目前在火车站房的设计中,多采用“桥建合一”结构。简单来说,“桥建合一”结构是指车站上部站房建筑物直接支承于下部高速公路或铁路梁的桥墩之上,从而形成一个高效运行、紧密联系、相互作用的综合性结构物。在“桥建合一”的结构体系中,地铁运行、汽车通过及遭受地震时引起的振动荷载均会影响上部结构和下部桩基的振动响应。尤其发生地震时易引发软土、砂土液化和较大位移而使土体的承载力和侧摩擦阻力降低,从而造成桩基、建筑物等破环。本文以昆明南站“桥建合一”新型站房结构体系为工程背景,着眼于研究可液化场地下“桥建合一”结构桩-土-结构相互作用地震响应特征。具体研究内容、方法及成果如下:1.可液化场地桩-土-上部结构缩尺模型振动台试验选取“昆明南站”中具有代表性的桩基形式,针对“桥建合一”结构所具有的典型特点,借鉴有关可液化场地桩-土-结构振动台试验设计经验,确定原型结构与模型结构的相似关系、试验加载工况、测点布置及土层设计,通过制作模型结构、设置边界条件,成功实现了动力荷载输入下桩-土-结构的相互作用。2.桥梁结构与建筑物结构的质量简化计算“桥建合一”结构将桥梁和建筑物融为一个整体结构,为尽可能使模型结构与原型结构具有相似的工作特征,确保模型结构反映真实可靠的破坏情况和动力响应规律,通过借鉴同类设计经验,将原型结构中的桥梁和建筑结构进行了合理的简化(即桥梁和建筑结构简化为配重的计算),结果表明配重不同和桩基数均是影响结构体系动力响应特性的主要原因。3.桩-土体系试验分析基于已完成的振动台试验,桩-土体系在不同震级和不同类型地震波的作用下,对液化砂层的孔隙水压力、桩-土接触压力、加速度时程等进行了系统分析。分析表明:越靠近桩基底部孔压越大,沿着桩身方向整体表现为减小趋势,砂层与粘土层交界处的孔压因上部粘土吸收部分水分而变小,最大峰值孔压均在距模型箱内底面0.35m处(即基桩底部位置),最小峰值孔压均出现于液化层与非液化层的过渡区域。砂层对输入地震波有减弱作用,不同深度砂土在地震荷载作用下受到不同程度的液化,沿桩体下部砂土液化效果较为明显。桩-土接触压力随震级的增加而增大,且桩中部与桩底部易出现较大剪力。4.桩-结构体系试验分析加速度峰值放大系数呈“S”型分布,结构墩体顶部的不同配重因惯性力影响对加速度有增大作用。4种不同桩体结构的位移峰值分布具有相似的变化规律,即加载震级的增加均会增大模型结构的位移,且4种模型结构的位移峰值始终保持CT9>CT5>CT4>CT3的大小关系;同时黏土层对群桩数目较多的桩基模型产生的约束力大于桩数较少的桩基模型,与质量块产生的惯性力效应相反,一定程度上可抑制了上部结构位移的继续增大。