一种地连墙重力式复合锚碇基础的设计方法_CN109930485A
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pDmin＝C3·(Δ-tan w·0 .5·(BM-d)) ；
墙底水平应力QDave：
QDave＝C3·Δ·μ2。
7 .根据权利要求5所述的设计方法，所述步骤S2中，包括以下子步骤： 建立竖向力平衡方程：
N＝C1·Δ·(LM-2·d)·BM+C3·Δ·2·d·BM
建立水平力平衡方程：
2/4 页
建立弯矩平衡方程：
( 54 )发明 名称 一种地连墙重力式复合锚碇基础的设计方
法 ( 57 )摘要
本公开提供了一种地连墙重力式复合锚碇 基础的 设计方法 ，包括 ：构建地连墙重力式复合 锚碇基础的简化分析模型，并确定地连墙重力式 复合锚碇基础的变形模式、墙侧土压力作用模式 及基底、墙底应力的计算公式 ，建立竖向 力、水平 力及弯矩三组平衡方程并简化求解；根据获得的 三源自文库平衡方程，获得三个基本变形未知量的计算 公式 ；获得地连墙侧向土压力、基底应力、墙底应 力及竖向、水平向荷载分担比 ；求得锚点处的水 平变形 ，判断 是否满足小于水平位移容许值 ，如 不满足 调整输入参数 ，循环上述过程。该方法建 立了地连墙重力式复合锚碇基础变形与受力特 性的关 系式 ，应 用简便 ，该方法可 用于基础方案 是否可行的快速判别，节省工程计算时间。
Pzx1(z)＝C0·(h1+h2-z)·tan w+C0·U，
风化岩层II中的墙侧土压力Pzx2：
Pzx2(z)＝C2·(h1+h2-z)·tan w+C2·U，
基底应力的计算公式包括： 最大竖向应力PBmax：
pBmax＝C1·(Δ+tan w·0 .5·(BM-2·d)) ，
最小竖向应力PBmin：
pBmin＝C1·(Δ-tan w·0 .5·(BM-2·d)) ，
基底水平应力QBave：
QBave＝C1·Δ·μ1
墙底应力的计算公式包括：
2
CN 109930485 A
权 利 要 求 书
最大竖向应力PDmax：
pDmax＝C3·(Δ+tan w·0 .5·(BM-d)) ，
最小竖向应力PDmin：
设置中间 计算参数Ki ，i＝0～9 ，简化平衡方程的 求解过程 ，其中所述中间 计算参数Ki 为：
K0＝C1·(LM-2d)·BM·Δ·μ1+C3·2d·BM·Δ·μ2
K2＝C0·h2·BM+C2·h1·BM
K6＝C1·BM·(LM-2d)3/12 K7＝C3·BM·d·(LM-d)2/2
K9＝C1·BM·Δ·(LM-2d)·h1·μ1
权利要求书4页 说明书10页 附图2页
CN 109930485 A
CN 109930485 A
权 利 要 求 书
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1 .一种地连墙重力式复合锚碇基础的设计方法，包括： S1 ，构建地连墙重力式复合锚碇基础的 简化分析模型 ，并 确定地连墙重力式复合锚碇 基础的变形模式、墙侧土压力作用模式及基底、墙底应力的计算公式； S2，建立竖向力、水平力及弯矩三组平衡方程并简化求解； S3，根据所述步骤S2中获得的三组平衡方程，获得三个基本变形未知量的计算公式； S4 ，获得地连墙侧向土压力、基底应力、墙底应力及竖向、水平向荷载分担比 ； S5，求得锚点处的水平变形，判断是否满足小于水平位移容许值，若满足则完成地连墙 重力式复合锚碇基础的设计，若不满足则返回所述步骤S1。 2 .根据权利要求1所述的设计方法，其中，所述步骤S1中，包括以下子步骤： S101，构建地连墙重力式复合锚碇基础的简化分析模型，给定输入参数； S102，确定地连墙重力式复合锚碇基础的变形模式，拟定基本变形未知量； S103，给出墙侧土压力作用模式及基底、墙底应力的计算公式。 3 .根据权利要求2所述的设计方法，其中，所述步骤S101包括：构建地连墙重力式复合 锚碇基础的简化分析模型，该简化分析模型包括：圆环形地连墙、圆柱形重力式锚碇、锚体、 锚点，并确定水平荷载合力H、竖向荷载合力N、重力式锚碇基底以上土层I、重力式锚碇基底 以下风化岩层II、地连墙墙底以下风化岩层III。 