不同桩基模拟方法对液化场地桥梁地震响应的影响

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1、不同桩基模拟方法对液化场地桥梁地震响应的影响　　摘要：为了考察桩土相互作用以及桩基土液化对桥梁结构地震响应的影响，针对处于可液化场地的某座铁路三跨预应力连续梁拱组合桥，利用ANSYS有限元计算软件建立墩底固结模型Ⅰ及基于m值法和PY曲线法的全桩模型Ⅱ和模型Ⅲ，并对各模型进行振动特性计算分析和时程计算分析。结果表明：3个有限元模型的基本振型相同，均为面外横向侧弯；全桩模型Ⅱ和模型Ⅲ前5阶振型分布特点一致，验证了模型对比分析方式和PY曲线法的合理性；模型Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ的一阶频率分别为0.83669，0.51895，0.50278Hz，拱顶横向位移时程计算值分别为0

2、.00513，0.0203，0.0221m；考虑桩土相互作用及液化土非线性后，结构关键位置位移响应值进一步增大；所得结论可为今后可液化场地的桥梁进行抗震分析提供参考。　　关键词：桥梁抗震；地震响应；PY曲线法；梁拱组合桥；时程计算；液化场地　　中图分类号：U441文献标志码：A　　Abstract：Inordertoinvestigatetheinfluenceofpilesoilinteractionandpilefoundationsoilliquefactiononseismicresponseofbridgestructure，modelⅠfort

3、hebottomofpierconsolidation，wholepilemodelⅡandmodelⅢbasedonmvaluemethodandPYcurvemethodforarailwaybridgewiththreespan3prestressedandcontinuousbeamarchcombinationstructureinliquefiablesitewereestablishedbyfiniteelementanalysissoftwareANSYS.Thevibrationcharacteristicsandtimehistoryo

4、fmodelswerecalculated.Theresultsshowthatthebasicmodesofthethreefiniteelementmodelsaresame，andlateralbendingisthebasicmodeofthebridge.ThewholepilemodelⅡandmodelⅢhavethesamefirst5modes，whichshowsthatthemodelanalysisofcontrastmethodandapplicationofPYcurvemethodwerereasonable.Thefirst

5、orderfrequenciesofmodelⅠ，ⅡandⅢwere0.83669，0.51895，0.50278Hz.Thecalculationvaluesoflateraldisplacementofvaultwere0.00513，0.0203，0.0221m.Thedisplacementresponsevaluesofkeylocationsofstructureincreasewhileconsideringthepileliquefiedsoilinteractionandliquefiedsoilnonlinear.Themethodca

6、nprovideareferencefortheanalysisofbridgeseismicliquefiablegroundinthefuture.　　Keywords：bridgeseismic；seismicresponse；PYcurvemethod；beamarchcompositebridge；timehistorycalculation；liquefiedsite　　0引言3　　震害调查数据表明，场地液化是桥梁及房屋等建筑物震害的主要原因之一[13]。因此，如何准确模拟液化场地桩土相互作用、液化土的本构关系及液化土强度弱化是桥梁地震响应分析

7、计算的难点和重点。现在人们针对处在非液化场地桥梁抗震已做了大量的分析和研究工作，但对于处在液化场地的大跨度桥梁的抗震分析还未形成统一的认识。针对这一问题，各国普遍采用的方法是m值法和PY曲线法[410]。为了考察桩土相互作用及桩基土液化对结构地震响应的影响，本文针对处于可液化场地的某铁路三跨连续梁拱组合桥，利用ANSYS有限元计算软件，分别建立墩底固结模型Ⅰ及基于m值法和PY曲线法的全桩模型Ⅱ和模型Ⅲ，并对各模型进行振动特性计算分析、地震反应谱分析和时程计算分析，对比分析不同桩基的模拟形式对结构振动特性及地震响应的影响。　　1工程概况　　本文所选取的特大桥

8、为三跨连续预应力变截面箱梁和钢管混凝土拱的组合梁桥（图1），桥跨布