一种h型桩荷载计算方法技术

本发明专利技术公开了一种h型桩荷载计算方法，包括以下步骤：1)、h型桩受力分解：将h型桩的荷载分解为后桩前侧土压力T21、前桩后侧土压力T22、前桩前侧土压力T3和后桩后侧土压力T1；2)、2)、将分解后的土压力单独进行分布形状分析：将土压力T21的分布形状简化为三角形和梯形分布，其中三角形分布高度0.2H12，0.2H12为后桩的锚固面至横梁的高度，将土压力T22的分布形状简化为三角形和梯形分布，其中三角形分布高度0.2h1，h1为前桩的悬臂高度，将前桩前侧土压力T3的分布形状简化为三角形和矩形分布，其中三角形分布高度0.3h1，h1为前桩的受荷段高度。本发明专利技术所述计算方法直接提出了h型桩的荷载结构技术模型，可直接用于h型桩结构设计。

A method for calculating the load of H-shaped piles

The invention discloses a method for calculating the load of H-type piles, which includes the following steps: 1) decomposition of the load of H-type piles: decomposition of the load of H-type piles into the front side earth pressure T21, the front side earth pressure T22, the front side earth pressure T3 of front piles and the back side earth pressure T1; 2) analysis of the distribution shape of the decomposed earth pressure separately: simplification of the distribution shape of the earth pressure T21 into triangles And trapezoidal distribution, in which the triangular distribution height is 0.2H12, 0.2H12 is the height from the anchoring surface of the back pile to the cross beam. The distribution shape of soil pressure T22 is simplified to triangular and trapezoidal distribution. The triangular distribution height is 0.2h1, and the H1 is the cantilever height of the front pile. The distribution shape of soil pressure T3 in front of the front pile is simplified to triangular and rectangular distribution, in which the triangular distribution height is 0.3h1 and the H1 is the cantilever height of the front pile. The height of the loading section of the front pile. The calculation method of the invention directly puts forward the technical model of load structure of H-type pile, which can be directly applied to the design of H-type pile structure.

