山区桥梁基桩屈曲稳定分析及工程应用

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1、第38卷，第3期公路工程Vol_38．No．32013年6月HighwayEngineeringJun。，2013山区桥梁基桩屈曲稳定分析及工程应用成滢(湖南省交通规划勘察设计院，湖南长沙410008)[摘要]在西部山区的高速公路或铁路中，桩柱式桥梁基桩应用非常广泛，受山区水文地质环境的限制，尚不能完全将现有的桩基屈曲研究成果应用于工程实际。首先，在现有研究的基础上，根据山区桩柱式桥梁基桩的承载特性，建立了基桩屈曲稳定分析的简化模型，导得了桩～土体系的总势能函数，并利用能量法对其进行求解．从而得到了山区桩柱式桥梁基桩屈曲稳定分析的临界荷

2、载及稳定计算长度。其次，通过已有试验的算例分析，发现本文计算结果与试验结果以及文献计算结果均吻合较好，验证了本文计算方法的可靠性。最后，以某高速公路当中的桥梁基桩为例，对其稳定性进行了验算，结果表明，在桩柱顶竖向设计荷载作用下，基桩不会出现屈曲失稳，故该设计是合理的。[关键词]桥梁工程；桩基础；屈曲；能量法；工程应用[中图分类号]U445．55[文献标识码]A[文章编号]1674—0610(2013)03—0108—04TheforceAnalysisandEngineeringApplicationsofBridgePile·Colu

3、mnsinSteepSlopesCHENGYing(Hunancommunicationsresearchinstitute，Changsha，Hunan410015，China)[Abstract]Bridgepile—columnsarewidelyusedinwesternmountainarea，whilethepracticalengi—neeringdesignisfallbehind．Themechanicalbehaviorofthepile—columnsismorecomplexthanthatofsimplepil

4、e．Accordingtotheworkingcharacteristicsofbridgepile—column，asimplifiedmechanicalmod—elisbuilttoobtainthediferentialequationofthecharacteristicsectionofthepileaandthenthepowerseriesmethodwasappliedtosolvetheequations．Apracticalprojectsandstandardmethodcalculationshowagooda

5、greementhatthemaximumerrorislessthan10％whichtakestheP一△efiectintoaccount．．Inconsiderationofthe1andslidethrusteffect。theinnerforceanddeformationofpileshavemultiplied．Toensurethesafetyofconstructionanduse，it’Snecessarytoreinforcetheslopewherethebridgeloca—tedtoimprovethepi

6、le—soilincorporation．[Keywords]Bridgeengineering；pile~undations；buckling；energymethod；engineeringapplica—tions列有益的研究，如：美国学者Lee(1968)，利用钢管1概述和铝管来模拟基桩，开展了相应的室内模型试验研近年来，随着越来越多的高速公路或铁路在我究；随后Reddy(1970)利用能量法对完全或部分国西部山区推进。受山区水文地质环境及地形地貌人土桩的稳定性进行了理论分析。而我国学者的限制，有相当部分路段不得不采用高架桥来穿

7、越，胡人礼，在20世纪70年代，以m法为基础，对基桩30m以上的桩柱式高桥墩非常普遍，从而给桥梁设的计算长度进行了相关的理论研究，得到基桩稳定计计算带来麻烦，必须对其进行深入系统的研究，以计算长度的计算公式，并将其写入铁路桥涵设计规其为山区桥梁桩基的设计计算提供指导。范。。。随后，国内学者朱大同基于里兹法和铁木辛有关桩基屈曲临界荷载及计算长度问题，自上柯法对基桩的计算长度进行了分析和研究，得到了世纪20年代以来，国内外一些学者对此进行了一系第一个半波失稳时的理论公式，并分析了桩侧摩阻[收稿日期]2012—12—21[作者简介]成滢(19

8、8l一)，女，湖南湘乡人，工程师，主要从事公路桥梁设计与研究工作。第3期成滢：山区桥梁基桩屈曲稳定分析及工程应用l09力及地基抗力对计算结果的影响。自在20世纪柱混凝土强度比基桩大，故二者的抗弯刚度有可能8