[发明专利]筑坝围堰钢管桩受力分析方法及系统

说明书

本发明提供一种筑坝围堰钢管桩受力分析方法及系统，包括：输入围堰、钢管桩和拉索的设计参数；根据水文地质条件模拟钢管桩的受力情况，获得钢管桩内侧和外侧的多个主动土压力受力点和被动土压力受力点；确定各主动土压力受力点和被动土压力受力点的受力；建立钢管桩和拉索的受力模型；判断不同拉索和不同钢管桩的不同组合方式的应力及位移是否在规定范围内；采用在规定范围内的拉索和钢管桩的组合方式，利用坝体模型进行屈曲分析，判断拉索和钢管桩的组合方式的稳定性，根据施工要求选择符合稳定性要求的拉索和钢管桩的组合方式。所述系统及方法结合多个模型对钢管桩和拉索的组合方式进行选择，优化了钢管桩围堰的组合方式。

技术领域

本发明涉及围堰施工技术领域，更为具体地，涉及一种筑坝围堰钢管桩受力分析方法及系统。

背景技术

在桥梁基础施工中，当桥梁墩、台基础位移地标水位以下时，通常根据当地材料修筑围堰，可以防水、围水，由可以支撑基坑的坑壁。钢管桩围堰是常用的一种围堰形式，通常适用于河床覆盖较厚的砂类土、石土和半干性粘土、风化岩层等基础工程，现有的钢管桩围堰，难以进行质量控制，无法保证施工质量。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种优化钢管桩围堰的多种选择的筑坝围堰钢管桩受力分析方法及系统。

根据本发明的一个方面，提供一种筑坝围堰钢管桩受力分析方法，包括：

步骤S1，输入围堰、钢管桩和拉索的设计参数，所述设计参数包括钢管的材质和尺寸、拉索的材质和尺寸、围堰的地质和尺寸；

步骤S2，根据水文地质条件模拟钢管桩的受力情况，获得钢管桩内侧和外侧的多个主动土压力受力点和被动土压力受力点；

步骤S3，分别根据下式(1)和(2)确定各主动土压力受力点和被动土压力受力点的受力，

其中，P_ai表示第i个受力点处的主动土压力，P_pi表示第i个受力点处的被动土压力，γ表示墙后填土的重度，h表示第i个受力点至填土表面的距离，表示第i个受力点处填土的内摩擦角；

步骤S4，建立钢管桩和拉索的受力模型；

步骤S5，判断不同拉索和不同钢管桩的不同组合方式的应力及位移是否在规定范围内；

步骤S6，采用在规定范围内的拉索和钢管桩的组合方式，利用坝体模型进行屈曲分析，判断拉索和钢管桩的组合方式的稳定性，根据施工要求选择符合稳定性要求的拉索和钢管桩的组合方式。

根据本发明的另一个方面，提供一种筑坝围堰钢管桩受力分析系统，包括：

第一输入单元，输入围堰、钢管桩和拉索的设计参数，所述设计参数包括钢管的材质和尺寸、拉索的材质和尺寸、围堰的地质和尺寸；

第一受力分析单元，根据水文地质条件模拟钢管桩的受力情况，获得钢管桩内侧和外侧的多个主动土压力受力点和被动土压力受力点；

第二受力分析单元，分别根据下式(1)和(2)确定各主动土压力受力点和被动土压力受力点的受力，

其中，P_ai表示第i个受力点处的主动土压力，P_pi表示第i个受力点处的被动土压力，γ表示墙后填土的重度，h表示第i个受力点至填土表面的距离，表示第i个受力点处填土的内摩擦角；

受力模型构建单元，建立钢管桩和拉索的受力模型；

第二输入单元，将拉索和钢管桩的不同组合方式输入上述受力模型；