交通载荷下高峪铺公铁立交桥挡土墙失稳模拟.pdf

交通载荷下高峪铺公铁立交桥挡土墙失稳模拟 张友葩， 高永涛， 吴顺川， 陈雅男“ （ “北京科技大学土木与环境工程学院， 北京 ； 6 A 7 8 2 5 2 5 3B 8 6 平衡方程 在车辆载荷作用下， 公路路面在一定的范围内 出现弯沉现象， 见图“ ［“］ 。由于路面质量与车辆载 荷相比非常小， 所以大部分的载荷能量由路面弹性 能和公路基础变形能所承担。由于车辆载荷比较频 繁， 路基础所承受的能量除一小部分弹性能得以瞬 时恢复之外， 其余经过土体向周边传播。由此， 公路 路面、 基础以及挡土墙构成一个有机整体 ［-］ ， 共同 承担车辆载荷。 根据公路结构， 路面按弹性体、 公路基础按库伦 体考虑， 并考虑结构的质量和刚度阻尼系数 ， 建立 运动方程， 见式 （） ， 用矩阵形式如式 （“）所示， 可简 写成式 （-） 。 式中 “ ， 分别表示单元体所承受的 车辆载荷和公路基础反力； “- 万方数据 图车辆载荷下路面弯沉示意 “ ］ ， 见式 （;） 。 ） 式中/表示时间间隔， 表示加速度因数 （ 7 ; 0 D 9 7 D 6 9 0 6 B ; B D 9 7 D 6 9 0 6 B 7 8 9 6 ; 0 H 9 7 ; B F B 6 , 材料密度 ／ （ I 1 , ） 弹性模量 ／J ;J ; B B 0 7 2 挡土墙 “ “ 2 L ’ 6 * 2 “ 弹性体 2 原坡土 * ’ L 0 ’ 有色金属第 卷 万方数据 “ 计算结果分析 挡土墙的失稳主要由墙体的侧向变形而引起， 所以车辆载荷下挡土墙的位移响应分析应着重于墙 体的侧向位移。为能说明问题， 在计算过程中分别 在墙体的上、 中、 下三个部位取三个不同的单元， 用 来观测墙体的侧向位移随动载时间的变化过程。其 中单元 （， “） 位于挡土墙的墙踵， 单元 （， ） 位于墙 体的中部， 而单元 （， “） 则位于墙体的上部。图 为挡土墙的侧向位移速度变化曲线， 墙体上部的位 移速度的变化幅度明显大于其他两个部位， 位于墙 踵的单元的侧向位移速度和其他两个单元相比差距 较大。由此可以说明， 这一挡土墙在车辆载荷的长 期作用下可能导致墙体顶部的外倾， 进而引起整个 墙体的失稳 ［］ 。 为观测墙体后填土与墙体的相互作用， 在路基 的上、 中、 下三个部位也设置了三个不同的计算单 元， 如图 * ；5 . 2 , 6 1 6 1 , 6 1 . . 5 6 1 ；4 0 B B . 5 F 0 9 / . 1 8 0 5 .；3 0 5 6 D 0 1 2 , B 6 , 5 0 5 . 5 . 4 0 . 5 9；7 6 ； 6 1 . / F 0 8 2 , 5 . , 有色金属第’ ’卷 万方数据