水平荷載作用下橋墩及樁基的靜力與動力響應分析.pdf

1、國民經(jīng)濟的快速增長給橋梁建設和水路交通帶來了巨大需求，同時也引發(fā)撞橋事故概率的增高，嚴重危及到橋梁的安全運營。鑒于此，本文對水平荷載作用下橋墩及樁基的靜力和沖擊動力響應開展了解析和數(shù)值計算研究，主要工作和創(chuàng)新成果如下：
　　 1.對黏性土和砂性土地基水平極限抗力的計算方法進行了歸納總結和計算對比?；诘鼗戳Ψê秃喕耐馏w彈塑性本構關系，進一步完善了均質地基中水平受荷樁樁頂嵌固（樁頂約束轉動）情形的解析解。
　　 2.基

2、于地基反力法和簡化的土體彈塑性本構關系，分別對“Gibson模式”和“廣義Gibson模式”地基中水平受荷長樁進行了解析計算研究，給出了不同工況下樁身最大撓度、最大轉角、最大彎矩的無量綱解析表達式。計算表明聯(lián)合荷載（水平力和彎矩）作用下樁身最大撓度、最大轉角和最大彎矩與荷載的關系具有非線性、非對稱性，故采用常規(guī)線性疊加法進行聯(lián)合荷載作用下的計算將偏于不安全。在常見荷載范圍內(nèi)，對復雜的解析結果進行了簡化擬合，提出的擬合公式計算簡便精度高，

3、有利于工程的應用。通過與實測數(shù)據(jù)及p-y曲線法計算結果的比較表明，本文方法可較有效地開展非均質彈塑性地基中水平受荷長樁的計算分析。
　　 3.基于地基反力法和簡化的土體彈塑性本構關系，結合提出的雙層地基極限抗力計算表達式，對雙層非均質彈塑性地基中樁頂自由和嵌固兩種常見情形下的水平受荷長樁進行了解析推導，得到了相應的閉合計算式。并利用所得解分析了雙層地基土性參數(shù)對樁基性狀的影響。算例分析表明，本文解計算結果與單樁和群樁的三維有限元

4、模擬結果及現(xiàn)場試驗實測值吻合較好。
　　 4.基于Euler梁-Winkler模型（E-W模型），給出了均質黏彈性地基中不同邊界條件下樁受水平?jīng)_擊荷載響應的完全解析解。針對E-W模型動力分析存在的不足，對Timoshenko梁-雙參數(shù)模型（T-D模型）黏彈性地基中樁的動力響應進行了半解析求解，并對E-W模型和T-D模型樁的動力響應進行了計算比較。對相同的撞擊能量下三種常見的簡化沖擊荷載形式（矩形脈沖荷載、半正弦脈沖荷載和三角形脈

5、沖荷載）作用下樁的動力響應進行了計算對比。
　　 5.基于T-D模型，對成層黏彈性地基中水平?jīng)_擊荷載作用下單墩-樁基礎和雙墩-樁基礎結構的動力響應進行了理論推導。通過單墩-樁基礎動力計算模型，對承臺、墩頂結構、荷載作用位置、河床沖刷深度、復雜的沖擊荷載形式等進行了參數(shù)影響分析。最后利用本文理論模型對兩座撞擊試驗橋墩進行了簡化計算，計算結果和實測值較吻合。
　　 6.對某大橋受撞橋墩-樁基礎實測資料進行了分析，并對橋墩的受