加 10 Hz , 桩的承载力就能提高 10 %～20 %[2] 。
图 2 模型桩的归一化承载力曲线 Fig. 2 Normalized bearing capacity of model pile
3. 3 桩侧动摩阻力 以 w = 28 % , d = 17 mm , L = 600 mm 的桩为例 ,分
别承受静载 、动载而达到极限承载力时的桩身轴力 、桩 侧土摩阻力随深度的变化如图 3 所示 。在桩身受力过 程中 ,桩身轴力随深度减小 ,因桩长径比为 30 ,且地基
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岩 土 工 程 学 报
土软弱 ,桩底阻力很小 。由轴力分布可得桩侧阻力分 布 ,如图 3 (b) ,桩侧土动摩阻力是抛物线型分布 ,比较 集中在桩的上部 ,形成上面大 、下面小的分布 。这样一 个分布与静力时桩侧土摩阻力的分布曲线基本形态一 样 ,而动力时比静力时桩身摩阻力更加不均匀 ,即动摩 阻力主要集中在桩侧上部 1/ 3 范围 。