在國(guó)外，通過室內(nèi)試驗(yàn)的方法研究了橋梁模板樁圍堰的受力性，類似于梁的受力情況，橋梁模板樁在受力時(shí)會(huì)產(chǎn)生相對(duì)位移，根據(jù)這個(gè)相對(duì)位移，他們提出了一種數(shù)值計(jì)算方法，可以計(jì)算某些特定情況下由于橋梁模板樁變形而產(chǎn)生的彎矩，這種計(jì)算方法存在局域性，研究的理論還需要進(jìn)一步深入。
在工程實(shí)踐中，橋梁模板樁施工方案的計(jì)算中大多采用土體與橋梁模板樁分離，分別計(jì)算土壓力再轉(zhuǎn)換到橋梁模板樁上，再進(jìn)行支撐內(nèi)力計(jì)算，通過三次體系轉(zhuǎn)換得到計(jì)算結(jié)果。計(jì)算往往把水壓力和土壓力簡(jiǎn)化成線性荷載作用于橋梁模板樁上，從而分析橋梁模板樁的應(yīng)力和位移情況，這種水土分算的計(jì)算方法計(jì)算簡(jiǎn)單、概念明確，是現(xiàn)如今橋梁模板樁圍堰設(shè)計(jì)采用的主流方法。
傳統(tǒng)計(jì)算中，橋梁模板樁中的每道內(nèi)支撐、封底混凝土、巖層等簡(jiǎn)化為鉸支座以作為支撐點(diǎn)，橋梁模板樁則簡(jiǎn)化成多跨連續(xù)梁，把水土壓力分別簡(jiǎn)化成線性荷載作用于梁上，取lm作為計(jì)算寬度;然后計(jì)算得到的支撐反力，取各種工況中的最不利值，將這個(gè)最不利值以均布荷載的方式作用于內(nèi)支撐圍圖，并對(duì)這組圍圖進(jìn)行受力計(jì)算，同時(shí)得到內(nèi)支撐的受力情況。封底混凝土的抗管涌計(jì)算中，一般要求滿足外部的水的滲流力要小于土底混凝土的自重，同時(shí)，封底混凝土和橋梁模板樁圍堰一起要滿足整體抗浮要求。橋梁模板樁最小入土深度計(jì)算中，取當(dāng)被動(dòng)土壓力與內(nèi)側(cè)水壓力之和等于主動(dòng)土壓力和外側(cè)水壓力時(shí)的入土深度作為最小入土深度，并結(jié)合抗傾覆穩(wěn)定時(shí)的入土深度來確定橋梁模板樁最小入土深度。如果在動(dòng)水作用下的圍堰計(jì)算還需要對(duì)整個(gè)圍堰結(jié)構(gòu)在動(dòng)水壓力作用下的抗傾覆能力驗(yàn)算其整體穩(wěn)定性計(jì)算。
橋梁模板樁施工方案計(jì)算過程中，這種設(shè)計(jì)計(jì)算方法的計(jì)算原理都是基于簡(jiǎn)化假定和工程經(jīng)驗(yàn)，只能在一定程度上反應(yīng)實(shí)際情況，只能基本滿足設(shè)計(jì)要求，若考慮到土體的變形而導(dǎo)致受力的變化，那簡(jiǎn)化計(jì)算方法就帶有局限性。傳統(tǒng)計(jì)算方法可以對(duì)不同工況、不同工序中橋梁模板樁圍堰施工的應(yīng)力和變形分析，得到關(guān)鍵部位的應(yīng)力和變形發(fā)展變化規(guī)律，這對(duì)于施工實(shí)踐尤其是確保安全具有重要的參考價(jià)值。
橋梁模板樁圍堰施工方案設(shè)計(jì)還可以使用有限元分析法。通過現(xiàn)有的有限元軟件Abaques CAE, Ansys, Midas等進(jìn)行三維的模擬，根據(jù)不同的開挖層設(shè)計(jì)開挖工況，給土體和橋梁模板樁加上相互作用，可以更加真實(shí)反映橋梁模板樁的應(yīng)力和位移變化。但有限元法的建模比較復(fù)雜，模擬異形的橋梁模板樁只能使用等效替代的方法，同時(shí)對(duì)土層進(jìn)行模擬時(shí)，各類參數(shù)的選擇對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響比較大。m.yishengpaimai.com
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