软土地基桥梁桩基础设计地震力简化计算方法

作     者：苟凌云 王晓伟 叶爱君 

作者机构：同济大学桥梁工程系 土木工程防灾减灾全国重点实验室 

出 版 物：《工程力学》 (Engineering Mechanics)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：081406[工学-桥梁与隧道工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 082301[工学-道路与铁道工程] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目(52178155 52378183) 

主　　题：桥梁结构 基础抗震需求 数值分析 软土地基 群桩基础 承台地震响应 能力保护 

摘      要：《城市桥梁抗震设计规范》在按能力保护构件计算低桩承台基础的设计地震力时，假定承台与地面同步振动并忽略承台侧土抗力，上海市《桥梁抗震设计标准》在此基础上考虑了承台侧土抗力的贡献，但尚缺乏对这一方法在软土地基中的适用性的论证。为此，本文针对上海地区典型桩基桥梁，考虑土-桩、土-承台非线性动力相互作用，建立软土地基群桩基础桥梁非线性有限元模型并开展增量动力时程分析，分析了承台地震惯性力、承台侧土抗力随墩高和地震动强度的变化规律，揭示了地震作用下桥墩剪力经承台传至基础的传力机制。在此基础上，基于能力设计方法，提出了新的群桩基础设计地震力简化计算方法。与现行规范相比，新的简化计算方法可显著提高软土场地群桩基础的设计地震剪力和弯矩的计算精度，同时具有一定的安全余量。