[發明專利]筑壩圍堰鋼管樁受力分析方法及系統有效
| 申請號： | 201810804600.1 | 申請日： | 2018-07-20 |
| 公開（公告）號： | CN109086505B | 公開（公告）日： | 2019-09-13 |
| 發明（設計）人： | 趙培浩;劉丹娜;杜鳴曲;李茜;楊科 | 申請（專利權）人： | 中交路橋北方工程有限公司;中交路橋建設有限公司 |
| 主分類號： | G06F17/50 | 分類號： | G06F17/50 |
| 代理公司： | 北京鴻元知識產權代理有限公司 11327 | 代理人： | 張超艷;管士濤 |
| 地址： | 100176 北京市大興區經*** | 國省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 鋼管樁 拉索 組合方式 受力點 圍堰 被動土壓力 主動土壓力 受力分析 筑壩 受力 水文地質條件 鋼管樁圍堰 穩定性要求 壩體模型 設計參數 施工要求 受力模型 屈曲 優化 分析 | ||
1.一種筑壩圍堰鋼管樁受力分析方法，其特征在于，包括：
步驟S1，輸入圍堰、鋼管樁和拉索的設計參數，所述設計參數包括鋼管的材質和尺寸、拉索的材質和尺寸、圍堰的地質和尺寸；
步驟S2，根據水文地質條件模擬鋼管樁的受力情況，獲得鋼管樁內側和外側的多個主動土壓力受力點和被動土壓力受力點；
步驟S3，分別根據下式(1)和(2)確定各主動土壓力受力點和被動土壓力受力點的受力，
其中，Pai表示第i個受力點處的主動土壓力，Ppi表示第i個受力點處的被動土壓力，γ表示墻后填土的重度，h表示第i個受力點至填土表面的距離，表示第i個受力點處填土的內摩擦角；
步驟S4，建立鋼管樁和拉索的受力模型；
步驟S5，多種不同直徑的鋼管和鋼管樁和不同直徑或/和不同材質的拉索的多種組合，判斷不同拉索和不同鋼管樁的不同組合方式的應力及位移是否在規定范圍內；
步驟S6，采用在規定范圍內的拉索和鋼管樁的組合方式，利用壩體模型進行屈曲分析，判斷拉索和鋼管樁的組合方式的穩定性，根據施工要求選擇符合穩定性要求的拉索和鋼管樁的組合方式；
當得到符合應力要求、位移要求和穩定性要求的多種組合方式時，執行以下步驟：
存儲已完成施工的圍堰的設計參數；
將已完成施工的圍堰的設計參數經過步驟S1-S6，得到已完成施工的圍堰的拉索和鋼管樁不同組合方式的穩定性；
按照穩定性降序排列對已完成施工的圍堰的組合方式和未施工的圍堰的組合方式進行權重減小的賦值；
保留已完成施工的圍堰的實際的組合方式對應的權重，已完成施工的圍堰的其他組合方式的權重設為0；
采用聚類方法按照組合方式的穩定性及其權重對已完成施工的圍堰和未施工的圍堰進行聚類，得到與未施工的圍堰相似的已完成施工的圍堰的聚類結果；
根據聚類結果中已完成施工的圍堰的拉索和鋼管樁的組合方式和施工條件選擇未施工的圍堰的符合穩定性要求的拉索和鋼管樁的最佳組合方式。
2.根據權利要求1所述的筑壩圍堰鋼管樁受力分析方法，其特征在于，在步驟S2中，對鋼管樁分工況進行鋼管樁受力模擬，所述工況包括：湖床地質的種類、鋼管樁打樁位置和樁底標高。
3.根據權利要求2所述的筑壩圍堰鋼管樁受力分析方法，其特征在于，所述工況包括第一工況和第二工況，在第一工況中，湖床地質包括淤泥質土和粉質粘土，鋼管樁打在粉質粘土中，在第二工況中，湖床地質為淤泥質土，鋼管樁打在淤泥質土中。
4.根據權利要求1所述的筑壩圍堰鋼管樁受力分析方法，其特征在于，在步驟S3中，鋼管樁與圍堰和湖床接觸的主動土壓力受力點和被動土壓力受力點分別根據公式(1)和(2)進行受力點上側受力分析和受力點下側受力分析。
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