三向复杂荷载作用下近海风机群桩基础参数分析与优化

高桩承台基础是我国未来一段时间内软土海床地基上近海风电机组的主要基础型式,复杂荷载计算及其作用下基础的受力和变形分析及承载力确定是近海风电机组群桩基础设计需解决的关键问题。针对我国近海常见的深厚软粘土海床地基,分析了近海风电机组群桩基础的典型最不利荷载组合,采用软粘土地基中桩基新型双曲线型p-y曲线模型及API规范t-z曲线模型和q-z曲线模型,建立了顶部三向复杂荷载作用下群桩高承台的受力和变形分析模型。进而针对群桩基础的主要设计参数,包括桩基埋深、桩径、群桩圆周直径及桩的倾斜度等,进行了优化分析,发现:在满足上拔和下压承载力要求的前提下桩长对群桩内力和变形影响不大,桩基倾斜度大对群桩内力和变形均较为有利,增加群桩圆周直径对控制桩基变形影响不大,但可有效降低桩身轴力。     

三向复杂荷载作用下近海风机群桩基础参数分析与优化

高桩承台基础是我国未来一段时间内软土海床地基上近海风电机组的主要基础型式,复杂荷载计算及其作用下基础的受力和变形分析及承载力确定是近海风电机组群桩基础设计需解决的关键问题。针对我国近海常见的深厚软粘土海床地基,分析了近海风电机组群桩基础的典型最不利荷载组合,采用软粘土地基中桩基新型双曲线型p－y曲线模型及API规范t－z曲线模型和q－z曲线模型,建立了顶部三向复杂荷载作用下群桩高承台的受力和变形分析模型。进而针对群桩基础的主要设计参数,包括桩基埋深、桩径、群桩圆周直径及桩的倾斜度等,进行了优化分析,发现：在满足上拔和下压承载力要求的前提下桩长对群桩内力和变形影响不大,桩基倾斜度大对群桩内力和变形均较为有利,增加群桩圆周直径对控制桩基变形影响不大,但可有效降低桩身轴力。     

鸭嘴形横担上平面布材形式研究

利用ANSYS软件分析了输电铁塔鸭嘴形横担上平面的两种布材形式分别对其整体稳定极限承载力的影响。研究结果表明,当横担仅承受竖向荷载时,采用抽空端部节间斜材的形式优于抽空根部斜材的形式;当横担同时承受水平和竖向荷载时,横担上平面交叉斜材内力较大,应采用满布交叉斜材的结构形式。     

挤扩支盘桩承载性能试验研究及数值模拟

在某电厂桩基静载荷试验的基础上利用数值模拟软件,分析了支盘桩的竖向荷载传递规律、单桩垂直承载力、承力盘对桩的承载力的影响及在承载过程中形成的应力场.为将来更进一步研究支盘灌注桩的荷载传递过程及合理确定支盘灌注桩的承载力提供了参考依据。     

输电铁塔基础偏心应用研究

对铁塔桩基础地脚螺栓偏心与双桩承台主柱偏心进行了受力分析,以桩身弯矩及单桩竖向力为评价指标,对偏心布置后基础主要受力参数进行了分析;对比了5种不同的双桩承台基础布置型式的受力差异,分析了不同布置型式对基础工程量的影响,结果显示基础偏心可减弱水平荷载产生的不利效应,使受力更加合理,基础偏心及基础合理布置方式对优化基础工程量效果显著。     

水平荷载对支盘桩受压承载力的影响分析

针对单独竖向受压荷载作用和受压+水平组合荷载作用两种情况,采用数值分析,对支盘桩的沉降特征、桩身轴力分布、支盘阻力、竖向承载力等承载性能进行系统地分析,进一步确定了支盘桩受压承载力的大小。研究表明:桩身轴力随深度增加而减小,在支盘上下处明显降低;在支盘荷载量级较小时,相比于单独受压荷载作用下,受压+水平组合荷载作用下的桩顶沉降较大。水平荷载的存在会对支盘桩的受压承载力产生一定程度的影响,会使受压承载力略有增加,但总体上影响不太大。     

浅谈桩基工程在火力发电厂中的应用

桩基是深基础的一种形式 ,它能较好地适应各种工程地质条件 ,是我国用得最多的一种人工地基 ,电厂建设普遍使用的桩型有 :预制钢筋混凝土桩、灌注桩和钢管桩。桩基工程设计一般需要考虑垂直承载力、水平承载力、沉降和位移等问题 ,设计应以桩基工程总费用为控制目标 ,进行多方案优化比较 ,使桩基垂直承载力和水平承载力能较好地匹配 ,达到工程费用最低的目的。     

