刘晨彬

(铁道第三勘察设计院集团有限公司,天津 300251)

1 概述

桥台的桩基础不仅承受竖向荷载,同时也承受水平荷载、斜向荷载或力矩等,特别是在道路改造中遇到填土(压力差)、汽车荷载(动荷载),直接影响着桥墩桩的稳定性。针对这些复杂的荷载条件,可采用弹性半空间法,将桩顶的竖向荷载和水平荷载分别验算,然后以小变形叠加原理合并其内力和位移，并以修正系数加以修正[1]。然而桩在复杂荷载作用下的受力特征较单一的竖向荷载或水平荷载作用下的受力特征复杂[2～5]。针对复杂荷载条件下的桩的稳定性研究目前主要是采用数值模拟的方法[6～10],该方法能较全面地反映桩的真实受力状态,亦能较好反映桩的稳定性。本文通过极限平衡方法和数值模拟方法,针对桥墩桩在自重、填土和汽车动荷载等条件下剪力和弯矩的研究,分析其对桩稳定性的影响。

2 研究条件

2.1 工程概况

某桥墩桩在建成通车多年后,场地变形基本稳定。因交通改造,需在该桥梁的5号和6号桥墩桩之间填土0.5 m,由于该桥位于软土地基,填土将引起软土压缩沉降,对桥墩桩基产生负摩阻力,从而降低桩基的承载力,影响桩的稳定性。图1为桥墩桩立面,图2为桥墩桩剖面。

图1 桥墩桩立面(单位：m)

图2 桥墩桩剖面(单位：m)

2.2 荷载条件

桥面荷载传递到桩顶的轴向压力,其计算公式为：桩顶荷载=恒载在桩顶的轴力+活载在桩顶的轴力。该工程中恒载在桩顶的轴力为1 765 kN,活载在桩顶的轴力为1 180 kN,故桩顶荷载为2 945 kN。……