4 .根据权利要求3所述的设计方法，其中，所述步骤S101还包括：给定简化分析模型的 输入参数，包括：地连墙外径D、地连墙壁厚d、重力式锚碇基底以下风化岩层II的厚度h1、竖 向抗力系数C1、基底摩擦系数μ1取、水平抗力系数C2、重力式锚碇基底以上土层I的厚度h2、 水平抗力系数C0、水平荷载合力距锚碇顶面的垂直距离h3、锚点距离重力式锚碇顶面的垂直 距离h4，地连墙墙底以下风化岩层III的竖向抗力系数C3、墙底摩擦系数μ2、锚碇基础等效宽 度BM，等效长度LM；水平荷载合力H、竖向荷载合力N。 5 .根据权利要求4所述的设计方法，其中，所述S102包括：考虑地连墙与重力式锚碇基 础共同发生刚体变形，拟定三个基本变形未知量：以墙底圆环形心O为中心的转角w、水平平 动位移Δ、竖向平均沉降U。 6 .根据权利要求5所述的设计方法，其中所述步骤S103中给出墙侧土压力作用模式及 基底、墙底应力的计算公式包括： 土层I中任意深度z处的墙侧土压力Pzx1：
通过设置上述中间参数得到简化的水平力平衡方程和弯矩平衡方程为：
H＝K1·tanw+K2·U+K0；
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权 利 要 求 书
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( 19 )中华人民 共和国国家知识产权局
( 12 )发明专利申请
(21)申请号 201910056991 .8
(22)申请日 2019 .01 .21
(71)申请人 中交公路长大桥建设国家工程研究 中心有限公司
地址 100088 北京市西城区德胜门外大街 85号中交大厦
申请人 广东省公路建设有限公司虎门二桥 分公司 中交公路规划设计院有限公司 湖北棋盘洲长江公路大桥有限公司
(72)发明人 崖岗 付佰勇 张鑫敏 过超 朱鹏 梅刚 陈占 力 韩冬冬 赵磊 汪西华 石海洋 赵文艺 何潇 杨金南
(10)申请公布号 CN 109930485 A (43)申请公布日 2019.06.25 (74)专利代理机构 中科专利商标代理有限责任
公司 11021 代理人 任岩
(51)Int .Cl . E01D 19/14(2006 .01)
墙底水平应力QDave：
QDave＝C3·Δ·μ2。
7 .根据权利要求5所述的设计方法，所述步骤S2中，包括以下子步骤： 建立竖向力平衡方程：
N＝C1·Δ·(LM-2·d)·BM+C3·Δ·2·d·BM
建立水平力平衡方程：
2/4 页
建立弯矩平衡方程：
( 54 )发明 名称 一种地连墙重力式复合锚碇基础的设计方
法 ( 57 )摘要
本公开提供了一种地连墙重力式复合锚碇 基础的 设计方法 ，包括 ：构建地连墙重力式复合 锚碇基础的简化分析模型，并确定地连墙重力式 复合锚碇基础的变形模式、墙侧土压力作用模式 及基底、墙底应力的计算公式 ，建立竖向 力、水平 力及弯矩三组平衡方程并简化求解；根据获得的 三源自文库平衡方程，获得三个基本变形未知量的计算 公式 ；获得地连墙侧向土压力、基底应力、墙底应 力及竖向、水平向荷载分担比 ；求得锚点处的水 平变形 ，判断 是否满足小于水平位移容许值 ，如 不满足 调整输入参数 ，循环上述过程。该方法建 立了地连墙重力式复合锚碇基础变形与受力特 性的关 系式 ，应 用简便 ，该方法可 用于基础方案 是否可行的快速判别，节省工程计算时间。
Pzx1(z)＝C0·(h1+h2-z)·tan w+C0·U，
风化岩层II中的墙侧土压力Pzx2：
Pzx2(z)＝C2·(h1+h2-z)·tan w+C2·U，
基底应力的计算公式包括： 最大竖向应力PBmax：
pBmax＝C1·(Δ+tan w·0 .5·(BM-2·d)) ，
最小竖向应力PBmin：
pBmin＝C1·(Δ-tan w·0 .5·(BM-2·d)) ，
基底水平应力QBave：
QBave＝C1·Δ·μ1
墙底应力的计算公式包括：
2
CN 109930485 A
权 利 要 求 书
最大竖向应力PDmax：
pDmax＝C3·(Δ+tan w·0 .5·(BM-d)) ，
最小竖向应力PDmin：
