發(fā)布時間：2020-10-12 04:48

　　 隨著我國基礎建設的飛速發(fā)展,高架橋成為城市交通系統(tǒng)中的重要組成部分。在高架橋的運營過程中,橋下路面差異沉降現(xiàn)象普遍存在,降低道路使用壽命、影響行車安全。因此,開展高架橋下路面差異沉降機理及防治技術的研究,有效地控制橋下路面的差異沉降、減少路面病害,對于保障道路交通安全具有十分重要的理論及實際意義。本文依托武漢市城建委科研項目《高架橋下路面差異沉降破壞機理及防治技術研究》(NO.2015-44),以高架橋下路面的差異沉降病害為研究對象,采用病害調查統(tǒng)計、現(xiàn)場測試、理論分析、數(shù)值模擬、工程應用相結合的方法和手段,研究高架橋下路面差異沉降的機理和影響因素,探討路面差異沉降的綜合防治技術,主要研究內(nèi)容和結論如下:(1)基于高架橋下路面差異沉降病害的調查和統(tǒng)計,分析病害的特征及類型,發(fā)現(xiàn)軟土地區(qū)高架橋下路面差異沉降病害較為嚴重,且病害多發(fā)生于承臺過渡段;建立高架橋下車輛-道路系統(tǒng)模型,研究路面差異沉降引起的行車附加荷載。結果表明:路面差異沉降加劇了行駛車輛的振動,由此產(chǎn)生的附加荷載循環(huán)作用于路面,增大了路面永久變形的積累;錯臺型路面病害引起的附加荷載最大。(2)分析高架橋下路面差異沉降的形成機理,包括幾個方面:軟土地基變形、承臺過渡段的相對剛度、高架橋面和橋下路面車輛荷載的長期作用以及其它偶然因素。承臺與路基的剛度差異是產(chǎn)生承臺跳車現(xiàn)象的主要原因,減輕路面差異沉降病害的關鍵是使承臺過渡段剛度均勻漸變。(3)建立高架橋下路面沉降數(shù)值仿真分析模型,進行路面差異沉降影響因素及敏感性分析。結果表明:軟土地基變形模量越大,路面差異沉降越小,在道路設計中,應進行地基加固處理,增加地基剛度;承臺埋深越大,路面差異沉降越小,在高架橋樁基設計中,宜使承臺埋深大于3m;承臺回填土與軟土地基相對剛度越小,路面差異沉降越小,在設計施工中,應使回填土與軟土地基剛度相匹配�；谡辉囼炦M行影響因素的敏感性分析,承臺過渡段的相對剛度及軟土地基變形特性是高架橋下路面差異沉降的關鍵性影響因素。(4)基于承臺回填土的剛柔過渡原理,結合工程實際,研究路面差異沉降剛性加固技術及土工格室柔性加固技術的處治效果及適用條件,研究及現(xiàn)場監(jiān)測結果表明:剛性加固技術對于60 mm以內(nèi)的路面差異沉降的處治效果較好,適用于舊路修復改造;土工格室柔性加固技術能夠使加固范圍內(nèi)的路面沉降差均勻地變化,并減小路面坡度的變化率,適用于新建道路的沉降控制;基于土工格室柔性加固的優(yōu)化設計,在承臺深度范圍內(nèi),柔性結構層宜采用倒梯形方式、均勻分散地布置3~5層,且頂層厚度不宜小于0.5m;在工程應用中,兩種加固方法明顯減小了承臺過渡段的路面差異沉降,對減輕跳車取得了顯著的效果。
【學位單位】：華中科技大學
【學位級別】：博士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：U418.6
【部分圖文】：

路面差異沉降及承臺跳車

高架橋下道路病害現(xiàn)狀

隨著我國基礎建設的發(fā)展，城市高架橋的數(shù)量及規(guī)模日益增多，橋下路面差異沉降的現(xiàn)象也越來越普遍，其造成的影響和破壞也是多方面的。為全面了解高架橋下路面差異沉降的病害特征及產(chǎn)生的危害，對武漢、南京、鄭州及南昌等城市的典型高架橋下道路進行現(xiàn)場調研，統(tǒng)計橋梁概況、道路病害信息，同時研究路面差異沉降引起的行車附加荷載以及對橋梁樁基產(chǎn)生的影響。2.1 高架橋下路面病害調查高架橋下路面的差異沉降會引起道路縱坡及橫坡的變化，如圖 2-1 所示。選取高架橋下的典型路段進行實地量測，量測的內(nèi)容包括：路面縱坡差、路面橫坡差、最大錯臺高度、路面的裂縫面積、路面的坑洼及隆起面積�？v坡差為路面沉降前后的縱坡變化值，橫坡差為路面沉降前后的橫坡變化值，錯臺高度即為承臺附近路面結構產(chǎn)生豎向斷裂后的高度。
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本文編號：2837666