循环荷载下创新与常规桩头连接的抗震性能：实验与理论分析

本文通过系统实验与理论建模，对比研究了传统与创新桩头连接（PRC、PIST、PRCST、PEST）在循环荷载下的抗震性能。创新设计通过内部/外部钢管约束（Confinement）有效实现塑性铰重定位，显著提升延性（Ductility）与耗能能力，克服了传统连接应力集中与早期破坏的局限。提出的新塑性铰长度模型充分纳入约束效应，较现行规范方法更具准确性，为港口与海岸结构在震区的可修复设计与快速恢复提供重要依据。

　　

Research significance

桩-甲板连接（pile-to-deck connections）的抗震性能是影响地震活跃区域港口安全与长期功能的关键因素（Roeder et al., 2005; Sathyanarayana et al., 2021, 2024; Li et al., 2023; Suzuki and Nagai, 2024）。以往研究表明，传统桩设计在循环地震荷载和腐蚀环境下易出现显著性能退化（Mirzaeefard et al., 2021; Qu et al., 2021），这类桩常常……

Specimen details

本研究评估了四种不同桩头连接类型在侧向荷载下的抗震响应——其中两种为当前工程实践中广泛采用的类型，另两种为新提出的构型。第一组包括预制钢筋混凝土钢管（PRCST）和预制端部钢管（PEST）试件，代表了海洋结构中常用的常规解决方案。相比之下，预制钢筋混凝土（PRC）和预制内部钢管（PIST）试件是……

Load-displacement hysteretic curve

四线型侧向荷载-位移模型图如图5所示。所有测试试件的滞回荷载-位移曲线如图6所示，清晰展示了它们在循环侧向荷载下的抗震性能。每条曲线明确显示出关键阶段：混凝土初始开裂、纵向钢筋屈服、侧向荷载峰值及最终破坏点。屈服位移采用等能量法确定，遵循……

Moment-rotation response

桩头处的弯矩-转角（M–θ）关系是连接在循环侧向荷载下抗弯性能的决定性指标（SharifiMohamad Reza et al., 2025）。如图11所示，所有试件均表现出三个不同的行为阶段：弹性响应、屈服过渡和屈服后非线性软化。然而，不同构型在塑性区域的形状、稳定性和范围上存在显著差异，直接反映了……

Conclusions

本研究通过实验与理论分析，全面评估了桩承式码头中桩-甲板连接的抗震性能，涵盖了传统与创新细部策略。通过考察循环侧向荷载下的整体和截面响应，本研究就连接构型、约束细部（confinement detailing）和塑性铰重定位（plastic hinge relocation）如何影响延性（ductility）、刚度保持（stiffness retention）和损伤局部化（damage localization）提供了关键见解。