(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210385673.8 (22)申请日 2022.04.13 (71)申请人 中交第四航 务工程勘察设计院有限 公司 地址 510230 广东省广州市海珠区前进路 161号 (72)发明人 肖仕宝　沈迪州　林岳　林捷　 魏建宇　邓涛　 (74)专利代理 机构 北京远大卓悦知识产权代理 有限公司 1 1369 专利代理师 吴朝阳 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) G06F 30/20(2020.01) E02D 19/04(2006.01)E02D 5/30(2006.01) F16F 15/067(2006.01) (54)发明名称 锁扣钢管桩围堰结构的设计方法 (57)摘要 本发明公开了一种锁扣钢管桩围堰结构的 设计方法， 其包括： 根据设计条件， 确定锁扣钢管 桩围堰初步方案； 设定锁扣钢管桩围堰中相邻钢 管桩采用P ‑P锁扣连接， 锁扣钢管中灌浆； 根据钢 管桩围堰初步方案建立锁扣钢管桩围堰的立体 骨架模型， 所述立体骨架模型中每一锁扣钢管桩 与土体之间视为由地基弹簧连接， 钢管桩之间锁 扣连接视为由抗力弹簧连接； 对立体骨架模型加 载计算， 根据计算结果， 调整锁扣钢管桩结构尺 寸， 直至满足设计要求。 本发明在考虑锁扣钢管 桩之间锁扣连接强度后， 在满足设计要求的前提 下， 有效减少了锁扣钢管桩围堰结构的材料成 本。 权利要求书1页 说明书5页 附图4页 CN 114861261 A 2022.08.05 CN 114861261 A 1.一种锁扣钢管桩围堰 结构的设计方法， 其特 征在于， 包括： 根据设计条件， 确定锁扣钢管桩围堰初步方案； 设定锁扣钢管桩围堰中相邻钢管桩 采用P‑P锁扣连接， 锁扣钢管中灌浆； 根据钢管桩围堰初步方案建立锁扣钢管桩围堰的立体骨架模型， 所述立体骨架模型中 每一锁扣钢管桩与土体之 间视为由地基弹簧连接， 钢管桩 之间锁扣连接视为由抗力弹簧连 接； 对立体骨架模型加载计算， 根据计算结果， 调整锁扣钢管桩结构尺寸， 直至满足设计要 求。 2.如权利要求1所述的锁扣钢管桩围堰结构的设计方法， 其特征在于， 所述立体骨架模 型中， 地基弹簧包括水平面上 的第一地基弹簧、 第二地基弹簧以及竖直方向上 的第三地基 弹簧， 抗力弹簧包括水平面上 的第一抗力弹簧、 第二抗力弹簧以及竖直方向上 的第三抗力 弹簧； 其中， 第一地基弹簧的设置方向沿钢管桩连线上第 一地基弹簧所在钢管桩这一点的切 线方向， 第二地基弹簧的设置方向沿钢管桩连线 上第二地基弹簧所在钢管桩这一点的法线 方向； 第一抗力弹簧的设置方向沿钢管桩连线上第一抗力弹簧所在P ‑P锁扣连接点的切线方 向， 第二抗力弹簧的设置方向沿钢管桩连线上第二抗力弹簧所在P ‑P锁扣连接点的法线方 向。 3.如权利要求2所述的锁扣钢管桩围堰结构的设计方法， 其特征在于， 建立锁扣钢管桩 围堰的立体骨架模型的过程包括： 根据工程土体参数分别确定第 一地基弹簧、 第 二地基弹簧以及第 三地基弹簧的土体等 效刚度， 根据锁扣钢 管尺寸和灌浆料强度分别确定第一抗力弹簧、 第二抗力弹簧以及第三 抗力弹簧的土体等效刚度。 4.如权利要求1所述的锁扣钢管桩围堰结构的设计方法， 其特征在于， 所述锁扣钢管的 连接缝偏离锁扣钢管与该锁扣钢管 所在钢管桩的中心连线。 