鋼板樁圍堰因具有強度高、抗滲性好、施工便捷、可重復使用、成本低等優點在防洪斷流、橋墩圍堰、抗洪搶險等臨時構筑物中得到了廣泛的應用。鋼板樁圍堰是橋梁基礎承臺施工過程中重要的支護結構,對于鋼板樁圍堰安全穩定性分析的研究取得了較多的成果。但由于鋼板樁圍堰受力非常復雜,造成解析方法無法進行,目前較多的分析方法是采用有限元分析方法。采用ANSYS有限元軟件,建立鋼板樁、圍檁、內支撐以及土層相互作用的三維有限元整體模型,對鋼板樁圍堰的施工過程進行深入探討。考慮土壓力、靜水壓力以及流水壓力等外荷載作用,選擇各道內支撐支護、封底混凝土施工、抽水吸泥等關鍵施工工序作為計算工況,分析鋼板樁圍堰結構的強度、剛度以及整體穩定性。對鋼板樁結構的變形以及受力情況進行監測,并將監測結果與數值模擬結果進行了對比分析。結合114#橋墩鋼板樁圍堰,探討了從鋼板樁插打、加固、吸泥直至封底混凝土澆筑等全過程的施工工藝以及施工工序等,確定合理的施工工藝參數和技術指標。對靜水與流水壓力作用下114#墩鋼板樁圍堰影響因素進行了分析,主要包括流速大小的影響分析、流水壓力分布形式、各道內支撐之間間距影響分析、不同規格拉森鋼板樁影響分析、不同型號工字鋼圍檁影響分析等。結果表明流速越大,鋼板樁的等效應力以及圍檁及內支撐軸向應力就變大。拉森鋼板樁規格越大,拉森鋼板樁的尺寸特別是厚度都增加,可以大大降低鋼板樁的變形以及降低鋼板樁的等效應力以及圍檁及內支撐軸向應力。選用的工字鋼型號越大,鋼板樁的變形就會降低,當然成本也會增加。從流水壓力分布形式來看,三角形分布影響比較大,其次是梯形分布,倒三角形影響最小。鋼板樁下部各道內支撐之間間距越小,變形就可能越小,鋼板樁的等效應力以及圍檁及內支撐軸向應力就變小。針對114#橋墩鋼板樁在插打施工中存在的鋼板樁沉放困難、鋼板樁施工偏差、下已存在的鋼板樁與正在打入的鋼板樁一起下沉以及鋼板樁鎖口間漏水等問題,分析各自問題產生的原因,并給出了各問題的解決方案。
【學位單位】：石家莊鐵道大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：U445.556
【部分圖文】：

圖 2-3 114#墩與鋼板樁接觸的土層分層圖 2-4 土層有限元三維網格圖限元計算中內支撐與圍檁選用梁單元 Beam188 進行模擬計算，鋼元模擬計算，土層選用三維實體連續單元 Solid45 進行計算。單元

-9-圖 2-4 土層有限元三維網格圖中內支撐與圍檁選用梁單元 Beam188 進行模擬算，土層選用三維實體連續單元 Solid45 進行計中土體單元 41160 個，占主要部分，鋼板樁殼撐、斜撐梁單元 928 個。鋼板樁圍堰有限元數劃分示意圖如圖 2-6 所示，鋼板樁的有限元網格內支撐以及斜撐有限元網格如圖 2-8 所示。鑒為簡為一個工字梁單元支撐，計算時適當增大

鋼板樁圍堰有限元模型圖
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本文編號：2891267