冲刷条件下的桩基桥梁振动台试验.pdf

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1、第30卷第12期2017年12月中国ChinaJ．公路Highw．学报Transp．V01．30Dec．NO．122017文章编号：1001—7372(2017)12-0280—10冲刷条件下的桩基桥梁振动台试验商宇，叶爱君，王晓伟(同济大学土木工程防灾国家重点实验室，上海200092)摘要：为了研究河床冲刷效应对自由场和桩基桥梁地震反应的影响，设计并完成冲刷条件下的桩基桥梁振动台试验。试验采用了层状剪切土箱，场地采用均一砂土土层来模拟，其相对密实度约为50％。桩基桥梁试件为2×2群桩基础单墩结构，墩顶固定4t

2、的钢质量块来模拟桥梁上部结构，结构整体的一阶周期约为0．5S。试验共分为自由场、小冲刷深度试件和大冲刷深度试件3个工况，冲刷深度变化范围为0～8倍桩径。试验采用白噪声输入得到了场地和结构的特征周期，并通过Chi～Chi地震实测记录研究了场地土和结构的地震反应。结果分析阶段主要通过加速度计、位移计以及应变片的结果，分析了场地土和结构的动力特性、场地土的加速反应、结构的加速反应和曲率分布等。试验结果表明：冲刷条件下桩基桥梁的地震反应会受到结构和场地土2个因素的影响；场地土层会对基岩的地震动产生显著的放大效应；随着冲

3、刷深度增大，桩基桥梁地震反应的最不利位置由桥墩向桩基础转移，且群桩基础的首次屈服位置会由桩身向桩顶转移。关键词：桥梁工程；桩基桥梁；振动台试验；冲刷；场地放大效应中图分类号：U442．55文献标志码：AShakeTableTestofPileSupportedBridgeUnderScourConditionSHANGYu，YEAi—jun，WANGXiao—wei(StateKeyLaboratoryforDisasterReductioninCivilEngineering，TongjiUniversity

4、，Shanghai200092，China)Abstract：Toinvestigatetheeffectofscouringontheseismicresponseoffreefieldandthebridgewithpilefoundation，ashaketabletestonpilesupportedbridgewasdesignedandconducted．Alaminarshearboxwasusedinthetest，filledwithuniformlayersofsandtosimulatet

5、hesite．Therelativedensityofsandwasabout50％．Thespecimenwasasinglepierstructuresupportedbya2by2pilegroup．A4-tonsteelblockwasfixedonthetopofpiertOsimulatethesuperstructure，resultinginaprimaryperiodof0．5S．Therewerethreetestcasesincludingthefreefieldtest，smallsco

6、urdepthspecimenandlargescourdepthspecimenwitharangeofscourdepthfrom0tO8timesofpilediameters．Inthetests，thewhitenoiseinputwasdeployedtogetdynamicpropertiesofsoilandstructure，whilsttheChi—Chiearthquakegroundmotionrecordwasusedtoinvestigatetheseismicresponseofs

7、oilandstructure．Thedatagotfromaecelerometers，displacementtransducersandstraingauges，wereusedtOanalyzethedynamicproperties，accelerationtimehistoryofsoilandstructureandcurvaturedistributionofstructure．Theresultsshowthatunderthescouringcondition，thesoilandstruc

8、turearethetwokeyfactorswhichwouldcontrolseismicbehaviorofpilesupportedbridge．Soillayershaveanamplificationeffecton收稿日期：2017-04—18基金项目：国家重点基础研究发展计划(“九七三”计划)项目(2013CB036302)；国家自然科学基金项目(51278375)作者