強(qiáng)震下深水橋梁群樁基礎(chǔ)的動(dòng)力響應(yīng)及非線性損傷特性研究.pdf

1、群樁基礎(chǔ)是深水橋梁結(jié)構(gòu)中常見(jiàn)的一種橋梁下部基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)形式，并且往往是地震中的易損部位和薄弱環(huán)節(jié)。動(dòng)水效應(yīng)是深水橋梁抗震設(shè)計(jì)中需要考慮的重要問(wèn)題，不僅會(huì)改變深水橋梁的動(dòng)力性態(tài)，也會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)響應(yīng)產(chǎn)生明顯影響。本文以一座典型的深水橋梁為對(duì)象，基于流固耦合理論和方法，分別建立考慮結(jié)構(gòu)-水體動(dòng)力耦合作用的群樁基礎(chǔ)彈性和非線性分析模型，討論了Morison方程法、相關(guān)簡(jiǎn)化公式在樁身和承臺(tái)的動(dòng)水效應(yīng)計(jì)算中的有效性。以此為基礎(chǔ)，對(duì)深水橋梁群樁基礎(chǔ)在近、遠(yuǎn)場(chǎng)

2、地震作用下的響應(yīng)特性和強(qiáng)震下的損傷分布規(guī)律進(jìn)行了分析研究。主要內(nèi)容包括:
　　(1)采用勢(shì)流體方法建立考慮流固耦合效應(yīng)的深水橋梁群樁基礎(chǔ)，對(duì)流體域?qū)挾确秶?、流體域網(wǎng)格劃分精度進(jìn)行了討論，明確了相關(guān)參數(shù)的取值，為后續(xù)研究奠定了重要數(shù)值基礎(chǔ)。
　　(2)以基于勢(shì)流體方法的群樁基礎(chǔ)彈性分析模型為對(duì)象，以7條具有明顯速度脈沖效應(yīng)的近場(chǎng)地震波為輸入，分析了不同水深下群樁基礎(chǔ)的動(dòng)力響應(yīng)特性及樁間距的變化對(duì)其響應(yīng)特性的影響。研究表明，隨著

3、水深的增加，結(jié)構(gòu)自振周期不斷延長(zhǎng)，動(dòng)水壓力的存在使得群樁基礎(chǔ)的動(dòng)力響應(yīng)顯著增大。隨著樁間距的增大，結(jié)構(gòu)自振周期和動(dòng)力響應(yīng)都有減小的趨勢(shì)。
　　(3)基于勢(shì)流體全數(shù)值計(jì)算方法，檢驗(yàn)了Morison方程法、王寶喜簡(jiǎn)化公式和魏凱簡(jiǎn)化公式在分別用于計(jì)算群樁基礎(chǔ)的樁身和承臺(tái)動(dòng)水附加效應(yīng)時(shí)的有效性，并對(duì)不同方法在位移、彎矩以及剪力等響應(yīng)指標(biāo)上的誤差率進(jìn)行了具體評(píng)價(jià)。
　　(4)建立群樁基礎(chǔ)的非線性分析模型，選取成組近、遠(yuǎn)場(chǎng)地震記錄為輸入