《高速铁路黄土路基沉降分析及控制》修改意见稿
1、“.....造价较经济。托梁与承台板相比,造价较低,约为承台板的,不是决定结构整体造价的关键因素,且为降低结构高度考虑,设计中托梁高度选用。桩基设计桩基设计的要素包括桩径桩长和桩间距等,应考虑承载力和变形两方面的要求,并通过技术经济分析和施工技术能力考察等最终确定。列车轨道荷载为带状分布,为降低承台板和托梁横向弯曲内力,使结构受力均匀,桩板结构桩问距确定为线间距,即。因此,桩径和桩长是优化设计的主要方面。对于客运专线铁路,沉降控制严格,桩基变形往往是设计的控制因素但对于深厚湿陷性黄土地基,由于负摩擦力而产生的下拉荷载作用,承载力也会成为主控因素。影响负摩擦力的因素较多,要从理论上精确计算桩基的负摩擦力是复杂而困难的。工点设计中桩基采用钻挖孔灌注桩,属摩擦桩,按桩径,,,四种情况分别考虑,可得出满足承载力要求的桩长。不同桩径时的桩长造价不同。桩基总造价随桩径减小而基本呈线性降低......”。
2、“.....桩基施工受到机具能力制约。综合经济性和施工能力两方面因素考虑,桩径桩长时设计参数较优。桩板结构的适应性很强,对不同地段可以灵活地选择桩板结构形式能够很好地满足无砟轨道路基的变形要求,可以严格地控制路基的工后沉降,结构纵横向刚度大,适合高速行车,而且施工简单,可见桩板结构是处理深厚软土及松软土地基和深厚湿陷性黄土地基的有效方法。对于边跨处承台板与托梁的连接,是桩板结构中最薄弱的环节,宜在接触处设置高强度耐磨高分子材料,以减缓温度应力引起的相对位移影响以及列车动荷载的冲击作用。对于曲线地段,可于托梁上设置小型端刺,以约束承台板横向位移。桩板结构上部需要设置防水层,以保护下部土体和承台板表面混凝土等。在承台板与托梁连接处以及托梁与桩基连接处,宜设置钢筋网,以抵抗冲切作用和防止局部应力集中......”。
3、“.....另个是混凝土结构设计规范等大多数规范所采用的概率极限状态法。就我国当前的具体情况而言,国内尚无统的桩板结构的设计规范,因此桩板结构设计基本上都是参照铁路桥涵设计规范按容许应力法进行设计。容许应力法是世纪中叶由于铁路的出现和重工业的兴起而逐渐发展起来的。当时人们为了使结构物安全可靠,在对结构物的分析中开始注意材料弹性阶段的工作情况,相应地采用了容许应力设计法容许应力法结构设计采用容许应力法是根据标准荷载作用下的内力并考虑构件截面按弹性阶段工作求出材料的最大应力,设计时要求最大应力不超出允许应力,用公式表达为式中,构件在使用阶段由荷载引起的截面上的最大应力材料的容许应力,由规范规定。安全系数就是材料的极限强度与允许应力的比值。用公式表达为式中,材料的极限强度,由试验确定。对塑性材料如钢筋取材料的屈服极限强度......”。
4、“.....又叫安全储备。按容许应力法对桩板结构强度进行检算时,采用计算公式如下式中,弯矩设计值桩板结构自重附加荷载列车竖向荷载对混凝土受压边缘及对所检算的受拉钢筋重心处的换算截面抵抗矩动力系数混凝土极限抗压强度。容许应力法的优点在于表达形式简单,计算方便,便于使用者学习掌握。因此这种方法沿用多年至今仍为我们所用。其缺点是没有考虑荷载抗力的不定性安全系数的取值多凭以往的经验和工程判断,因而难以正确评价所设计的结构物或构件的安全度更难以确保所设计的结构物或构件具有致的安全度水准。概率极限状态法目前国内的结构设计规范采用的概率极限状态法属于近似概率法的范畴。该法首先对结构可靠性赋予概率定义,以结构的失效概率或可靠指标来度量结构可靠性,并建立了结构可靠度与结构极限状态方程之间的数学关系,然后在计算可靠指标时考虑了基本变量的概率分布类型......”。
5、“.....在设计截面时般采用分项系数的实用设计表达式。如我国的工程结构可靠度设计统标准建筑结构可靠度设计统标准都采用了这种近似概率法。概率极限状态可分为承载能力极限状态和正常使用极限状态。承载能力极限状态极限状态是指结构或构件达到的最大承载能力,或达到不适于继续承载的变形的极限状态。如整个结构或部分作为刚体失去平衡结构构件因承载超过材料强度而破坏,或因过度的塑性变形而不适宜于继续承载结构为可变体系等。般是以结构的内力超过其承载能力为依据。对于承载能力极限状态,用公式表达为式中,结构重要性系数荷载效应组合的设计值结构构件抗力的设计值,应按各有关建筑结构设计规范的规定确定。正常使用极限状态是指结构或构件达到使用功能上允许的限值的极限状态。如影响结构正常使用或外观的过度变形影响结构正常使用或耐久性的局部损坏影响结构正常使用的振动等......”。