【技术实现步骤摘要】
一种h型桩荷载计算方法
本专利技术涉及土木工程
，具体涉及一种h型桩荷载计算方法。
技术介绍
h型桩是排架桩进一步发展的成果，差别仅在于门型桩后桩横梁上部多增加了悬臂段，通常滑坡推力不变情况下，该悬臂段传递给下部结构的内力、位移是恒定不变的。现有关于h型桩的研究主要集中于以下几个方面，包括抗滑作用机理、结构抗推性能、受荷段桩土作用、结构与桩间土参数敏感性分析、结构解析解计算理论、空间土拱效应等。在受荷段桩土作用研究中，桩间土对前后桩作用力的大小和分布形状是研究的重中之重，就目前提出的就有三角形分布、正/倒梯形分布、矩形分布等几种结论，各学者结论多基于所研究的特定模型提出，缺乏较一致性的结论。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种h型桩荷载计算方法，本专利技术所述计算方法直接提出了h型桩的荷载结构技术模型，可直接用于h型桩结构设计。本专利技术通过下述技术方案实现：一种h型桩荷载计算方法，包括以下步骤：1)、h型桩受力分解：将h型桩的荷载分解为后桩前侧土压力T21、前桩后侧土压力T22、前桩前侧土压力T3和后桩后侧土压力T1；2)、将分解后的土压力单独进行分布形状分析：将土压力T21的分布形状简化为三角形和梯形分布，其中三角形分布高度0.2H12，0.2H12为后桩的锚固面至横梁的高度，将土压力T22的分布形状简化为三角形和梯形分布，其中三角形分布高度0.2h1，h1为前桩的悬臂高度，将前桩前侧土压力T3的分布形状简化为三角形和矩形分布，其中三角形分布高度0.3h1，h1为前桩的受荷段高度；将后桩后侧土压力T1的分布形状简化为矩形分布或三角形分布。在本领域中，前桩的悬臂高度与前桩的受荷段高度是同一个概念，如图5所示。本专利技术所述计算方法具有可行性和普遍性，通过将h型桩的荷载进行受力分解，将各个受力部分的分布形状简化分析，直接提出了h型桩的荷载结构技术模型，可直接用于h型桩结构设计，有利于h型桩这一新型结构的推广应用，具有较好的经济社会效益。进一步地，根据土压力T21的分布形状，得出后桩前侧抗力强度σhq(z)的数学表达式：式中为库伦被动土压力系数；α为桩体面壁的倾斜角度，桩身一般竖直α取0；β为桩后土体面的倾角度；δ为土体对桩壁的外摩擦角；γ为土体重度，为土体内摩擦角。K0——静止土压力系数，为土体的有效内摩擦角。进一步地，根据土压力T22的分布形状，得出后桩前侧抗力强度σqh(z)的数学表达式：式中为库伦被动土压力系数；为库伦主动土压力系数；α为桩体面壁的倾斜角度，桩身一般竖直α取0；β为桩后土体面的倾角度；δ为土体土桩壁的外摩擦角；γ为土体重度，为土体内摩擦角。进一步地，根据土压力T3的分布形状，得出后桩前侧抗力强度σqq(z)的数学表达式：式中为库伦被动土压力系数；α为桩体面壁的倾斜角度，桩身一般竖直α取0；β为桩后土体面的倾角度；δ为土体对桩壁的外摩擦角；γ为土体重度，为土体内摩擦角。进一步地，后桩后侧的抗力强度采用传递系数法或库伦主动土压力理论计算。后桩后侧的抗力强度是根据本行业有关规定设计。本专利技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：本专利技术所述计算方法具有可行性和普遍性，通过将h型桩的荷载进行受力分解，将各个受力部分的分布形状简化分析，直接提出了h型桩的荷载结构技术模型，可直接用于h型桩结构设计，有利于h型桩这一新型结构的推广应用，具有较好的经济社会效益。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本专利技术实施例的限定。在附图中：图1是h型桩的结构示意图；图2是后桩前侧桩前抗力简化图形；图3是前桩后侧桩后推力简化图形；图4是前桩前侧桩前抗力简化图形；图5是h型桩几何参数示意图。附图中标记及对应的零部件名称：1-前桩，2-横梁，3-后桩，4-滑移面。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本专利技术作进一步的详细说明，本专利技术的示意性实施方式及其说明仅用于解释本专利技术，并不作为对本专利技术的限定。实施例1：如图1至图4所示，图1是h型桩的结构示意图，在图1中，h型桩包括前桩1和后桩3，所述前桩1和后桩3之间通过横梁连接，使用时，将整个h型桩插入土体内，所述土体通过滑移面4分成上下两部分，上部为不稳定土体，下部分为嵌固段地层，将h型桩的底部插入嵌固段地层内，上部的不稳定土体对h型桩施加力。一种h型桩荷载计算方法，包括以下步骤：1)、h型桩受力分解：将h型桩的荷载分解为后桩前侧土压力T21、前桩后侧土压力T22、前桩前侧土压力T3和后桩后侧土压力T1；2)、2)、将分解后的土压力单独进行分布形状分析：将土压力T21的分布形状简化为三角形和梯形分布，其中三角形分布高度0.2H12，0.2H12为后桩3的锚固面至横梁2的高度，将土压力T22的分布形状简化为三角形和梯形分布，其中三角形分布高度0.2h1，h1为前桩1的悬臂高度，将前桩前侧土压力T3的分布形状简化为三角形和矩形分布，其中三角形分布高度0.3h1，h1为前桩1的受荷段高度；将后桩后侧土压力T1的分布形状简化为矩形分布或三角形分布；具体地，滑移面4上部为理想散粒体(c＝0)，且桩后土体为倾斜面，角度为β时，结合库伦土压力理论，即可以得出简化图形中后桩前侧抗力强度σhq(z)的数学表达式：式中为库伦被动土压力系数；α为桩体面壁的倾斜角度，桩身一般竖直α取0；β为桩后土体面的倾角度；δ为土体对桩壁的外摩擦角；γ为土体重度，为土体内摩擦角。K0——静止土压力系数，为土体的有效内摩擦角。滑移面4上部为理想散粒体(c＝0)，且桩后土体为倾斜面，角度为β时，结合库伦土压力理论，即可以得出简化图形中后桩前侧抗力强度σqh(z)的数学表达式：式中为库伦被动土压力系数；为库伦主动土压力系数；α为桩体面壁的倾斜角度，桩身一般竖直α取0；β为桩后土体面的倾角度；δ为土体土桩壁的外摩擦角；γ为土体重度，为土体内摩擦角。滑移面4上部为理想散粒体(c＝0)，且桩后土体为倾斜面，角度为β时，结合库伦土压力理论，即可以得出简化图形中后桩前侧抗力强度σqq(z)的数学表达式：式中为库伦被动土压力系数；α为桩体面壁的倾斜角度，桩身一般竖直α取0；β为桩后土体面的倾角度；δ为土体对桩壁的外摩擦角；γ为土体重度，为土体内摩擦角。后桩后侧土压力T1为根据坡体地质情况和变形情况，采用矩形分布或三角形分布，其值采用传递系数法或库伦主动土压力理论计算。以上所述的具体实施方式，对本专利技术的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本专利技术的具体实施方式而已，并不用于限定本专利技术的保护范围，凡在本专利技术的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种h型桩荷载计算方法，其特征在于，包括以下步骤：1)、h型桩受力分解：将h型桩的荷载分解为后桩前侧土压力T21、前桩后侧土压力T22、前桩前侧土压力T3和后桩后侧土压力T1；2)、将分解后的土压力单独进行分布形状分析：将土压力T21的分布形状简化为三角形和梯形分布，其中三角形分布高度0.2H12，0.2H12为后桩(3)的锚固面至横梁(2)的高度，将土压力T22的分布形状简化为三角形和梯形分布，其中三角形分布高度0.2h1，h1为前桩(1)的悬臂高度，将前桩前侧土压力T3的分布形状简化为三角形和矩形分布，其中三角形分布高度0.3h1，h1为前桩(1)的受荷段高度；将后桩后侧土压力T1的分布形状简化为矩形分布或三角形分布。

