強震下深水橋梁群樁基礎的動力響應及非線性損傷特性研究.pdf

1、群樁基礎是深水橋梁結構中常見的一種橋梁下部基礎結構形式，并且往往是地震中的易損部位和薄弱環(huán)節(jié)。動水效應是深水橋梁抗震設計中需要考慮的重要問題，不僅會改變深水橋梁的動力性態(tài)，也會對結構響應產生明顯影響。本文以一座典型的深水橋梁為對象，基于流固耦合理論和方法，分別建立考慮結構-水體動力耦合作用的群樁基礎彈性和非線性分析模型，討論了Morison方程法、相關簡化公式在樁身和承臺的動水效應計算中的有效性。以此為基礎，對深水橋梁群樁基礎在近、遠場

2、地震作用下的響應特性和強震下的損傷分布規(guī)律進行了分析研究。主要內容包括:
　　(1)采用勢流體方法建立考慮流固耦合效應的深水橋梁群樁基礎，對流體域寬度范圍、流體域網格劃分精度進行了討論，明確了相關參數(shù)的取值，為后續(xù)研究奠定了重要數(shù)值基礎。
　　(2)以基于勢流體方法的群樁基礎彈性分析模型為對象，以7條具有明顯速度脈沖效應的近場地震波為輸入，分析了不同水深下群樁基礎的動力響應特性及樁間距的變化對其響應特性的影響。研究表明，隨著

3、水深的增加，結構自振周期不斷延長，動水壓力的存在使得群樁基礎的動力響應顯著增大。隨著樁間距的增大，結構自振周期和動力響應都有減小的趨勢。
　　(3)基于勢流體全數(shù)值計算方法，檢驗了Morison方程法、王寶喜簡化公式和魏凱簡化公式在分別用于計算群樁基礎的樁身和承臺動水附加效應時的有效性，并對不同方法在位移、彎矩以及剪力等響應指標上的誤差率進行了具體評價。
　　(4)建立群樁基礎的非線性分析模型，選取成組近、遠場地震記錄為輸入