使用GEO5计算江苏南京某市政桥梁工程 (上)
wwgclj
wwgcljLv.3
2014年06月12日 16:20:55
来自于岩土工程
只看楼主

本帖最后由 wwgclj 于 2014-6-12 16:30 编辑   这是穿山甲科技为某市政设计院做的一个工程实例,该工程实例是一个典型的多模块联合使用解决复杂工程问题的例子。此项目为南京某市政桥梁工程的一个复杂桥台设计,涉及到的软件模块有:桥台挡土墙设计模块/Abutment、重力式挡土墙设计模块/Gravity Wall、加筋土式挡土墙设计模块/MSE Wall、土质边坡稳定分析模块/Slope Stability、单桩设计模块Piles。   整个桥台结构如下图:

本帖最后由 wwgclj 于 2014-6-12 16:30 编辑
  这是穿山甲科技为某市政设计院做的一个工程实例,该工程实例是一个典型的多模块联合使用解决复杂工程问题的例子。此项目为南京某市政桥梁工程的一个复杂桥台设计,涉及到的软件模块有:桥台挡土墙设计模块/Abutment、重力式挡土墙设计模块/Gravity Wall、加筋土式挡土墙设计模块/MSE Wall、土质边坡稳定分析模块/Slope Stability、单桩设计模块Piles。   整个桥台结构如下图:
QQ截图20140515160701.png
  桥台置于桩基之上,桩基和桩基之间由重力式挡土墙将后方的土体挡住。重力式挡土墙后方土体上部是填土。为了防止填土对桥台产生推力,因此对填土进行加筋,以使填土作用在桥台上的主动土压力为零。   需要验算的内容有:桥台验算、桩基验算、重力式挡土墙验算、加筋土挡土墙验算、整体稳定性验算。下面介绍具体的设计与计算流程: 1. 桥台验算   验算采用“桥台挡土墙设计”模块进行。该案例的桥台验算非常简单,因为墙后填土没有土压力,主要验算一下桥台截面的抗压承载力就可以了,这里就不具体介绍了。 2. 桩基验算   验算采用“单桩设计”模块进行。桩基验算也非常简单,根据桥台挡土墙设计模块中计算得到的作用在桩基顶部的作用力,在单桩设计模块中以荷载的方式输入桩基顶部的作用力即可。验算也很简单,这里不再详细介绍。 3. 重力式挡土墙验算   根据现场地质情况,墙后土体为填土,强度参数如下图,地基土为经过地基处理过的图,现场试验表明地基承载力为280kPa。需要验的内容主要为重力式挡土墙的倾覆滑移稳定性、地基承载力和墙身截面承载力。
QQ截图20140515160701.png
3.1 倾覆滑移稳定性验算   由于挡墙后方填土之上还有加筋土填土,因此将加筋土和加筋土上的路面换算为等效的超载作用在重力式挡土墙墙后坡面上。因此,墙后坡面的均布超载为:2.9m的填土和0.45m的路面=18*2.9+23*0.45=63.55kN/m2。计算模型如下:
QQ截图20140515160701.png
  模型建好以后,直接点击“倾覆滑移验算”,即可得到倾覆滑移验算结果。结果会以利用率的方式来表示,即设计安全系数除以实际安全系数。点击详细信息可以看到安全系数的计算值。需要注意的一点是,在“倾覆滑移验算”界面,GEO5允许我们对各个作用力的系数进行修改,并创建多个不同的验算。计算结果显示,倾覆滑移稳定性满足规范要求。
QQ截图20140515160701.png
  注:之前有用户问道GEO5中如何输入挡墙和地基土的摩擦系数。GEO5v18之前的版本通常是通过在基底创建一层非常薄的土层,例如0.01m,来实现。GEO5v18我们做了一些改进,新增了“基础”界面。挡土墙和地基土的摩擦系数可以在“基础”界面中完成,同时,我们还提供了很多其他的考虑基底和地基土摩擦的方法。 3.2 地基承载力验算   进入“承载力验算”界面,由于地基承载力已知为280kPa,因此这里选择“输入修正后的地基承载力特征值”。输入地基承载力280kPa,得到基底偏心距和地基承载力均满足要求:
QQ截图20140515160701.png
  注:如果地基承载力未知,可以选择“运行“扩展基础设计”软件计算地基承载力”,这时“扩展基础设计”模块会启动,并根据相关规范和地基岩土材料参数计算出地基承载力。同时,还可以计算出基础产生的沉降,如果需要的话。 3.3 墙身截面强度验算   GEO5v18重力式挡土墙中还未添加浆砌片石材料,目前仅验算钢筋混凝土和素混凝土材料。不过我们依然可以很简单的对浆砌片石挡墙的截面强度进行验算。进入“截面强度验算”界面,选择相应的需要验算的截面,点击详细结果,我们就可以得到相应截面处的轴力、剪力和弯矩,然后再根据下面两个式子即可对验算得到的墙身的截面承载力是否满足要求:
