一种高陡斜坡桥梁桩基位置确定方法
文献发布时间：2023-06-19 18:35:48
技术领域
本发明涉及土木工程中的桥梁桩基础选址设计，特别是涉及一种高陡斜坡桥梁桩基位置确定方法。
背景技术
桩基础相较于传统的扩大基础具有承载力高、稳定性好、沉降稳定快、沉降变形小、抗震能力强，能适用于各种复杂地质条件等优点，在现在很多的峡谷地区大跨度的大桥中都有应用。高陡斜坡桥梁桩基础位置的选定不仅要考虑地基承载力的要求，还需要考虑荷载作用下，边坡岩体剪切破坏的可能性。
然而目前相关规范并无高陡斜坡地基上的桩基础位置确定的方法。公路铁路行业内的设计规范和手册都没有对高陡边坡桩基础的水平位置有定量的计算方法，大多数的规范以及手册的指导意见都是经验性的参考或者存在较大的尺度区间，且没有较为完善的理论依据。
发明内容
针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种高陡斜坡桥梁桩基位置确定方法解决了目前高陡斜坡桥梁桩基位置没有定量计算方法的问题，并具有完善的理论依据。
为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：一种高陡斜坡桥梁桩基位置确定方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
S1：通过数值模拟获得应力影响系数最大值与高陡斜坡及桩基各参数的关系；
S2：根据应力影响系数最大值与高陡斜坡及桩基各参数的关系建立应力影响系数最大值与各参数的数学关系式；
S3：根据岩体质量确定应力影响系数限值公式；
S4：根据应力影响系数最大值与各参数的关系式以及应力影响系数限值公式确定高陡斜坡桥梁桩基位置。
上述方案的有益效果是：利用数值模拟应力影响系数最大值与各参数的关系并得到关系式，根据岩石质量推导出应力影响系数限值，进而确定高陡斜坡桥梁桩基位置公式，通过上述技术方案，可以有效计算出高陡斜坡桥梁桩基位置。
进一步地，S2中包括以下公式：
应力影响系数最大值η
log(η
应力影响系数最大值η
log(η
应力影响系数最大值η
η
应力影响系数最大值η
log(η
应力影响系数最大值η
log(η
应力影响系数最大值η
应力影响系数最大值η
应力影响系数最大值η
η
上述进一步方案的有益效果是：通过上述技术方案，得到应力影响系数最大值与各参数之间的关系式，便于分析应力影响系数最大值受到相关因素影响的问题。
进一步地，S3中包括以下公式：
[η
其中，[η
k
其中，RMR为常见地质力学分类评分指标。
上述进一步方案的有益效果是：岩石质量不同，则应力影响系数限值也会不同，通过上式能够根据不同的岩石情况计算应力影响系数限值，通过上述方案可以对不同情况的桥梁桩基确定其应力影响系数限值。
进一步地，S4中包括以下公式：
将桥基边距S作为高陡斜坡桥梁桩基位置。
上述进一步方案的有益效果是：通过上述公式即可确定高陡斜坡桥梁桩基位置，对桩基位置的确定做出了定量的计算方法。
附图说明
图1为高陡斜坡桥梁桩基位置确定方法流程图。
图2为边坡岩体应力影响系数图。
图3为高陡斜坡及桥基相关参数图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明。
如图1所示，一种高陡斜坡桥梁桩基位置确定方法，包括以下步骤：
S1：通过数值模拟获得应力影响系数最大值与高陡斜坡及桩基各参数的关系；
S2：根据应力影响系数最大值与高陡斜坡及桩基各参数的关系建立应力影响系数最大值与各参数的数学关系式；
S3：根据岩体质量确定应力影响系数限值公式；
S4：根据应力影响系数最大值与各参数的关系式以及应力影响系数限值公式确定高陡斜坡桥梁桩基位置。
在桥基荷载作用下，岩体的应力状态发生改变，部分岩体的最大主应力变化比较大，用应力影响系数表示桥基荷载对岩体应力的附加影响。而应力影响系数η定义为：
其中，σ
在本方案中，通过数值模拟获得应力影响系数最大值η
S2中包括以下公式：
应力影响系数最大值η
log(η
应力影响系数最大值η
log(η
应力影响系数最大值η
η
应力影响系数最大值η
log(η
应力影响系数最大值η
log(η
应力影响系数最大值η
应力影响系数最大值η
应力影响系数最大值η
η
在步骤S3中，在确定应力影响时，不同质量岩体的应力影响系数限值介于0.1～0.2之间。如果岩体质量系数用k
[η
其中，[η
k
其中，RMR为常见地质力学分类评分指标。
采用RMR确定岩体质量需要5个参数，分别为岩块强度、RQD值、节理间距、节理条件、地下水。
S4中包括以下公式：
上述公式中的横向桩距L
以某岸坡大桥桥基设计为例，初步设计桥梁桩基横向桩数为M
在本发明的一个实施例中，通过数值模拟得到应力影响系数最大值与各参数之间的关系，进而建立应力影响系数最大值与各参数的数学关系式，再通过岩石质量确定应力影响系数的限值，对上述公式进行数学处理即可得到高陡斜坡桥梁桩基位置的确定方法。
本发明考虑到桩基荷载对高陡斜坡产生的应力作用，提出了高陡斜坡桥梁桩基位置确定方法。该计算方法能够定量的计算出高陡斜坡桥基位置，有效解决了目前未能准确计算高陡斜坡桥基位置这一问题，本方案的提出对现有工业具有一定的贡献作用。
本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在发明的保护范围内。