基于改进Pasternak地基模型的桩柱式桥墩受力变形分析

摘要

倾斜荷载下成层地基中桩柱式桥墩受力变形分析极为复杂。考虑土体塑性屈服特性，提出改进的Pasternak地基模型，结合Timoshenko梁理论，综合考虑桩身剪切变形、“P–Δ效应”、桩身轴力分布等影响，分别建立桩柱式桥墩自由段、弹性段、塑性段水平位移控制微分方程，继而引入Laplace正逆变换和矩阵传递法，获得倾斜荷载下成层地基中桩柱式桥墩位移与内力的半解析解。并探讨分析桩、土剪切刚度及地基成层性等因素的影响，结果表明：不同长径比下，增大桩身剪切刚度会增大桩身水平位移，但会减小桩身最大弯矩，且桩身剪切刚度的影响在长径比等于5左右达到最大；而土体剪切刚度对桩身水平位移与最大弯矩均有明显减弱作用，与“P–Δ效应”的影响相反；成层地基中，近地表土层强度对桩身水平位移和弯矩影响最大，增大上部土层强度会显著减小桩身水平位移和弯矩。