  这是穿山甲科技为某市政设计院做的一个工程实例,该工程实例是一个典型的多模块联合使用解决复杂工程问题的例子。此项目为南京某市政桥梁工程的一个复杂桥台设计,涉及到的软件模块有:桥台挡土墙设计模块/Abutment、重力式挡土墙设计模块/Gravity Wall、加筋土式挡土墙设计模块/MSE Wall、土质边坡稳定分析模块/Slope Stability、单桩设计模块Piles。   整个桥台结构如下图:
  桥台置于桩基之上,桩基和桩基之间由重力式挡土墙将后方的土体挡住。重力式挡土墙后方土体上部是填土。为了防止填土对桥台产生推力,因此对填土进行加筋,以使填土作用在桥台上的主动土压力为零。   需要验算的内容有:桥台验算、桩基验算、重力式挡土墙验算、加筋土挡土墙验算、整体稳定性验算。下面介绍具体的设计与计算流程: 1. 桥台验算   验算采用“桥台挡土墙设计”模块进行。该案例的桥台验算非常简单,因为墙后填土没有土压力,主要验算一下桥台截面的抗压承载力就可以了,这里就不具体介绍了。 2. 桩基验算   验算采用“单桩设计”模块进行。桩基验算也非常简单,根据桥台挡土墙设计模块中计算得到的作用在桩基顶部的作用力,在单桩设计模块中以荷载的方式输入桩基顶部的作用力即可。验算也很简单,这里不再详细介绍。 3. 重力式挡土墙验算   根据现场地质情况,墙后土体为填土,强度参数如下图,地基土为经过地基处理过的图,现场试验表明地基承载力为280kPa。需要验的内容主要为重力式挡土墙的倾覆滑移稳定性、地基承载力和墙身截面承载力。
3.1 倾覆滑移稳定性验算   由于挡墙后方填土之上还有加筋土填土,因此将加筋土和加筋土上的路面换算为等效的超载作用在重力式挡土墙墙后坡面上。因此,墙后坡面的均布超载为:2.9m的填土和0.45m的路面=18*2.9+23*0.45=63.55kN/m2。计算模型如下:
  模型建好以后,直接点击“倾覆滑移验算”,即可得到倾覆滑移验算结果。结果会以利用率的方式来表示,即设计安全系数除以实际安全系数。点击详细信息可以看到安全系数的计算值。需要注意的一点是,在“倾覆滑移验算”界面,GEO5允许我们对各个作用力的系数进行修改,并创建多个不同的验算。计算结果显示,倾覆滑移稳定性满足规范要求。
  注:之前有用户问道GEO5中如何输入挡墙和地基土的摩擦系数。GEO5v18之前的版本通常是通过在基底创建一层非常薄的土层,例如0.01m,来实现。GEO5v18我们做了一些改进,新增了“基础”界面。挡土墙和地基土的摩擦系数可以在“基础”界面中完成,同时,我们还提供了很多其他的考虑基底和地基土摩擦的方法。 3.2 地基承载力验算   进入“承载力验算”界面,由于地基承载力已知为280kPa,因此这里选择“输入修正后的地基承载力特征值”。输入地基承载力280kPa,得到基底偏心距和地基承载力均满足要求:
  注:如果地基承载力未知,可以选择“运行“扩展基础设计”软件计算地基承载力”,这时“扩展基础设计”模块会启动,并根据相关规范和地基岩土材料参数计算出地基承载力。同时,还可以计算出基础产生的沉降,如果需要的话。 3.3 墙身截面强度验算   GEO5v18重力式挡土墙中还未添加浆砌片石材料,目前仅验算钢筋混凝土和素混凝土材料。不过我们依然可以很简单的对浆砌片石挡墙的截面强度进行验算。进入“截面强度验算”界面,选择相应的需要验算的截面,点击详细结果,我们就可以得到相应截面处的轴力、剪力和弯矩,然后再根据下面两个式子即可对验算得到的墙身的截面承载力是否满足要求:   GB 50003-2011 (截面抗压承载力验算式)  GB 50003-2011 (截面抗剪承载力验算式)   其中N和V即为作用在相应截面上的轴力和剪力,其他参数的意义请参考建筑砌体结构规范。验算非常简单,Excel就可以完成。验算结果表示,截面承载力满足要求。 4. 加筋土挡土墙验算   在进行整体稳定验算前,我们先对加筋土的稳定性进行验算,并得出加筋材料所需的层数和长度。因为设计要求加筋填土对桥台不作用土压力,因此需要保证加筋填土在前方没有支挡的情况下,直立状态下也保持稳定。计算模型如下图。
  和重力式挡土墙设计模块的使用一样,我们只要顺着右侧的界面一次进行设计即可。在筋材类型界面,我们定义一种自定义类型的筋材,筋材强度,也就是长期强度设计值Rt,取为50kN/m。筋材抗滑摩擦力折减系数以及土和筋材相互作用系数取为0.6。