陆上风电机组刚性承台桩基础基桩变刚度设计技术

针对刚性基础下"全部或部分基桩竖向刚度各不相同""同一根基桩竖向抗拔刚度与抗压刚度不相同"时桩顶竖向力计算问题,通过分析,给出完整的桩顶竖向力计算公式和相应的"基桩竖向刚度迭代算法",以求解基桩顶部竖向力;在此基础上,针对诸如承受风荷载等需要考虑水平荷载作用方向问题的桩基础,给出桩顶竖向力随水平荷载作用方向变化而变化的自动算法,并编制了相应的计算程序,建立刚性承台桩基础基桩变刚度设计技术.实际工程中,当刚性基础下基桩竖向刚度存在差异分布时,在不同方向水平荷载作用下,桩顶竖向力控制值的计算相当复杂;所编制的计算程序可以较好地解决这个问题,为工程设计提供了一种准确、高效的分析工具.     

复合荷载下海上钢管桩基础p-y曲线法研究

对于海上钢管桩基础的水平承载特性通常采用p-y曲线法进行分析,由于海洋环境复杂性,海上桩基往往同时承受侧向,竖向和力矩荷载,桩体处于复合受力状态。由单一水平向加载试验获得的p-y曲线法对于基础在复合荷载作用下承载特性分析的有效性尚未有定论。通过三维数值模拟,在得到离心模型试验验证的基础上,探讨了H-V和H-M复合加载下数值模拟与p-y曲线法对于桩体位移和弯矩计算的差异,计算结果可为桩基设计提供依据。     

基础位移作用下铁塔力学特性及设计方案研究

为了确定当基础发生位移时铁塔杆件内力的变化规律以及不同位移情况下的塔身最危险杆件位置,本文采用有限元的方式计算并分析了输电塔在基础位移作用下的杆件内力变化规律。结果表明基础位移会造成输电塔杆件附加应力的显著增加,当基础发生水平位移时,最危险杆件位置出现在塔腿及横隔面斜材上;当基础发生竖向位移时,最危险杆件位置出现在塔腿主材及斜材上。研究结论对基础位移作用下的输电塔加固方案具有重要的参考意义。     

输电线路岩石锚杆基础载荷试验研究

针对岩石锚杆基础应用于实际输电线路工程中所面临的问题,为其设计提供基础承载力、锚筋与混凝土间粘结强度等参数,进行了真型岩石锚杆基础在竖向上拔或上拔与水平复合作用工况下的载荷试验。基于基础的典型破坏表现形式、荷载–位移关系和锚筋应变－埋深关系等结果,分析了基础的主要破坏状态和承载特性,以及锚筋传递荷载的特性。研究结果表明,岩石锚杆基础可应用于中风化、强风化的基岩分布地区,满足输电线路上部结构对基础承载力的要求,具有良好的经济和社会效益。荷载～位移关系曲线存在明显第一拐点,对应位移小于10mm,基岩风化程度越高基础承载力越小且位移越大,水平荷载对群锚基础上拔稳定性存在不利影响。     

超高压送电线路新型等截面斜柱板式基础承载力试验

等截面斜柱基础与一般基础相比具有受力合理、节省材料、施工工期短等显著优点。在接近于实际工作条件下,进行等截面斜柱板式基础竖向－水平力组合作用试验,通过比较荷载位移曲线得出试验极限荷载均大于设计极限荷载,验证了等截面斜柱板式基础设计的可行性。     

扩底桩极限抗拔承载力设计方法比较分析

在非饱和及饱和粉土两种不同土质中进行了埋深比分别为1、2、3、5 四种的扩底桩抗拔大尺寸模型试验,得到了桩头荷载-位移曲线,通过s-logt 法确定各桩的极限抗拔承载力,分析了饱和度及埋深比对扩底桩极限抗拔承载力的影响。使用《架空送电线路基础设计技术规定》、《建筑桩基技术规范》中推荐的计算方法及国外相关计算方法,采用原位CPT 测试、考虑非饱和粉土基质吸力的影响及查表得到的土体参数分别对试验桩进行了极限抗拔承载力计算。通过计算结果与试验结果的对比,指出了采用不同土体参数时扩底桩极限抗拔承载力各计算方法的适用性。     

