【摘? ? 要】：針對(duì)橋臺(tái)臺(tái)前土壓力計(jì)算存在爭(zhēng)議的問(wèn)題，研究土彈簧模擬樁土作用下臺(tái)前和臺(tái)后填土壓力對(duì)超高肋板式橋臺(tái)的影響，以實(shí)際工程為例，采用Midas Civil有限元分析軟件對(duì)超高肋板式橋臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)建模，得出高墩橋臺(tái)填土壓力結(jié)構(gòu)安全風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算的可靠性參數(shù)，通過(guò)施工監(jiān)測(cè)校驗(yàn)研究結(jié)果。

【關(guān)鍵詞】：超高肋板式；橋臺(tái)；土彈簧；填土壓力

【中圖分類號(hào)】：U443.21【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】：C【文章編號(hào)】：1008-3197（2023）01-34-03

【DOI編碼】：10.3969/j.issn.1008-3197.2023.01.010

Analysis on Simulating the Pressure of Super-high Pile with Soil Spring Theory

SU Zhiming

（Tianjin Municipal Engineering Design & Research Institute Co. Ltd.， Tianjin 300392， China）

【Abstract】：In view of the controversial problems in the calculation of earth pressure in front of abutment， the paper studied the influence of pre-platform and post-platform filling pressure on ultra-high ridged slab abutments under the pile-soil action condition simulated by soil spring， adopts Midas Civil finite element analysis software to conduct data modeling for the ultra-high ridged slab abutments based on the actual project. The paper obtains reliability parameters of high pier abutment filling pressure structure safety risk and verifies the study results through construction monitoring.

【Key words】：ultra high ribbed slab； abutment； soil spring； filling pressure

目前，規(guī)范對(duì)橋臺(tái)臺(tái)前土壓力未做明確規(guī)定，而行業(yè)內(nèi)對(duì)臺(tái)前土壓力[1]計(jì)算存在一定爭(zhēng)議，本文以實(shí)際工程為例，分析基于土彈簧模擬樁土作用[2]工況下臺(tái)前和臺(tái)后填土壓力對(duì)超高肋板式橋臺(tái)的影響，得出高墩橋臺(tái)填土壓力結(jié)構(gòu)安全風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算的可靠性參數(shù)。

1 工程概況

某橋梁0#橋臺(tái)處道路設(shè)計(jì)高程為61.55 m，地面高程為43.34 m，臺(tái)后填土高為18.21 m，為超高臺(tái)后填土，超出常規(guī)肋板式橋臺(tái)的填土高度。見(jiàn)圖1。

2 方案比選

2.1 方案一

雙排樁肋板式橋臺(tái)。橋臺(tái)為肋板式橋臺(tái)，單幅全寬22.99 m，單幅橫向采用3道肋板，肋板高8.8 m、寬1.4 m、頂高1.7 m、底高5.0 m。橋臺(tái)單幅橫橋向設(shè)3排?160 mm樁基，樁基間距為7.825 m；順橋向設(shè)2排?160 mm樁基，樁基間距為4.0 m。樁基為嵌巖樁，嵌入中風(fēng)化花崗巖。見(jiàn)圖2。

2.2 方案二

三排樁肋板式橋臺(tái)。橋臺(tái)采用肋板式橋臺(tái)，單幅全寬22.99 m，單幅橫向采用3道肋板，肋板高8.8 m、寬1.4 m、頂高1.7 m、底高9.0 m。橋臺(tái)單幅橫橋向設(shè)3排?160 mm樁基，樁基間距為7.825 m；順橋向設(shè)3排?160 mm樁基，樁基間距為4.0 m。樁基為嵌巖樁，嵌入中風(fēng)化花崗巖。見(jiàn)圖3。

3 模型建立

臺(tái)前土的反壓、臺(tái)后土的土壓力可能會(huì)因天氣、施工條件等因素超出設(shè)計(jì)值，為保證橋梁在施工過(guò)程和全壽命運(yùn)營(yíng)期內(nèi)結(jié)構(gòu)的安全，采用Midas Civil有限元軟件進(jìn)行建模和受力分析。

3.1 模擬工況

對(duì)兩種橋臺(tái)方案分別考慮不同比例的臺(tái)前土壓力，共分為4種計(jì)算工況分別計(jì)算，采用土彈簧模擬樁土作用。見(jiàn)表1。

3.2 計(jì)算結(jié)果

計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2和表3。

4 結(jié)論和建議

1）方案一考慮100%臺(tái)前土壓力，樁頂位移為8.6 mm，滿足設(shè)計(jì)要求，但富余量較小，考慮50%的臺(tái)前土壓力時(shí)樁頂位移為12.4 mm，橋臺(tái)不滿足設(shè)計(jì)要求。

2）方案二考慮50%或100%臺(tái)前土壓力的工況下橋臺(tái)均可滿足設(shè)計(jì)規(guī)范。 由于 0#橋臺(tái)臺(tái)后填土較高且為高樁承臺(tái)，現(xiàn)狀地面以上填土壓實(shí)度（特別是臺(tái)前壓實(shí)度）[4]難以保證，若100%考慮臺(tái)前土壓力，結(jié)構(gòu)存在一定安全風(fēng)險(xiǎn)，因此決定臺(tái)前土壓力按照50%考慮。

研究中仍有很多不足之處，如施工機(jī)具的選擇和工法應(yīng)用，結(jié)構(gòu)物微變形的處理和防治，土體膜化對(duì)抗溫差產(chǎn)生的溫度次應(yīng)力等，尚需下一部繼續(xù)收集挖掘，深入研究。

參考文獻(xiàn)：

[1]張興強(qiáng)，閆澎旺，趙成剛. 臺(tái)背填土受交通荷載反復(fù)作用和橋臺(tái)影響分析[J].公路，2002，（5）：31-35.

[2]廖雄華，周健，張克緒，等. 廣義位移法在土-結(jié)構(gòu)相互作用問(wèn)題分析中的應(yīng)用[J].巖土工程學(xué)報(bào)，2001，（6）：672-676.

[3]林小雄，韋喆，韋? 成.? 某高填土橋臺(tái)位移傾斜分析與加固建議[J].山西建筑，2009，35（19）：320-321+326.

[4]朱彥鵬，于勁，王秀麗.柱列懸臂式支護(hù)樁的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].甘肅工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2000，（1）：90-95.

收稿日期：2022-06-22

作者簡(jiǎn)介：蘇志明（1982 - ）， 男， 碩士， 福建泉州人， 高級(jí)工程師， 從事道路及橋梁設(shè)計(jì)工作。