采用有限元分析软件SAP2000建立了某整体式斜交桥的三维结构模型,通过离散非线性弹簧单元模拟桥台-台后土以及H型钢桩-桩周土的土-结构相互作用,通过一系列双向地震作用下的非线性时程分析,研究了桩的朝向、桩周土刚度及桩头转动刚度对整体式斜交桥中H型钢桩地震响应的影响规律.研究结果表明:双向地震作用下,H型钢桩的横桥向位移显著大于纵桥向,且受桩朝向的影响更为明显,强、弱轴弯矩均呈正反双向分布,屈服面函数最大值一般位于桩顶,另一峰值则位于桩身2～4 m埋深处;钢桩绕强轴弯曲布置时,桩顶纵桥向位移相比绕弱轴弯曲时降低18.2％,但横桥向位移增大47.7％,桩顶处绕强轴弯矩增加约3.9倍,桩身反向强轴弯矩峰值降低67.0％,桩顶处绕弱轴弯矩基本不变,桩身反向弱轴弯矩峰值增加约1.0倍;随着桩周土刚度的降低,桩顶纵、横桥向位移增大,桩顶屈服面函数值降低,而桩身屈服面函数峰值增加,桩身更不易保持弹性;当桩头采用柔性连接时,桩顶纵、横桥向位移均增大,桩顶屈服面函数值降低,有利于保护桩头,而桩身屈服面函数峰值增加,当桩头转动刚度过低时甚至可能大于桩顶刚度,导致桩身在罕遇地震作用下先进入塑性.

桥梁工程;整体式斜交桥;非线性时程分析;H型钢桩;桩的朝向;桩周土刚度;桩头转动刚度

天津大学 建筑工程学院,天津 300350;天津大学 滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室,天津 300350;山东科技大学 山东省土木工程防灾减灾重点实验室,山东 青岛 266590;北京构力科技有限公司,北京 100013;福州大学 土木工程学院,福建 福州 350116;长安大学 公路大型结构安全教育部工程研究中心,陕西 西安 710064

[1]赵秋红;郭浩猛;董硕;王晴薇;陈宝春;周勇军-.整体式斜交桥中桥台钢桩地震响应)[J].交通运输工程学报,2022(05):119-130

整体式斜交桥,桩的朝向,桩周土刚度,桩头转动刚度

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