论文部分内容阅读
本文在考虑地基与结构相互作用的结构地震反应分析的
基础上，建立了一种便于实用计算的基桥梁简化力学模型和一种以
定量指标为依据的场地类别判定方法。既解决了现行抗震规范尚未解
决的桩基桥梁的场地类别判定问题，又简化了桥梁的地震反应计算，
同时还考虑了地基与结构的相互作用。主要研究工作如下：
(1)将覆益土层的自由场运动作为桩-土-桥梁上部结构力学模
型的输入激励求解了桩基础桥粱考虑地基与结构相互作用的地震反应，
考察了地基士比例系数m值、嵌岩桩的入土深度H和桥梁上部结构动
力特性等因素的变化对桥梁地震反应的影响，并将计算结果与现行规
范所建议的结构地震反应计算方法和一些常用的近似考虑地基与结构
相互作用的结构地震反应计算方法的计算值进行了对比分析。
(2)用Rayleigh法推导了桩基桥梁的第一自振频率的近似计
算公式；在动力等效的原则下建立了桩-土-桥梁上部结构体系的等
代简化模型。导出了动力等效嵌固深度1f的计算公式，并与静力等
效嵌固长度zf的计算公式进行对比分析。绐出了静力公式的误差范
围。
(3)在前二部分工作的基础上，提出桩基桥梁()
实用简化方法。绐出了以桩-土变形参数(-a)值、嵌固桩的长度H和桥
梁冈性基础时的基频fsl为定量指标的场地判别标准；按此标准进行
场地判另后得出的相应地震运动输入动力等效简化模型后。最大反应
计算值将不小于按有限元模型所计算的考虑了地基与结构相互作用的
桩基础桥梁的最大地震反应值，为工程实用提供了简便易行的抗震计
算方法。
(4)针对摩擦桩的地震反应计算问题。提出了动力影响深度的概
念和选取方法，并就相应的场地判别和反应计算问题进行了说明。另
外，还讨论了覆盖土层为双层土时的场地判别和反应计算问题。
一 概述
确定所入的地震运动的特性是桥梁抗震研究的基本问题之一。
无论是进行时程反应分析还是采用现行抗震规范中的方法来计算结构反
应必要涉及到场地类别的判定。国内外已有的研究成果表明，在同
一次地震作用下不同类别的场地的地面运动是不相同的。同一处的地
面及其以下各度处的运动也是互不相同的。基于这一基本认识，目
前世界各国的抗震设计规范大都以反应谱理论为基础，通过采用不同
的β(动力放大系数)曲线来考虑场地差异对桥梁地震反应的影响，
这对浅基础无疑是简便有效的。然而，随着桥梁建设的不断发展，桩
基础越来越多地为设计者们所采用，尤其在我国沿海各省(市)，江
河湖泊众多。水系纵横交错，岩盘较深，覆盖土层又都比较软弱，比
较适宜采用桩基础修建桥梁，甚至大跨度桥梁也可采用桩基础；这些
地区又大多在地震区。因此，需要对桩基础桥梁如何进行场地判别和
反应计算做出明确的规定。但是，现行抗震规范缺乏这方面的内容。
例如，正在修建中的广东省九江大桥，基础采用的是大直径钻孔灌注
桩，桩越28.5米的覆益层嵌固于基岩中，对于这样的嵌岩桩(端