6、“.....结构或结构构件达到正常使用要求的规限值,例如变形裂缝振幅加速度应力等的限值,应按各有关建筑结构设计规范的规定采用。按概率极限状态法对桩板结构强度进行检算时采用计算公式如下式中,结构重要性系数荷载分项系数截面宽度截面有效高度受压区高度混凝土抗压强度设计值。概率极限状态法的优点在于,将作用效应和影响结构抗力的主要因素作为随机变量,根据统计分析确定可靠概率来度量结构可靠性的结构设计方法。其特点是有明确的用概率尺度表达的结构可靠度的定义,通过预先规定的可靠指标值,使结构各构件间,以及不同材料组成的结构之间有较为致的可靠度水平。桩孔内深层强夯技术,又名柱锤冲扩桩法,是在施工中反复将柱状重锤提到高处使其自由落下冲击成孔,然后分层填料夯实形成扩大桩体,与桩间土组成复合地基。该法具有设备简单,施工方便......”。
7、“.....利用建筑渣土变废为宝,节省材料,投资省而且适用范围广等优点。适用性及沉降控制机理分析桩先后在数十类地基处理工程中广泛使用,特别是在陕西河南等黄土地区,在大型电厂工程的冷却塔主厂房烟囱高层住宅以及大型储罐等重要工程中的应用,消除了深层黄土地基的湿陷性,大幅度提高地基承载力,降低地基压缩性,地基处理效果显著,取得了成功。同时,由于它能大量消纳建筑及工业垃圾,变废为宝,也是项具有绿色工程性质的地基处理技术,其社会经济和环境效益显著。对于郑西客运专线路基的高标准沉降控制要求,技术有其独特技术优势。对于深厚湿陷性黄土地基,采用技术处理后的复合地基承载力较高,可高达,消除黄土地基湿陷性减小增湿沉降,降低地基压缩变形,提高抵抗振动能力,从而达到控制路基工后沉降的目的。应用于高速客运专线地基处理,分析认为其沉降控制机理及技术优势主要有以下几个方面。地基土抵抗湿陷和振陷的能力提高......”。
8、“.....黄土的强结构性及大孔隙性是产生工后沉降的主要原因。技术由于在施工过程中因冲击振动而对桩周土体充分扰动,使大孔隙性黄土的原有结构受到破坏,且变得结构紧密,从而提高了抵抗湿陷和振陷的能力,减小了工后沉降。桩周土体挤密模量提高。在成桩过程中,桩间土也受很大侧向挤压力,同样也被挤密加固,形成了强制挤密区挤密区以及挤密影响区,提高了桩周土体模量,减小地基整体压缩变形。桩体强度高模量大。由于采用较重夯锤,孔内加固料单位面积受到高动能强夯击,使地基土受到很高的预压应力,桩体强度高模量大。已有工程处理表明,处理后的地基浸水或加载都不会产生明显的压缩变形。地基处理深度大。技术处理深度可达,可满足郑西客运专线的深厚湿陷性黄土地基处理的要求。地基整体刚度较均匀。技术处理湿陷性黄土地基,由于桩体及桩间土均得到了有效加固,复合地基的整体刚度较均匀,利于高速行车。桩体直径灵活,可在内自由选择......”。
9、“.....桩体用料广泛凡是无机固体材料建筑渣土等均可使用。另外,技术施工公害小,无噪声振动空气污染等。因此,在郑西客运专线深厚湿陷性黄土地基处理中,可将技术作为种有力的加固措施,从而消除地基湿陷性,控制工后沉降。沉降计算模式桩土加固区的沉降桩土加固区的沉降量计算模式可采用复合地基压缩模量法进行。桩法加固区沉降计算的准确性主要取决于加固区参数的选取,本文对计算模式中计算参数选择方法及其合理性进行了分析,考虑成桩过程中的扩孔作用和夯锤冲扩对桩间土压缩模量的提高作用,提出了桩法复合地基较为合理的参数选取模式。计算公式及参数选取如下其中,式中,为桩土加固区沉降量为附加应力增量为分层厚度为复合地基置换率在计算置换率时应考虑成桩过程中的扩孔作用为分层总数为桩体压缩模量为桩问土压缩模量,。由于桩法对桩周土体的挤密作用应考虑桩问土压缩模量的提高作用......”。
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