  注:Rt用于筋材抗拉强度验算,Ci用于抗拔强度验算,Cds用于筋材上部土块沿筋材的滑移稳定性验算。质控抗拉强度对具体的验算没有影响,质控抗拉强度用在选定的内置筋材类型中。筋材的设计强度是由质控强度被考虑了各种因素的分项系数折减以后得到的。各参数的具体细节可以翻阅GEO5用户手册。   模型建好以后,需要进行以下验算:倾覆滑移验算、内部滑移验算、内部稳定验算。这里我们不进行地基承载力验算,因为在加筋土下面还有重力式挡土墙,和桩基。这部分稳定性验算我们通过后一步的整体稳定性验算来进行。
  其中N和V即为作用在相应截面上的轴力和剪力,其他参数的意义请参考建筑砌体结构规范。验算非常简单,Excel就可以完成。验算结果表示,截面承载力满足要求。 4. 加筋土挡土墙验算   在进行整体稳定验算前,我们先对加筋土的稳定性进行验算,并得出加筋材料所需的层数和长度。因为设计要求加筋填土对桥台不作用土压力,因此需要保证加筋填土在前方没有支挡的情况下,直立状态下也保持稳定。计算模型如下图。
QQ截图20140515160701.png
  和重力式挡土墙设计模块的使用一样,我们只要顺着右侧的界面一次进行设计即可。在筋材类型界面,我们定义一种自定义类型的筋材,筋材强度,也就是长期强度设计值Rt,取为50kN/m。筋材抗滑摩擦力折减系数以及土和筋材相互作用系数取为0.6。
QQ截图20140515160701.png
  注:Rt用于筋材抗拉强度验算,Ci用于抗拔强度验算,Cds用于筋材上部土块沿筋材的滑移稳定性验算。质控抗拉强度对具体的验算没有影响,质控抗拉强度用在选定的内置筋材类型中。筋材的设计强度是由质控强度被考虑了各种因素的分项系数折减以后得到的。各参数的具体细节可以翻阅GEO5用户手册。   模型建好以后,需要进行以下验算:倾覆滑移验算、内部滑移验算、内部稳定验算。这里我们不进行地基承载力验算,因为在加筋土下面还有重力式挡土墙,和桩基。这部分稳定性验算我们通过后一步的整体稳定性验算来进行。

QQ截图20140515160701.png

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和蔼的老姚
2014年06月13日 09:00:14
2楼
不错的资料,谢谢
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ymwatcher
2015年01月29日 15:58:05
3楼
谢谢楼主分享的好资料,加油。。。
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ymxl2011
2015年01月29日 15:59:52
4楼
谢谢楼主的好资料,支持。。。
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洋儿
2017年03月15日 17:58:33
5楼
不错不错的资料.可以的,学习了
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qq_1476688554833
2017年03月28日 09:10:19
6楼
谢谢楼主奉献这么好的东东!
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洋儿
2017年04月16日 18:43:29
7楼
很好的资料,学习了.谢谢
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mm12309
2017年05月27日 09:50:54
8楼
谢谢楼主 谢谢
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mm12309
2017年05月27日 09:50:56
9楼
谢谢楼主 谢谢
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mm12309
2017年05月27日 09:51:17
10楼
谢谢楼主 谢谢
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hit_425
2017年06月05日 10:46:05
11楼
目前来讲,软件不错,主要的是结构力学原理搞清楚,计算就简单了交给电脑来计算。
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