地震作用下特大型桥梁嵌岩桩基础动力响应

作者：刘闯; 冯忠居; 张福强; 吴敬武; 董芸秀; 尹洪桦; 袁枫斌; 李孝雄; 文军强

来源：交通运输工程学报, 2018, 18(04): 53-62.

DOI：10.3969/j.issn.1671-1637.2018.04.006

• 岩土工程
• 强震区
• 嵌岩桩基础
• 动力特性
• 振动台模型试验

依托铺前大桥实体工程,基于人工质量模型和桩-土惯性相互作用机理,通过振动台模型试验,选用叠层剪切式模型箱,模拟了自由场在地震作用下的振动反应,分析了0.15g~0.60g(g为重力加速度)地震动强度下大直径桥梁嵌岩桩基础加速度、相对位移、弯矩等响应特性和损伤情况等。研究结果表明:桩基础加速度峰值从桩底至桩顶呈增大趋势,加速度放大系数随地震动强度的增大逐渐减小,输入地震波为0.55g时,桩顶加速度放大系数趋于稳定值1.34;桩顶加速度时程响应频率低于桩底加速度时程响应频率,上部覆盖层对地震波的放大作用和滤波效应明显;随着地震动强度的增大,桩顶相对位移峰值近似呈线性增大,在0.15g~0.60g地震动强度下,桩顶相对位移峰值变化范围为1.97~6.73mm;桩基础弯矩沿桩长呈"3"字形变化,上部软硬土层分界处和基岩面附近弯矩达到峰值,并随地震动强度的增大而增大,地震动强度为0.50g时达190.9kN·m,超过桩身抗弯承载力;桩基础基频随地震动强度的增大呈整体降低趋势,在0.50g地震动强度下,其基频较0.35g地震动强度下低50.1%,桩基础产生损伤;桩顶与承台连接处、上部覆盖软硬土层界面和基岩面附近桩身在地震作用下易产生裂缝,桥梁桩基础抗震设计时应着重考虑。

• 单位
  陇东学院; 广东省交通规划设计研究院股份有限公司; 公路学院; 滁州学院; 中咨华科交通建设技术有限公司; 海南省交通运输厅; 中国公路工程咨询集团有限公司; 长安大学; 土木工程学院