设置中间 计算参数Ki ，i＝0～9 ，简化平衡方程的 求解过程 ，其中所述中间 计算参数Ki 为：
K0＝C1·(LM-2d)·BM·Δ·μ1+C3·2d·BM·Δ·μ2
K2＝C0·h2·BM+C2·h1·BM
K6＝C1·BM·(LM-2d)3/12 K7＝C3·BM·d·(LM-d)2/2
K9＝C1·BM·Δ·(LM-2d)·h1·μ1
权利要求书4页 说明书10页 附图2页
CN 109930485 A
CN 109930485 A
权 利 要 求 书
1/4 页
1 .一种地连墙重力式复合锚碇基础的设计方法，包括： S1 ，构建地连墙重力式复合锚碇基础的 简化分析模型 ，并 确定地连墙重力式复合锚碇 基础的变形模式、墙侧土压力作用模式及基底、墙底应力的计算公式； S2，建立竖向力、水平力及弯矩三组平衡方程并简化求解； S3，根据所述步骤S2中获得的三组平衡方程，获得三个基本变形未知量的计算公式； S4 ，获得地连墙侧向土压力、基底应力、墙底应力及竖向、水平向荷载分担比 ； S5，求得锚点处的水平变形，判断是否满足小于水平位移容许值，若满足则完成地连墙 重力式复合锚碇基础的设计，若不满足则返回所述步骤S1。 2 .根据权利要求1所述的设计方法，其中，所述步骤S1中，包括以下子步骤： S101，构建地连墙重力式复合锚碇基础的简化分析模型，给定输入参数； S102，确定地连墙重力式复合锚碇基础的变形模式，拟定基本变形未知量； S103，给出墙侧土压力作用模式及基底、墙底应力的计算公式。 3 .根据权利要求2所述的设计方法，其中，所述步骤S101包括：构建地连墙重力式复合 锚碇基础的简化分析模型，该简化分析模型包括：圆环形地连墙、圆柱形重力式锚碇、锚体、 锚点，并确定水平荷载合力H、竖向荷载合力N、重力式锚碇基底以上土层I、重力式锚碇基底 以下风化岩层II、地连墙墙底以下风化岩层III。 4 .根据权利要求3所述的设计方法，其中，所述步骤S101还包括：给定简化分析模型的 输入参数，包括：地连墙外径D、地连墙壁厚d、重力式锚碇基底以下风化岩层II的厚度h1、竖 向抗力系数C1、基底摩擦系数μ1取、水平抗力系数C2、重力式锚碇基底以上土层I的厚度h2、 水平抗力系数C0、水平荷载合力距锚碇顶面的垂直距离h3、锚点距离重力式锚碇顶面的垂直 距离h4，地连墙墙底以下风化岩层III的竖向抗力系数C3、墙底摩擦系数μ2、锚碇基础等效宽 度BM，等效长度LM；水平荷载合力H、竖向荷载合力N。 5 .根据权利要求4所述的设计方法，其中，所述S102包括：考虑地连墙与重力式锚碇基 础共同发生刚体变形，拟定三个基本变形未知量：以墙底圆环形心O为中心的转角w、水平平 动位移Δ、竖向平均沉降U。 6 .根据权利要求5所述的设计方法，其中所述步骤S103中给出墙侧土压力作用模式及 基底、墙底应力的计算公式包括： 土层I中任意深度z处的墙侧土压力Pzx1：
通过设置上述中间参数得到简化的水平力平衡方程和弯矩平衡方程为：
H＝K1·tanw+K2·U+K0；
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CN 109930485 A
权 利 要 求 书
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( 19 )中华人民 共和国国家知识产权局
( 12 )发明专利申请
(21)申请号 201910056991 .8
(22)申请日 2019 .01 .21
(71)申请人 中交公路长大桥建设国家工程研究 中心有限公司
地址 100088 北京市西城区德胜门外大街 85号中交大厦
申请人 广东省公路建设有限公司虎门二桥 分公司 中交公路规划设计院有限公司 湖北棋盘洲长江公路大桥有限公司
(72)发明人 崖岗 付佰勇 张鑫敏 过超 朱鹏 梅刚 陈占 力 韩冬冬 赵磊 汪西华 石海洋 赵文艺 何潇 杨金南
(10)申请公布号 CN 109930485 A (43)申请公布日 2019.06.25 (74)专利代理机构 中科专利商标代理有限责任
公司 11021 代理人 任岩
(51)Int .Cl . E01D 19/14(2006 .01)