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1、桥梁基桩的屈曲荷载计算 第34卷第4期 2000年4月上海交通大学学报JOURNALOFSHANGHAIJIAOTONGUNIVERSITYVol.34No.4 Apr.2000 文章编号:100622467(2000)0420533205杨 健, 沈惠申, 张 乐(上海交通大学建筑工程与力学学院,上海200030)摘 要:在桩土共同作用的理论框架下,即考虑桩侧土反力和土摩阻力的影响,以及计入桩身自重的作用,采用Rayleigh2.计算过程中选用4种地基Ritz法,计算基桩的屈曲荷载与相应的计算长度基床系数模型及两种摩阻力分布模式.算例部分把文中所得结果同实验数据进行了比较,并对各影响
2、因素进行参数分析.结果表明,影响基桩屈曲荷载的主要因素是桩侧土反力,桩侧摩阻力的影响相对较小,而桩身自重的影响通常可以忽略.4种地基土抗力模型在基桩自由长度较大时影响相对较小.基桩的几何条件对屈曲荷载系数也有一定的影响.关键词:桥梁;基桩;屈曲;载荷计算;Rayleigh2Ritz法中图分类号:U443.15 文献标识码:ABucklingLoadsforBridgePilesYANGJian, SHENHui2shen, ZHANGLeSchoolofCivilEng.andMechanics,ShanghaiJiaotongUniv.,Shanghai200030,ChinaAbstr
3、act:ThebucklingloadsofbridgepilesandthecorrespondingequivalentlengthswerecalculatedbyusingRayleigh2Ritzmethod.Theinteractionofthesoilandthepile,thatis,thenormalpressureofthesoilonthepileandtheskinfrictionalongthepileweretakenintoaccounttogetherwiththeweightofitself.Fourkindsofcoefficientsofsubgrad
4、ereactionsandtwokindsofmodesofthedistributionsoftheskinfric2tionwerediscussed.Thenumericalresultsobtainedfromthepresentmethodwerecomparedwellwiththeexperimentalresultsreportedintheliterature.Aparametricstudywasundertakentohighlighttheeffects.ofsubgradereaction,subgradefriction,weightandgeometricdi
5、mensionofpiles,onthebucklingloadsKeywords:bridges;piles;buckling;loadcalculation;Rayleigh2Ritzmethod 目前我国桥梁桩基大都采用高桩承台,因而基桩自由长度相对较大,在设计中需要计算基桩的稳定计算长度,校核屈曲荷载.对于全部埋入或部分埋入基桩的纵向屈曲问题,国内外学者已作过诸多理论分析和实验研究[1～11].由于埋入土中的基桩在轴向力作用下发生屈曲变形时,受到周围土体的约束作用,而此种约束又是极为复杂的,因此,基桩的屈曲问题较之压杆的屈曲问题要复杂得多.其显著的特点是屈曲模态将收稿日期:199
6、8211224作者简介:杨 健(1974～),男,硕士生.发生变化.文献[2,4～8,10,11]采用Rayleigh2Ritz法,文献[9]采用Galerkin法求得近似解,基本上已经弄清影响屈曲荷载的主要因素有:①桩顶和桩端的约束条件;②桩埋入深度与桩全长之比;③桩侧土反力基床系数;④基桩横截面几何条件.而桩侧土摩阻力的影响相对较小,在基桩自由长度与总长之比大于0.4的情况下,桩侧土摩阻力通常可以忽略.文献[2,4～8,10,11]集中讨论桩顶和桩端边界条件的影响,对桩侧土反力基床系数,除文献[11]外,大都仅考虑常数法和M法两种取法.另外,在所有文献中均未提及桩身自重的影响,尽管这种
7、影响按本文的分析在通常情况下可以忽略.为了充分揭?1995-2005TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.534 上 海 交 通 大 学 学 报第34卷 示桩侧土反力基床系数对基桩屈曲荷载的影响,本文按4种基床系数的取法进行讨论,即常数法、C[12]法、《公M法和Prakash法(简称P法).而被列入(1975年)的K法,由于其存在一路桥涵设计规范》些根