长短腿输电铁塔在多工况荷载下的静力特性分析

基于有限元分析方法，采用matlab程序技术，对长短腿输电铁塔和等长腿输电铁塔这两种结构体系进行了多工况荷载下的静力特性分析。计算结果表明，在各工况荷载下长短腿铁塔较等长腿铁塔底部主材的轴力均有增大，底部斜材的轴力变化有增有减，上部杆件如横担受长短腿影响很小。一般情况下顺侧向荷载方向位移较等长腿铁塔有所减小，但垂直于侧向荷载方向位移增大显著。短腿一侧电线发生断线时顺荷载方向位移也有所增大，但垂直荷载方向位移略有减小。分析表明长短腿铁塔要关注底部斜材内力和垂直于侧向荷载位移变化。     

输电铁塔交叉倾斜式微型桩基础的研究

微型桩在国内逐渐被应用到软土地区中,如上海、广州等地.而作为软土地基中的一种新型环保基础,它具有承载力高、施工方便、占地面积小等优点,已逐渐在输电线路杆塔基础中得到应用.而输电线路铁塔基础和普通建筑物的基础不同,除受下压力之外,还要承受由风荷载、导线张力引起的上拔力,对4×4倾斜交叉式微型群桩进行研究,得出在上拔荷载的作用下,微型桩基础的角度越大,相应的位移越小.     

输电线路斜置角锥装配式基础承载性能试验研究

混凝土板条与型钢支架联合的斜置角锥装配式基础通过在支架布置型式与连接方式上的改进与优化,使得基础受力更加合理,可有效节约材料用量。通过在回填黏土中开展与塔腿主斜材一致的受拉、受压真型试验,模拟基础实际受荷工况,分析其荷载位移曲线、地表竖向位移、地表裂缝、型钢支架应力应变关系及基底土压力分布规律等,验证其受荷力学性能与承载机理。试验结果表明,基础的极限上拔承载力达到设计荷载的1.5倍、极限下压承载力达到设计荷载的1.8倍,型钢支架仍处于弹性状态,理论计算值与试验值基本吻合,可满足设计要求,为其在输电线路工程中的试点应用提供技术参考。     

海上超高输电杆塔高承台桩基水平承载力的影响因素分析

针对桩基水平承载力计算的2种方法--m法和p-y曲线法,运用2个工程实例计算结果,进行了2种桩基水平承载力的计算方法对比分析。结合舟山与大陆联网大跨越工程,分析了各种因素对桩基水平承载力及变形的影响;为了优化承台厚度,计算时考虑了承台与群桩的共同作用。     

新型斜柱挖孔桩基础竖向抗压及水平承载力试验研究

斜柱挖孔桩基础在国外线路工程中已有应用,在国内仍是一种新的基础结构型式。通过对斜柱挖孔桩基础进行真型试验,采用模拟送电线路直线塔受压时实际工作条件的试验方法,验证了桩基础竖向抗压及水平承载力的设计理论、方法以及设计参数取值的合理性、可靠性。试验结果表明：该基础型式在设计荷载范围内,结构是稳定、安全的。     

青藏联网工程冻土地基装配式基础载荷试验研究

为评价青藏交直流联网工程冻土地基杆塔基础稳定性,进行了粗粒冻土地基装配式真型基础在竖向上拔与水平荷载或下压与水平荷载共同作用下的载荷试验,试验基础施工采取与工程基础尺寸、施工工艺和时期一致的原则,根据试验结果,分析了基础极限及破坏状态,研究了荷载与位移关系曲线特征及承载特性,求得试验基础的承载能力及“土重法”上拔角等设计参数的取值。试验研究结果表明,试验荷载作用下粗粒冻土装配式基础因水平位移过大而失稳,荷载与位移关系曲线表现为非陡降型,活动层冻结状态时地基强度及基础承载性能优于融化状态,粗粒冻土地基上拔角大于13°,装配式基础承载力满足设计要求。     

工程用挤扩支盘桩承载性能分析

总结了挤扩支盘桩的特点,针对挤扩支盘桩承载力计算公式,分析了挤扩支盘桩的承载机理与受力性能,提出应考虑支盘外形尺寸和施工质量等对支盘端阻和侧阻的影响的建议。对某工程基础用挤扩支盘桩单桩承载力检测试验的试验过程与结果进行分析,结合成桩工艺与承载特性,通过以往的工程经验和理论分析,得出该工程桩基承载力试验预定极限荷载过于保守,并没有得出单桩极限承载力,依此检测结果可能会导致该工程单桩承载力得不到充分利用。