文档介绍：同济大学土木工程学院
博士学位论文
大型桥梁高桩承台群桩基础抗震能力研究
姓名:高永
申请学位级别:博士
专业:桥梁与隧道工程
指导教师:袁万城
20090901
摘要模群桩基础结构的设计方法来设计大型高桩承台群桩基础结构。在抗震设计中,震能力与地震响应联系起来,根据地震下承台底截面的最大内力响应,确定群桩基础结构进行静力推倒分析时采用的加载模式。高桩承台群桩基础在我国大型桥梁中得到了广泛的应用,但对采用这种基础结构形式的大型桥梁结构的静、动力性能研究严重不足,设计人员仍旧采用小规对结构整体地震响应、抗震能力方面的研究和认识存在不足。设计中通常只验算群桩基础结构中受力最不利边桩的抗震能力,缺乏对群桩基础结构整体抗震能力的计算和分析,因而对地震下高桩承台群桩基础结构整体的地震响应和抗震能力缺乏了解和掌握。因此,开展大型高桩承台群桩基础结构整体抗震能力的研究具有重要的理论意义和实用价值。本文主要完成的工作和得出的结论如下:愿咦刑ㄈ鹤〗峁沟氖芰π阅堋⒔峁箍拐鸬难有陨杓品椒ā⒔峁挂损部位的设计及控制方法、钢纤维混凝土材料在结构工程中的应用等方面的已有研究成果进行了总结和归纳,在阅读和理解相关文献的基础上,拟定了本文主要的研究内容和研究方法。芯苛顺刑ㄉ杓贫圆捎酶咦刑ㄈ鹤〉拇笮颓帕航峁沟卣鹣煊Φ挠跋欤结果表明:与厚度较大而能够视为刚性体的承台设计相比,高桩承台群桩基础结构中承台的设计厚度较小而刚度不足时,结构整体的抗震性能较差;当承台的刚度较大而可视为刚性体时,通过承台的变厚度设计可以有效减轻承台自身的质量,提高群桩基础结构整体的抗震性能;承台吃水深度较小时,;承台吃水深度较大时,。砸蛔罂缧崩盼9こ瘫尘埃芯苛说卣鹣轮魉案咦刑ㄈ鹤〗构的受力特点,发现:对于纵向采用飘浮体系且主塔、主梁之间设有阻尼器进行减震的大跨斜拉桥结构,地震下主梁结构的惯性力荷载是通过斜拉索、阻尼器两个路径传递到主塔,同时速度型阻尼器是一个变刚度的连接构件,导致在两个力的传递路径中主梁传递给主塔的荷载大小不满足固定的比例关系。杂谙裥崩耪庋母丛咏峁梗擦ν频狗治鲋懈髦植嘞蛄Ψ植寄J蕉疾能合理的代表地震下主塔及群桩基础结构的受力特点。然而,对于群桩基础结构而言,承台通常可以视为刚性体,推倒分析中各种侧向力分布模式之间差异的实质是承台底截面剪力、弯矩的叵挡煌R虼耍疚闹薪鹤〗峁沟目
存在争议,本文针对两种不同的情况,即:钢护筒对桩身混凝土具有约束作用、基础结构整体的延性变形能力较好,结构整体的最大侧向抗力基本相同。的钢护筒桩、普通钢筋混凝土桩、;对普通混凝土桩、钢纤维混凝土桩群桩基础的的破坏形桩桩身受力的影响,结果表明:承台的变形使得试验结果中群桩基础结构整体的试验中,三批钢纤维混凝土模型桩中主筋的损伤程度比在普通混凝土桩中严重,主筋的截面配筋率较低导致试验中主筋较早的破坏,导致试验结果中未能体现钢关键词:高桩承台,群桩基础,抗震能力,拟静力试验,数值模拟,推倒分析,只ね沧校只ね捕宰砘炷潦欠翊嬖谠际饔玫奈侍庠诠こ探缫恢钢护筒对桩身混凝土没有约束作用,分别对群桩基础结构分析模型进行了整体推倒分析,发现:考虑钢护筒对桩身混凝土的约束效应与不考虑的情况相比,群桩只ね沧校糠指植囊蛭8炊荒芊⒒咏峁剐宰饔谩6杂谟酶至肯嗤础结构,对群桩基础结构分别进行了推倒分析。结果表明,在考虑钢护筒锈蚀的情况下,对于高桩承台群桩基础结构整体的最大侧向抗力而言,钢护筒桩最低、普通钢筋混凝土桩最高,。晕拊际⒐拷钤际母窒宋炷敛牧系氖苎褂αΓΡ淙呓辛耸验研究,结果发现:钢纤维对混凝土基体的被动约束效应,,增强混凝土的延性、韧性和耗能能力。捎美耍雇涓职遄楹舷低匙魑!巴恋伞蹦D庾碇鼙咄撂宓淖饔茫于由普通混凝土模型桩、钢纤维混凝土模型桩组成的高桩承台群桩基础模型结构态、、塑性铰形成机制、位移延性、刚度特性、耗能能力等进行了比较和分析。捎肔瓺⒘烁咦刑ㄈ鹤∧P徒峁沟木富堤逵邢拊D型,研究了模型中模拟承台的钢板的变形对群桩基础结构整体初始刚度、各组成初始刚度较小,在垂直于墩顶水平荷载加载方向的同一排桩中,边桩和中桩的桩头截面内力差异较大。采用软件对高桩承台群桩基础模型结构的拟静力试验进行了数值仿真和模拟,结果表明:在本文的四组高桩承台群桩基础模型结构的拟静力纤维对结构延性、耗能能力的提高和改善作用。假定拟静力试验过程中主筋的损伤程度相同,对本文中的四批高桩承台群桩基础模型结构的拟静力试验进行了数值模拟,结果表明:桩身混凝土中掺入钢纤维后