5.如权利要求4所述的锁扣钢管桩围堰结构的设计方法， 其特征在于， 所述锁扣钢管的 底端呈斜 面， 该斜面朝向所述锁扣钢管 连接的另一锁扣钢管。 6.如权利要求4所述的锁扣钢管桩围堰结构的设计方法， 其特征在于， 所述锁扣钢管的 底端靠近锁扣钢管 所在钢管桩处设置有月牙形的半封闭板 。 7.如权利要求4所述的锁扣钢管桩围堰结构的设计方法， 其特征在于， 所述锁扣钢管的 底端斜面与水平面的夹角为6 0°。 8.如权利要求1所述的锁扣钢管桩围堰结构的设计方法， 其特征在于， 根据设计条件， 确定锁扣钢管桩围堰初步方案的过程包括： 根据地质条件、 波浪条件和外荷载， 计算确定锁扣钢管桩围堰中锁扣钢管桩的初步选 材和尺寸。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114861261 A 2锁扣钢管桩围堰结构的设计方 法 技术领域 [0001]本发明涉及近海建筑结构设计领域。 更具体地说， 本发明涉及一种锁扣钢管桩围 堰结构的设计方法。 背景技术 [0002]锁扣钢管桩是常用的基坑形式之一， 常规的计算方法将 “锁扣钢管桩 ”的“钢管桩” 作为主体结构， 不考虑钢 管桩之间的锁扣连接强度， 经常简化为二维模式或不考虑锁扣连 接强度的三维计算模式。 该方法仅适用于以承受均匀径向力(如静水压力、 周边土压力)为 主的基坑结构， 对承受水平力(如外海波浪力、 桥墩基础水平力)的基坑结构， 该计算方法显 得过于保守， 会导致基坑结构的设计不经济。 采用考虑锁扣钢 管桩之间锁扣连接强度的计 算方法是非常有必要的。 发明内容 [0003]本发明的目的是提供一种锁扣钢管桩围堰结构的设计方法， 该方法在 考虑锁扣钢 管桩之间锁扣连接强度后， 在满足设计要求的前提下， 有效减少 了锁扣钢 管桩围堰结构的 材料成本。 [0004]为了实现根据 本发明的这些目的和其它优点， 提供了一种锁扣钢管桩围堰结构的 设计方法， 其包括： [0005]根据设计条件， 确定锁扣钢管桩围堰初步方案； [0006]设定锁扣钢管桩围堰中相邻钢管桩 采用P‑P锁扣连接， 锁扣钢管中灌浆； [0007]根据钢管桩围堰初 步方案建立锁扣钢管桩围堰的立体骨架模型， 所述立体骨架模 型中每一锁扣钢管桩与土体之 间视为由地基弹簧连接， 钢管桩之 间锁扣连接视为由抗力弹 簧连接； [0008]对立体骨架模型加载计算， 根据计算结果， 调整锁扣钢管桩结构尺寸， 直至满足设 计要求。 [0009]优选的是， 所述立体骨架模型中， 地基弹簧包括水平面上的第一地基弹簧、 第二地 基弹簧以及竖直方向上 的第三地基弹簧， 抗力弹簧包括水平面上 的第一抗力弹簧、 第二抗 力弹簧以及竖直方向上的第三 抗力弹簧； [0010]其中， 第一地基弹簧的设置方向沿钢管桩连线上第一地基弹簧所在钢管桩这一点 的切线方向， 第二地基弹簧的设置方向沿钢管桩连线 上第二地基弹簧所在钢管桩这一点的 法线方向； [0011]第一抗力弹簧的设置方向沿钢管桩连线上第一抗力弹簧所在P ‑P锁扣连接点的切 线方向， 第二抗力弹簧的设置方向沿钢管桩连线上第二抗力弹簧所在P ‑P锁扣连接点的法 线方向。 [0012]优选的是， 建立锁扣钢管桩围堰的立体骨架模型的过程包括： [0013]根据工程土体参数分别确定第一地基弹簧、 第二地基弹簧以及第三地基弹簧的土说　明　书 1/5 页 3 CN 114861261 A 3