【技术特征摘要】
1.一种h型桩荷载计算方法，其特征在于，包括以下步骤：1)、h型桩受力分解：将h型桩的荷载分解为后桩前侧土压力T21、前桩后侧土压力T22、前桩前侧土压力T3和后桩后侧土压力T1；2)、将分解后的土压力单独进行分布形状分析：将土压力T21的分布形状简化为三角形和梯形分布，其中三角形分布高度0.2H12，0.2H12为后桩(3)的锚固面至横梁(2)的高度，将土压力T22的分布形状简化为三角形和梯形分布，其中三角形分布高度0.2h1，h1为前桩(1)的悬臂高度，将前桩前侧土压力T3的分布形状简化为三角形和矩形分布，其中三角形分布高度0.3h1，h1为前桩(1)的受荷段高度；将后桩后侧土压力T1的分布形状简化为矩形分布或三角形分布。2.根据权利要求1所述的一种h型桩荷载计算方法，其特征在于，根据土压力T21的分布形状，得出后桩前侧抗力强度σhq(z)的数学表达式：式中为库伦被动土压力系数；α为桩体面壁的倾斜角度，桩身一般竖直α取...

【专利技术属性】
技术研发人员：王希宝，袁松，邓霁伟，吴兵，
申请(专利权)人：四川省交通运输厅交通勘察设计研究院，
类型：发明
国别省市：四川,51