[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

本發明提供一種筑壩圍堰鋼管樁受力分析方法及系統，包括：輸入圍堰、鋼管樁和拉索的設計參數；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；確定各主動土壓力受力點和被動土壓力受力點的受力；建立鋼管樁和拉索的受力模型；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；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。所述系統及方法結合多個模型對鋼管樁和拉索的組合方式進行選擇，優化了鋼管樁圍堰的組合方式。

技術領域

本發明涉及圍堰施工技術領域，更為具體地，涉及一種筑壩圍堰鋼管樁受力分析方法及系統。

背景技術

在橋梁基礎施工中，當橋梁墩、臺基礎位移地標水位以下時，通常根據當地材料修筑圍堰，可以防水、圍水，由可以支撐基坑的坑壁。鋼管樁圍堰是常用的一種圍堰形式，通常適用于河床覆蓋較厚的砂類土、石土和半干性粘土、風化巖層等基礎工程，現有的鋼管樁圍堰，難以進行質量控制，無法保證施工質量。

發明內容

鑒于上述問題，本發明的目的是提供一種優化鋼管樁圍堰的多種選擇的筑壩圍堰鋼管樁受力分析方法及系統。

根據本發明的一個方面，提供一種筑壩圍堰鋼管樁受力分析方法，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，P_ai表示第i個受力點處的主動土壓力，P_pi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，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。

根據本發明的另一個方面，提供一種筑壩圍堰鋼管樁受力分析系統，包括：

第一輸入單元，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；

第一受力分析單元，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；

第二受力分析單元，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，P_ai表示第i個受力點處的主動土壓力，P_pi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；

受力模型構建單元，建立鋼管樁和拉索的受力模型；

第二輸入單元，將拉索和鋼管樁的不同組合方式輸入上述受力模型；