受地形影响,中国黄土沟壑区常出现高低墩桥梁,桥墩墩高差异大,临坡地段桩基易发生有效桩长减小现象,综合导致桥梁动力特性的迥异;坡顶桩基-边坡系统响应和桩基临坡距密切相关,相比平地桩基受力复杂,现有规范中对坡顶桩基临坡距的说明依据不足;地震作用下,坡顶桩基桩土作用复杂,桩基受力更为不利。本文以某黄土沟壑区高速公路桥梁工程为依托,采用有限元方法分析高低墩连续梁桥动力特性差异性、临坡距对坡顶桩基-边坡系统的响应及稳定性、成桥后的桩基动力响应。主要工作内容如下:(1)为了探究山区高低墩梁桥动力特性差异的本质,利用MIDAS CIVIL建模软件对4种典型山区地形连续梁桥进行动力特性分析,比较各类高低墩梁桥动力特性的差异,分析因地形引起的墩高和有效桩长变化对高低墩连续梁桥动力特性的影响。黄土地区的地形变化直接影响墩高、有效桩长,主要影响桥墩的纵、横向抗推刚度和结构竖向振动,导致不同地形下高低墩桥梁自振频率、周期和各阶振型形状出现顺序不同,是造成沟壑区高低墩梁桥动力特性差异的本质原因。(2)针对某高速公路装配式桥梁桩基施工过程出现坡顶开裂、局部位移过大等问题,提出应考虑临坡距进行桩位设计。基于有限元软件ABAQUS与强度折减分析理论,研究了陡坡坡顶桩基-土的临坡距对边坡稳定、桩基受力性能的影响。桩基临坡距显著影响边坡的稳定性、土体变形和桩体受力,建议分析坡顶桩基临坡距时,应先找到桥址边坡的潜在滑动面,若坡顶桩基处于边坡滑动面内,桩基将发挥抗滑作用,被动加固边坡,此时应考虑桩基的抗滑设计,考虑到临坡距过小会对土体局部位移和桩土接触状态产生影响,桩基临坡距应保持一定距离。为我国建筑桩基技术规范中关于坡顶桩基临坡距的条文说明给出了说明依据。(3)为了解坡顶桩基在地震作用下的响应,运用有限元软件ABAQUS建立了无限元边界的坡顶桩基-土的二维动力分析模型,对比分析了水平地震作用下,桩前边坡坡度、桥梁上部结构质量对桩基动力响应的影响,得到不同参数下的墩顶位移、桩顶位移、桩身峰值土压力和峰值弯矩的变化规律。边坡坡度和上部结构质量不影响墩桩的位移时程变化走势,墩顶位移峰值、桩顶位移峰值、桩身峰值土压力和桩身峰值弯矩与边坡坡度、上部结构质量均呈正相关关系,边坡坡度对桩基动力响应影响更为显著。