铁路路基桩板结构荷载扩散模式及有限元计算方法研究

作     者：徐玉龙 曾长贤 郭建湖 陈尚勇 XU Yulong;ZENG Changxian;GUO Jianhu;CHEN Shangyong

作者机构：中铁第四勘察设计院集团有限公司武汉430063 

出 版 物：《铁道标准设计》 (Railway Standard Design)

年 卷 期：2022年第66卷第8期

页      面：19-25页

学科分类：08[工学] 081401[工学-岩土工程] 0814[工学-土木工程] 

基　　金：中铁第四勘察设计院集团有限公司软件开发课题(2020D036)。 

主　　题：铁路路基 桩板结构 结构设计 荷载扩散 有限元计算 双层地基 

摘      要：桩板结构由于具有优越的刚性特征,在软土、岩溶、采空区、短路基、交叉工程等条件复杂地区加固地基取得了良好效果,但因其荷载复杂、结构多次超静定,往往需借助国外商业有限元计算软件进行结构设计优化。采用理论研究与数值计算方法,对路基桩板结构计算模型、荷载扩散模式、有限元计算方法进行研究。研究表明:桩板结构可借助温克尔弹性地基梁理论简化为二维梁-杆框架结构;路基基床结构与桩板结构组成的“上软下硬双层地基结构体系下,路基各类荷载扩散至桩板结构上的扩散角范围为0°~30°;通过构建有限元理论框架下梁、杆单元刚度矩阵与温度等效荷载,自主编制了桩板结构V1.0结构计算软件,对比商业有限元软件与自编软件的内力与位移计算结果,显示两者高度吻合,可服务于工程设计。