念江丽

（中铁十六局集团第一工程有限公司，北京 101300）

114#桥墩承台深基坑邻近营业线，为保证支护的安全，采用拉森-IV型钢板桩围堰，钢板桩单根长度24m，钢板桩顶高于最高通航水位0.5m。钢板桩围堰包括钢板桩、围檩、内支撑等部分，其剖面图如图1所示，断面图如图2所示。钢板桩围堰从最上面到最下面设四道内支撑，靠近钢板桩顶部为第一道支撑，靠近底部为第四道支撑，中间是第二道支撑与第三道支撑。上下四道支撑的围檩采用2I56a工字钢，斜撑、对撑采用Ø630×8mm钢管。

图1 钢板桩围堰剖面图（单位cm）

图2 钢板桩围堰断面图（单位m）

1 基本参数

钢板桩为宽0.4m的拉森IV型。钢板截面参数如表1所示。

根据地质勘察报告，土层参数分别如表2所示。

根据《钢结构设计规范》（GB 50017-2017），Q235型钢和钢管抗拉强度、抗压强度以及抗弯强度设计值按f=215MPa设计；Q345型钢和钢管抗拉强度、抗压强度以及抗弯强度设计值按f=310MPa设计。

表1 拉森钢板桩截面参数

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表2 土层物理参数

2 静水作用下钢板桩围堰有限元模型建立

2.1 模型建立

本文借助于ANSYS有限元分析软件，来建立钢板桩、围檩、内支撑以及土层相互作用整体有限元分析模型。

数值模型中钢板桩采用带有厚度的板单元模拟，内支撑与围檩选用梁单元Beam188进行计算，土层选用Solid45三维实体单元进行计算。单元总计划分48966个，这里涉及到土体单元41160个，钢板桩单元6878个，四道围檩以及内支撑、斜撑单元928个。鉴于围檩或者腰梁采用2I56a工字钢，计算时为简化，考虑为一个工字梁单元，计算时增大截面尺寸。……