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层状场地考虑桩-土作用的矮桥墩谐波响应分析
层状场地考虑桩-土作用的矮桥墩谐波响应分析
摘要
随着建筑和交通的发展，桥梁的建设变得越来越重要。矮桥墩作为一种常见的桥梁结构，承载着桥面和车辆的重量，其受到的荷载以及水文和风生荷载可能会引起桥梁产生共振现象，影响其稳定性和安全性。因此，对矮桥墩在不同地基条件下的谐波响应进行分析和控制具有重要的意义。
本文针对层状场地中矮桥墩的谐波响应问题展开研究。首先，通过对矮桥墩所受荷载进行分析和计算，确定其具体的谐波频率。然后，基于桩与土之间的相互作用原理，建立了矮桥墩与地基的耦合动力学模型，并使用有限元方法对该模型进行数值求解，得到了矮桥墩在不同载荷下的谐波响应。最后，通过对结果进行分析和比较，得出了在不同地基条件下矮桥墩的理想设计方法和精确控制手段。
研究结果表明，矮桥墩在不同地基条件下的谐波响应差异较大，选择合适的地基类型和桩的长度、直径、间距等参数对于矮桥墩的性能具有决定性的影响。本研究为矮桥墩的设计和施工提供了重要的参考和依据。
关键词：矮桥墩；谐波响应；有限元方法；地基；设计和施工
Abstract
Withthedevelopmentofconstructionandtransportation,theconstructionofbridgeshasbecomeincreasinglyimportant.Asacommonbridgestructure,thelowbridgepierbearstheweightofthebridgedeckandvehicles.Theloaditreceivesandhydrologicalandwindloadsmaycausethebridgetoresonate,affectingitsstabilityandsafety.Therefore,analyzingandcontrollingtheharmonicresponseofthelowbridgepierunderdifferentsoilconditionsisofgreatsignificance.
Inthispaper,weconductedastudyontheharmonicresponseoflowbridgepiersinlayeredsoils.First,thespecificharmonicfrequencyofthelowbridgepierwasdeterminedbyanalyzingandcalculatingtheloadsactingonit.Then,basedontheprincipleofinteractionbetweenpilesandsoil,acoupleddynamicmodelofthelowbridgepierandthefoundationwasestablished,andthefiniteelementmethodwasusedtonumericallysolvethismodeltoobtaintheharmonicresponseofthelowbridgepierunderdifferentloads.Finally,byanalyzingandcomparingtheresults,idealdesignmethodsandprecisecontrolmeasureswereobtainedforthelowbridgepierunderdifferentsoilconditions.
Theresultsshowedthattheharmonicresponseoflowbridgepiersunderdifferentsoilconditionswassignificantlydifferent,andselectingsuitablefoundationtypesandparameterssuchaspilelength,diameter,andspacinghadadecisiveimpactontheperformanceoflowbridgepiers.Thisstudyprovidesimportantreferencesandbasisforthedesignandconstructionoflowbridgepiers.
Keywords:lowbridgepier;harmonicresponse;finiteelementmethod;foundation;designandconstruction
1.引言
矮桥墩作为桥梁结构中的一种常见形式，具有承重性能好、造价低廉、施工简便等优点。矮桥墩的稳定性和安全性是桥梁建设过程中需要重点考虑的问题。在桥梁的日常使用过程中，矮桥墩受到的荷载和环境因