[PPT]软土路基桥头跳车处理方法对比研究—工程应用_ppt

1、软土路基桥头跳车处理方法对比研究桥头跳车的严重影响主要原因介绍常用的处理方法有限元软件（ABAQUS）比较研究结论主要内容1.桥头跳车的严重影响美国大约有25%的桥梁受到桥头跳车的影响。（1997） 桥头跳车危害影响行车安全降低行车速度增加车辆运营费用加速桥梁及路面的病害 海南万宁路标 2.主要原因 地基土质不良软土特点；填筑高度大 台背填料压缩台背填料存在孔隙 刚柔突变 刚度差塑性变形相对差；振动效果施工工序与质量引起的沉降作业段狭窄，大型压实机械施工困难 3.桥头跳车防治技术地基处理方法 超载预压法、塑料排水板法 设置搭板和枕梁 缓解纵坡变化施工工艺及设计方法 设置泄水管或盲沟、桥台后背填

2、料 4 有限元软件（ABAQUS）比较研究4.1 建立实际模型4.2 实际模型结果分析4.3 弧形搭板4.4 真空预压法4.5 真空预压法+弧形搭板4.6 多级搭板4.7 多种方法对比4.1 建立实际模型（1）创建部件（Part）（2）定义材料（3）定义边界条件和初始条件（4）施加荷载（5）网格划分（6）设置分析步（1）创建计算模型运用ABAQUS/CAE创建平面应变问题模型。模型分3个Part：Part-1模拟桥后填土part-2模拟桥台桩part-3模拟桥面板模型尺寸：高47m，宽40m某桥台工程实体（2）定义材料桥面结构层参数人行道厚度（mm）密度（kg/ m3）弹性模量（MPa）泊松比

3、沥35混凝土852400300000.20层号土层名称厚度（m）标高（m）密度(kg/m3)压缩模量(MPa)泊松比粘聚力(kN)摩擦角(。)孔隙比道路1.05-1.05235010000.3S填土1.60-2.652000301粘土1.10-3.75184018.880.353014.81.0652b淤泥12.80-16.55167011.480.4513.59.81.5343砂质粉土4.00-20.55194040.240.312.832.80.7774a粉质粘土5.00-25.55190020.360.3514.215.00.8764b粘土8.00-33.551

4、74012.800.3521.110.91.3015a粉质粘土8.30-41.85198027.920.3533.820.40.7255b粘土5.15-47.00189037.600.3536.117.40.916路面及软土物理力学指标（3）边界条件和初始条件对称轴即土的道路的中心线位置。底部边界为刚性不排水边界。进行初始孔隙比、初始饱和度、初始孔隙水压力以及地应力平衡后得到的初始地应力的设定。（4）施加荷载 车辆重力荷载标准值为500kN，平面应变问题按照每延米计算，故分布在每延米宽度范围内的荷载大小为150kPa. 在平面应变模型中，荷载作用范围为整个模型的上表面，作用方式为分布荷载，荷载

5、大小按照线性增长的方式加载。轴重力单位：kN 尺寸单位：m图6-4 车辆荷载分布图（5）网格划分细部网格划分示意图（6）设置分析步（1）第一步为地应力平衡步（2）接触分析步（预处理）由于模型采用了接触分析，为保证接触收敛，第二步施加较小的分布荷载，10N/m。（3）接触分析步在接触关系稳定之后，施加设计荷载0.15MN/m。4.2 实际模型结果分析 加载后桥后道路，桥面板以及桩基础有一定的沉降，桥后道路沉降量变形较大，出现明显的差异沉降。 设计荷载作用下桥后道路的沉降最大值出现在模型边界处，最大沉降值为26.73cm。加载后路桥接头处沉降示意云图 Abaqus导出的路面沉降曲线 4.3 弧形搭

6、板 最大变形值为25.75cm，出现在模型边界上。下图为使用弧形搭板和未使用弧形搭板对比图。使用弧形搭板可以有效地减小路桥接头处的差异沉降，使得沉降曲线变缓。使用弧形搭板后沉降变形云图使用弧形搭板后道路变形曲线 4.4 真空预压法桥头沉降量变形云图 沉降量变化曲线 通过修改粘土层，淤泥质粘土层以及淤泥层的压缩模量模拟真空预压法处理后的实际效果。真空预压处理软土路基的效果是很显著的，最大沉降量从26.73cm减小为17.76cm，减小幅度为33%。 4.5 真空预压法+弧形搭板 真空预压结合弧形搭板的方法处理软土路基的效果是很显著的，最大沉降量从26.73cm减小为17.05cm，减小幅度为37

7、%。而且沉降变形曲线没有急剧变形段，这对于减小差异沉降量变化趋势是有利的。路桥接头处沉降量变化云图 沉降量变化曲线对比图 4.6 多级搭板 模型中一级搭板长8米，二级搭板长6米。为简化模型，搭板由倾斜1%变为水平设置。多级搭板不仅能够减小最终沉降量，还可以缓解差异沉降趋势，特别是二级搭板所对应的地表面的沉降量，减小程度约40%。路桥接头模型（接头细部） 沉降量变形曲线对比图 4.7 多种方法对比（1）采用弧形搭板能一定程度上减小路桥接头处的沉降变化趋势，但是并不能减小最大沉降量；（2）真空预压处理方法能极大的减小道路沉降量，但是对于消除沉降变化趋势作用不大。4.7 多种方法对比（3）采用真空预压处理接合路桥搭板的方法处理，不仅能减小最大沉降量，而且能缓解桥头处沉降量变化趋势。（4）采用多级搭板不仅能减小道路沉降量，而且能缓解沉降变形趋势，二级搭板处效果更加明显。 建议选用真空预压处理结合弧形搭板处理，或者采用多级搭板的方法解决路桥接头处差异沉降问题。5 结论本文在数值计算的基础上得出了真空预压、设置弧形搭板、多级搭板以及真空预压和弧形搭板结合等处理方法的处理效果，得出了如下结论：（1）软土路基桥头跳车产生的主要原因有：地基土质不良，台背填料压缩，刚度突变以及施工工序及