超大型沉箱贮仓压力的数值模拟计算

通过ABAQUS有限元分析软件对一般沉箱和超大型沉箱的贮仓压力进行数值模拟,并对比分析数值模拟结果与按现行规范中贮仓压力公式的计算结果。经过对不同参数组计算结果的对比分析后发现:填料的内摩擦角、弹性模量、泊松比,以及填料与仓格边壁间的摩擦系数均是影响贮仓压力的主要参数。现行规范中的贮仓压力计算公式,仅考虑填料内摩擦角和填料与仓格边壁间摩擦系数的影响,而不考虑填料的弹性模量和泊松比影响的假设值得商榷。     

基于ABAQUS的沉箱码头墙后土压力计算方法

通过采用ABAQUS有限元软件,建立了沉箱和地基相互作用的三维模型,模拟了在自重作用下沉箱码头墙后土压力分布情况。结果表明:沿码头长度方向由于沉箱舱格及舱格内回填引起各断面结构刚度差异,沉箱墙后土压力分布呈现较为明显的空间特征,其总力较规范计算值偏大,从而使结构稳定性计算偏于不安全。结合工程实例模拟结果提出了一种更为符合实际的墙后土压力计算模型。     

沉箱外壁和隔墙内力计算优化

现行规范对于沉箱构件内力计算进行简化,忽略上部结构对构件的约束。将考虑沉箱上部结构对构件施加有效约束时的横向跨中弯矩和支座弯矩结果与规范计算模式结果进行对比分析,并比较不同计算模式下的构件顶部1.5l内（l为仓格间距）和构件底部1.5l内的内力。结果表明,当考虑沉箱上部结构对构件施加有效约束时,沉箱构件上部的横向跨中弯矩可减少约36%,支座弯矩可减少约14%,可显著优化结构设计,同时须核算构件竖向强度。虽然结构约束条件与底部相似,但由于荷载分布不同,构件顶部不适合采用三边固接一边简支模型计算内力;沉箱构件内力分布不均匀,边缘仓格的内力远大于中间仓格的内力,弯矩增加超过30%,对于仓格少于或等于2个的小型沉箱设计时尤其值得注意,此时建议建立整体模型进行分析计算。     

钦州某油码头沉箱内力数值分析

利用有限元分析软件ANSYS,对沉箱重力式码头在船舶荷栽作用下的沉箱静态力学性能进行数值分析.通过对比分析文革勒地基模型法和半无限弹性体法的计算结果,认为壳单元与体单元采用MPC接触方法,土体以弹簧来模拟的计算模型能够满足设计要求,建模简单,计算快捷,可供设计时使用.同时数值分析表明,在船舶荷载和贮仓压力作用下,沉箱立板内侧的竖向弯矩最大值发生在立板与底板的连接处,有必要对重力式孤立墩在船舶荷载作用下的沉箱进行空间结构计算.     

基于SPH方法的明基床开孔沉箱数值模拟研究

基于光滑粒子流体动力学(SPH)方法,结合域着色(CDP)技术,建立了二维数值水槽。利用数值水槽对典型工况下规则波与明基床上开孔沉箱的相互作用进行数值模拟。对比分析文章CDP-SPH方法与VOF方法计算结果以及实验数据,结果显示文章模型与实验值更加吻合,表明SPH方法在解决大变形自由面问题上具有一定优势。随后,将数值水槽用于模拟多种工况下波浪与明基床开孔沉箱的相互作用,分析了相对基床高度和相对消浪室宽度对明基床上开孔沉箱反射系数的影响。最后,将计算得到的反射系数与实验所得经验公式进行比较,数值模拟结果与实验结果吻合良好。文章采用改进的CDP-SPH方法,大大降低了SPH方法用于计算开孔沉箱的计算量,为开孔沉箱的数值模拟提供了新的手段。     

大型椭圆沉箱结构侧壁内力计算

针对预制椭圆沉箱持续大型化引起的波浪荷载计算超出规范问题,对设计椭圆沉箱结构进行圆形墩柱等效简化研究,采用规范计算圆形墩柱简化结构波浪荷载与椭圆沉箱码头最大水平总波浪力及波压强的物理模型试验结果进行对比的方法,可以判断结构简化的合理性,进而对椭圆沉箱侧壁波压强设计取值进行合理选择。依据相关规范公式对椭圆沉箱侧壁内力进行计算,并与采用有限元软件计算的结果进行对比与验证,得出椭圆沉箱侧壁由波浪引起的内力的准确计算结果,为类似工程设计提供借鉴。     

大型椭圆沉箱结构侧壁内力计算

针对预制椭圆沉箱持续大型化引起的波浪荷载计算超出规范问题，对设计椭圆沉箱结构进行圆形墩柱等效简化研究，采用规范计算圆形墩柱简化结构波浪荷载与椭圆沉箱码头最大水平总波浪力及波压强的物理模型试验结果进行对比的方法，可以判断结构简化的合理性，进而对椭圆沉箱侧壁波压强设计取值进行合理选择。依据相关规范公式对椭圆沉箱侧壁内力进行计算，并与采用有限元软件计算的结果进行对比与验证，得出椭圆沉箱侧壁由波浪引起的内力的准确计算结果，为类似工程设计提供借鉴。     

