试析土锚钢板桩结构计算分析研究

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1、河海大学硕士学位论文土锚钢板桩结构计算分析研究姓名：李继才申请学位级别：硕士专业：结构工程指导教师：朱召泉20040401摘要预应力土锚能有效地控制钢板桩的水平位移、改善钢板桩的受力情况，淮安三线船闸在国内首次将压力分散型土锚钢板桩结构应用于永久性结构。压力分散型土锚钢板桩结构是一种结构型式新颖、受力机制合理的结构，特别是压力分散型土锚的受力与传力机制与传统的土锚相比更具合理性，粘结应力分布更均匀，防腐性能与耐久性能大为提高。本文简单回顾了土锚、钢板桩及土锚钢板桩结构在工程中的各种应用，研究了土锚钢板桩结构的计算分析方法。钢板桩的竖向弹性地基梁法

2、在工程设计中具有较强的实用价值，本文在ANSYS软件中实现了考虑土锚钢板桩结构施工因素的竖向弹性地基梁法。本文土锚钢板桩结构的平面应变有限元分析是在原有基本程序基础上，通过添加相关功能模块、修正缺陷后完成的。在土锚钢板桩结构的平面应变有限元分析中，接触面单元、杆单元与梁单元的联结处存在自由度协调的问题，本文通过扩充单元劲度矩阵的方法，成功解决了这一问题，处理后的接触面单元兼起Goodman接触面单元与过渡单元的双重作用。本文应用非线性有限元分析程序，模拟了淮安三线船闸的施工过程，计算分析了各特征施工步下的位移、内力与墙后土压力的分布及土锚与支撑的

3、轴力变化情况，并分析了钢板桩变形与内力的部分影响因素。土锚是土锚钢板桩结构中的一个关键部分，本文模拟了土锚与土接触面上的荷载传递规律，建立了压力分散型土锚的轴对称有限元分析模型，对其设计计算方法作了初步的研究，并与淮安三线船闸的部分实测资料进行了对比计算分析。本文对土锚钢板桩结构计算分析的研究，可为土锚、钢板桩及土锚钢板桩类似结构的设计与分析研究提供借鉴与参考。关键词：土锚，钢板桩，平面应变，有限元，施工模拟，船闸AbstractPrestressedsoilanchorscaneffectivelycentrelhorizontaldispla

4、cementsofsteelsheetpiles，andimprovetheirbearingforceproperty．Dispersivelycompressedsoilanchoredsteelsheetpileswereappliedtothethird—lineHual’anshiplockforpermanentstructuresforthefirsttimeinChina．Dispersivelycompressedsoilanchoredsteelsheetpilesarenovelinstructureshape，andfea

5、sibleinmechanismofbearingforce．Especiallyascomparedwithtraditionalsoilanchors’，bearingandtransferringfoicemechanismofdispersivelycompressedsoilanchoresalemorereasonable，andtheirbondstressdistributioniSmoreunifoITII，moreover'theiranticorrosiveperformanceanddurabilityimprovegre

6、atly．Thispapersimplyreviewsthevariousapplicationsofsoilanchors，steelsheetpilesandsoil—anchoredsteelsheetpilesinconstmctionprojects，anddiscussestheanalysismethodsofsoil—anchoredsteelsheetpilestructures．Thepracticabilityofmethodofverticalbeamonelasticfoundationisrelativelyexcel

7、lentinengineeringdesign；themethodconsideringconstructionfactorsisrealizedinsoftwareofANSYSinthispaperTheplanestrainfiniteelementanalysisofsoil-anchoredsteelsheetpilesisbasedoncalculatingprogram，andcompletedbyaddingrelevantfunctionmoduleandmodifyingdefects．Thispapersolvestheco

8、ordinationproblemofdegreeoffreedominthecombinationofbeamelementandin