行波激励下桩-土-斜拉桥多点振动台试验.pdf

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1、第30卷第12期2017年12月中国公路学报ChinaJ．Highw．Transp．V01．30NO．12Dec．2017文章编号：1001—7372(2017)12—0221-13行波激励下桩一土一斜拉桥多点振动台试验孙利民1，谢文2，楼梦麟●梁发云3，陈清军1，袁万城4(L同济大学土木工程防灾国家重点实验室，上海200092；2．宁波大学建筑工程与环境学院，浙江宁波315211；3．同济大学地下工程系，上海200092；4．同济大学桥梁工程系，上海200092)摘要：为了研究桩基和场地土以及地震动空间效应对大跨斜拉桥地震反应的影响，以一座试设计主跨1400m超大跨斜拉桥

2、为试验原型，按1／70几何缩尺比设计和制作了一座包括群桩基础、模型土和上部结构等在内的试验全模型，缩尺后试验模型全长38．2m；根据动力等效原则，采用由砂子和木屑均匀混合而成的模型土模拟场地土，且用层状剪切土箱盛放。采用时间滞后的方法实现行波效应，通过多点振动台试验分别研究了纵向行波、横向行波对超大跨斜拉桥地震响应的影响及其机理。试验结果表明：行波作用对斜拉桥地震响应的影响非常复杂，纵向行波使塔顶纵向加速度和主跨竖向加速度的最大增幅分别约为50％和40％，而横向行波使塔顶和主跨横向加速度的最大减幅分别为15％和50％；纵向行波使主跨竖向位移的最大增幅约为40％，而横向行波使

3、其横向相对位移的最大减幅为20％。行波作用对斜拉桥不同构件地震响应的影响也不同。与一致激励结果相比，纵向行波使塔顶、塔一梁以及墩顶相对纵向位移的最大减幅分别约为50％、40％和60％，使主跨竖向位移的最大增幅约为40％。此外，试验发现桩一土一结构相互作用对主塔、桥墩的加速度响应产生明显不利影响，使塔底增大2倍多，墩底增大1．1～4．0倍。基于上述结果，建议在斜拉桥地震反应分析或抗震设计时，需考虑行波效应和桩一土一结构相互作用等因素的影响，特别是其不利影响。关键词：桥梁工程；大跨斜拉桥；振动台试验；行波效应；桩一土一结构相互作用；层状剪切土箱中图分类号：U442．55文献标志

4、码：AMultipleShakingTableTestsonPile。。soil·。cable。。stayedBridgeUnderTravellingWaveExcitationsSUNLi—minl，XIEWeD2，LOUMeng—linl，LIANGFa—yun3，CHENQing—junl。YUANWan—chen94(1．StateKeyLaboratoryforDisasterReductioninCivilEngineering，TongJiUniversity，Shanghai200092，China；2．SchoolofArchitectural。Civi

5、lEngineeringandEnvironment，NingboUniversity，Ningbo31521l，Zhejiang，China；3．DepartmentofGeotechnicalEngineering，TongJiUniversity，Shanghai200092，China；4．DepartmentofBridgeEngineering，TongjiUniversity，Shanghai200092，China)Abstract：Toinvestigatetheinfluencesofthepilefoundation，sitesoilandground

6、motionspatialvariabilityontheseismicresponseoflong—spancable—stayedbridges，a1／70一scaledcable—stayedbridgemodelwasdesignedandconstructedaccordingto3trialdesignedcable—stayedbridgewithmainspanof1400m．Thescaledfullmodelincludedsuperstructure，pilegroupfoundationsandmodelsoilcomprisingdrysandan

7、dsievedsawdustandplacedinlaminarshearboxes，wherethetotallengthwas38．2m．Thetravellingwaveeffectwasrealizedbythetimedelayoftheinput收稿日期：基金项目：作者简介：通讯作者：2017—04—25国家自然科学基金项目(91315301，91515101，90915011，51608282)；浙江省自然科学基金项目(LYl5E080011)孙利民(1963一)，男，内蒙古包头人，教授，博士研究生导