海洋环境中吊架法沉箱安装定位方法

通过数值模拟与理论分析相结合的方式,建立了双层吊架的有限元计算模型,同时分析了吊架法施工过程中不同波浪条件下吊架构件的内力和位移,从而分析了本文吊架的安全性,最后凝炼海洋环境中沉箱借住吊架进行安装定位的施工要点,形成海洋环境中沉箱吊架定位的施工工艺,保障海洋环境中沉箱的高效安装。     

深水沉箱桩基复合基础沉降计算方法研究

本文通过规范公式,计算深水软土地基条件下沉箱钢管桩复合基础封桩前后地基沉降量。通过有限元软件Midas-GTS建立空间有限元模型,对封桩前后软土地基沉降量进行验证,分析了封桩前后地基沉降的变化规律。计算结果为深水软土地基沉降提供了理论依据。     

沉箱式防波堤动力计算中附加水质量的实验研究

对沉箱式防波堤动力计算中的一个重要动力参数———附加水质量的计算方法进行了模型实验研究,提出了通过动力模型实验确定附加水质量的方法。依据结构动力学理论,由无水情况和各种不同水深情况下沉箱动力特性的实验数据确定沉箱运动时的附加水质量;在对实验结果进行统计分析的基础上,建立了计算附加水质量的经验计算公式。最后通过数值模拟与实验结果的比较,对建立的经验公式进行了检验。     

沉箱结构的有限元分析

某码头为大直径圆沉箱重力墩式结构，应用大型有限元分析软件ANSYS，对沉箱结构建立三维有限元模型，分别按考虑地基与沉箱作用和不考虑地基与沉箱作用进行计算。计算与分析结果表明，2种算法上部结构的计算结果相近，不考虑沉箱与地基共同作用的底板内力过于保守。     

大型沉井浮运阻力研究

利用计算流体软件FLUENT对大型圆形铜沉井浮运时受到的水阻力进行数值计算，得到了不同流速不同吃水工况下沉井外壁和沉井总体的水流力；并将FLUENT计算结果与经验公式估算结果比较分析，验证了经验公式中只规定外壁为挡水面积是不合理的。在实际浮运中沉井内壁也受到了较大的水流力，并且不可忽略。依据FLUENT数值结果对经验公式进行修正，修正后的公式考虑了内壁受到的水流力，可更准确地估算大型圆形沉井浮运时的水流力。此修正经验公式可为工程实际提供参考。     

《2006航运业薪酬福利水平报告》解读

对某舰的单臂尾轴架,采用军标规范中的经验公式对其横向一阶的频率进行了计算;采用有限元数值计算方法,用三维的体单元建立了单臂尾轴架的有限元模型,计算了其前十阶频率和振型;进行了现场的振动特性实验,测得了某舰单臂尾轴架的横向一阶和纵向一阶频率和振型。对所得到的三种结果进行比较研究表明:经验公式计算所得的结果同实验结果相差较大,有限元计算所得的结果同实验结果相差较小;对用于尾轴架振动计算的经验公式应进行进一步的研究;在尾轴架设计时可以采用有限元方法进行振动计算预报。     

基于沉箱浮游稳定性计算原理的浮码头横稳性计算方法

浮码头中的浮箱横稳性关乎旅游码头运营安全及游客人身安全。JTS 165-7—2014《游艇码头设计规范》发布之前,工程设计中浮箱横稳性计算均采用重力式沉箱浮游稳定性计算原理。在梳理沉箱和浮箱计算原理的基础上,采用理论分析、公式推导、工程案例验证的研究方法,证实了浮箱横稳性计算采用重力式沉箱浮游稳定性计算原理是合理可行的。研究成果对后续研究及设计工作具有重要的参考价值。     

全直桩码头转动刚度对水平力分配的影响

针对全直桩码头在水平力作用下相对于叉桩码头易产生转动的特点,分析全直桩码头在水平方向转动刚度的计算方法,推导得出考虑转动刚度影响的全直桩码头水平力分配的计算公式。结合工程算例,分别计算了在横向水平力作用下3种宽长比的全直桩码头的转动刚度及各横向排架的水平力分配系数,并与有限元法、规范法的计算结果进行比较。结果表明,全直桩码头宽长比越大,码头转动刚度越大,各排架的水平力分配系数越均匀;本文公式的计算结果和有限元结果吻合较好,随着码头转动刚度增大,本文公式计算值与规范值相差增大,最大水平力分配系数最多相差22%。     

扇形箱格之圆形沉箱浮游稳定的计算法

引用矩形沉箱浮游稳定计算的相同原理,把扇形重心轴的惯性矩通过转轴公式的转换,再经数学证明,得到带箱格圆形沉箱浮游稳定计算的通用公式和计算方法。     

吊浮出运沉箱的浮游稳定性计算

针对吊浮出运沉箱的浮游稳定性计算还没有统一规范的问题,通过力矩平衡分析及浮心移动计算,详细分析了吊浮状态沉箱受力情况,对吊浮状态的沉箱浮游稳定性计算进行理论推导。得出在小倾角情况下的等效定倾高度的计算公式,设计了沉箱吊浮计算表,绘制了吊力与吃水深度和定倾高度的关系图。应用图表并结合浮运距离和航道水深限制,给出经济合理的压载和吊力分配方式,可为吊浮沉箱浮运施工工程提供参考。