抚河特大桥钢板桩围堰设计与验算

摘 要：钢板桩围堰受到较大的内外水头差，所受荷载复杂，其刚度较小，保证施工过程中钢板桩围堰结构的整体刚度和稳定性极为重要。本文采用有限元软件ANSYS，考虑了风荷载、静水压力荷载、流水压力荷载、土压力荷载等外荷载的作用，基于ANSYS中的生死单元技术，模拟了整个施工过程，对结构的效应值进行了合理的模拟，最后根据得出的受力结果，结合相关规范，对结构进行了验算。结果表明，结构的强度、整体稳定性、支撑系统的局部稳定性均满足要求，按照该施工过程可保证结构安全。

关键词：连续梁；钢板桩；围堰；应力；稳定

1 工程概况

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2 有限元模型及结果分析

2.1 结构设计及计算工况

2.2 有限元模型

2.3 计算结果及验算

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3 结论

本文采用ANSYS有限元分析软件，在考虑各种荷载的情况下，建立了有限元模型，并基于生死单元技术对施工阶段进行了模拟，得到了以下结论：

1) 钢板桩围堰板单元最大应力出现在工况三中，为 178MPa。其余各阶段均小于设计强度，满足强度要求。

2) 经过验算，钢板桩围堰在工况三下稳定系数最低，为2.42，但稳定系数大于1，对于临时施工结构，参照目前已有工程实例，可认为围堰整体稳定性满足要求。

3) 支撑系统的强度与稳定性按照《铁路桥梁钢结构设计规范》均满足要求。

4) 通过验算确定了钢板桩的入土深度为封底混凝土底面以下 2.5m，在这种条件下，钢板桩在浮力的作用下抗倾覆承载力能满足要求，但安全储备相对较小，应注意施工过程中水位变化和不良地质的影响，一旦出现异常，及时采取加强处理。