高架桥预制拼装承台抗震性能数值模拟研究

城市中大部分高架桥基础承台施工以现浇为主,施工工期长,施工风险较大。针对上海市济阳路快速化改建工程二标项目,提出采用预制承台施工代替传统现浇承台施工。通过FLAC3D数值模拟软件建立了预制承台的三维计算模型,模拟了预制承台在受到地震荷载作用时,承台配筋率、桩基直径、轴压比以及桩基插入承台深度对预制承台抗震性能的影响。结果表明:较小的配筋率和适中的桩基直径能有效提高预制承台的延性抗震性能;同时在设计和施工中应当考虑到轴压比对预制承台抗震性能的影响,轴压比越大,预制承台的延性抗震性能越差。此外,桩基插入承台的深度对预制承台的抗震性能也有一定的影响,且存在一个最合理的承插深度;在本次模拟中,0.6 D为最合理的承插深度。     

整体式桥台后土压力累积效应反分析

为了确定整体式桥台后土体在水平方向往复位移作用下的最终土压力，针对5组整体式桥台模型试验进行了有限差分数值模拟反分析；采用能够反映土体在小应变区间上高模量和高度非线性刚度特性的土体本构模型，考虑土体与桥台之间的界面特性，通过在桥台顶部施加水平位移，反分析模型试验中经过不同循环次数的台后土压力测量结果，获得了相应的土体小应变刚度参数，揭示每组试验中桥台后土体小应变刚度在往复加载过程中的演化规律；在此基础上，针对铰支座和扩展基础这2种不同的桥台底部约束条件，分别提出了估算整体式桥台后土体小应变刚度增大倍数的公式，进而提出了考虑桥台与土相互作用的整体式桥台后最终土压力的设计计算方法。研究结果表明:当桥台底部为铰支座时，往复加载前后土体小应变刚度增大倍数随桥台顶部相对位移的增大而增大，随桥台后砂土相对密度的增大而减少；当桥台底部为扩展基础时，土体小应变刚度增大倍数虽然也随桥台顶部相对位移的增大而增大，但增幅明显小于桥台底部为铰支座的工况，并且受桥台后砂土相对密度的影响不大；相比英国设计指南PD 6694-1，提出的公式能够考虑上述多个因素的影响，并能较好地预测出不同模型试验反分析得到的土体小应变刚度增大倍数，可为整体式桥台设计提供依据。