133 m超大型打桩船"三航桩20"的研制

文章在分析研究国内外已有打桩船的基础上,针对海上风电和跨海大桥桩基施工需要,研制了桩架高133 m超大型打桩船,并在主尺度优化选择、桩架系统优化设计、液压系统改进等方面有所创新,为类似船舶的设计提供了借鉴.     

打桩船桩架及支撑结构的强度研究

以某打桩船为研究对象,建立了桩架与其支撑结构的有限元模型,并对其在打桩和起重等4种工况状态下的结构强度进行有限元分析,绘制成应力曲线、起重特性曲线,结果表明该打桩船桩架结构设计合理,其应力满足中国船级社入级要求,桩架底部的象鼻等支撑结构也具有足够的强度.     

打桩船桩架制作及安装新工艺

打桩船桩架主体结构的制作、安装是典型的大型钢结构制安工程.鉴于桩架主体结构采用陆域制作、水上安装的工艺特殊性,文章重点介绍了几艘打桩船桩架钢结构制作及安装的工艺过程,以及有关工艺的完善与创新,并对不同工艺的实施效果作出了分析.     

桩架改造设计方案的有限元分析

为了满足深水码头建设的需要,"航工桩二号"必须进行加高改造。本文利用大型有限元软件ANSYS对改造前桩架模型的结构强度进行了校核分析,确立了合理的加固改造方案。最后结合实际工程,通过对改造后桩架在不同的荷载工况条件下,对其强度进行了综合分析研究,验证了改造方案的可行性及合理性。     

某打桩船桩架强度计算及分析

为了检验该船在近海水域,超长超重桩的施工,对该船的桩架在起吊、立桩、变幅、打桩等各种工况下的强度,依据规范进行了建模验算,得出桩架在各种工况下各部位的应力分布情况及最大应力发生的部位,并根据验算结果进行分析,提出加固方案和注意事项,使得该船满足施打超长超重桩的能力。     

复杂土层HZM/AZ型组合钢板桩施工技术

新加坡某码头工程地基中含有深厚的极密实回填砂层及极硬粉砂土层,其大型HZM/AZ型组合钢板桩打设是施工的难点。对组合钢板桩施工特性进行研究,认为降低锁口阻力是AZ辅桩打设的关键。制定HZM主桩施工精度控制标准,以及先主桩后辅桩的打桩顺序和对辅桩中间锁口位置松土等施工技术措施,大型HZM桩沉桩采用先振动锤振沉再锤击送桩的工艺,并对导向架进行优化设计。结果表明,所有桩顶偏位及高程均满足设计要求,未发现锁口撕裂或脱开情况。     

超大型打桩船桩架的优化设计

桩架是打桩船的主要设备 ,桩架的设计对打桩船整船的设计至关重要。论述了打桩船桩架采用正交法进行优化设计的必要性、可能性和设计方法。     

打桩船功率匹配及恒张力控制液压系统的设计与仿真

结合中交二航局筹建的110 m打桩船的动力配置和技术参数,完成该打桩船功率匹配及恒张力控制液压系统的设计。基于AMESim仿真软件平台,建立打桩船移船绞车液压回路和桩架变幅液压回路的综合仿真模型,并进行系统数值仿真和分析。结果表明:所设计的系统能简化液压设备的管道配置,且具有功率利用合理、沉桩定位准确和安全可靠等特点,可为110 m打桩船的研制及国内其他大型打桩船的改造提供参考依据。     

93.5m打桩船设计研究

在20世纪,我国的打桩船均在内河和港内作业,船型小、功能低,21世纪初,随着我国海洋工程的发展,大型海上作业必须配备超大型打桩船。93.5m打桩船能打直径3m、主桩重120t的大型钢桩,该船为非自航箱型船,能抗7级风(蒲氏风级)、水流速≤0.3m/s、有义波高H1/3=0.8 m。设计过程中,研究了该船的主尺度、线型、不同工况稳性校核、船体结构、移船定位、锚泊设备、桩架受力分析和结构设计,并进行了耐波性和不同环境条件的锚系泊受力分析,经总体设计,在结合专家评审方案设计的基础上,完成施工设计并建造成功。该打桩船以优异的作业性能受到用户青睐。     

打桩船桩架载荷的模拟与结构加固

为计算某打桩船的桩架在各种载荷工况下的强度以及可能的加固方案,依据相应的船检规范,根据桩架设计图中给出的结构参数,利用ANSYS软件建立了整个桩架的有限元分析模型。由桩架运行工况条件,计算得出桩架各部位的应力分布以及最大应力发生的部位,并对需要加强的部位进行了加固方案的计算。在此基础上,进一步对主桩架结构包括支柱、顶架平台、支座等进行了强度校核验算,并对桩架的运行安全提出了建议。     

128m打桩船桩架结构强度及模态分析

以128 m打桩船桩架为分析对象,利用ANSYS有限元软件建立桩架结构三维模型,模拟其在有风起吊、放置拖航这两种工况下的各构件应力及结构响应状态,校核桩架整体结构强度和稳定性,同时对桩架结构进行模态分析。模拟结果表明,桩架在这两种工况下的材料强度满足安全要求,并就所得数据对桩架的运行安全提出建议。     

大直径超长嵌岩桩承载特性分析

大直径超长嵌岩桩在工程中应用广泛,但其荷载传递机理和承载能力特性的研究仍不够深入。针对现有现场试验研究和数值分析的不足,基于马来西亚槟城二桥工程,对大直径超长嵌岩桩承载特性进行数值模拟和现场试验研究。通过对比发现,有限元计算结果与自平衡法的实测数据有较好的吻合性,但由于土动摩阻和孔隙水压力影响,静动法测试结果比自平衡法大30%左右。大直径超长嵌岩桩侧摩阻力从上而下逐步发挥,且沿深度非线性分布现象明显。实际总的桩侧摩阻力占荷载90%,远小于桩土极限侧摩阻力。     

陡坡及基岩裸露地质条件下的稳桩工艺

为解决码头陡坡裸岩区域的稳桩问题,开展了常规人工基床抛投以及导管架稳桩工艺的探索施工,根据不同地质影响解决了稳桩临时加固、导管架工艺的结构研究以及现场施工中的定位、提升、稳固、沉桩等技术问题,为同类型地质条件的稳桩工艺提供了参考依据。     

打桩船定位桩底座关键结构强度有限元分析

为避免打桩船在作业时可能导致桩架断裂等问题的发生,对桩架底座进行结构强度校核。依据中国船级社(CCS)相关规范,使用有限元软件建立某打桩船定位桩底座加强结构的有限元模型,并对航行和作业状态两种工况下的结构强度进行有限元分析,获得相关应力情况并进行研究分析,结果表明定位桩底座加强结构的强度满足CCS相关规范要求。     

不规则桩基大平台数值分析与应用

桩基础平台在沿海软土地基中应用广泛。对某不规则桩基平台进行数值模拟,利用ANSYS有限元分析软件对某一大平台工程进行三维有限元建模,选取合适的接触模型模拟桩-土相互作用,在施加设计荷载后对模型进行整体运算。结果表明,模型中大部分桩体在桩-土相互作用下其桩节点高程12. 5 m附近摩阻应力达到最大,其中少数摩阻应力最大值发生于桩节点高程10或15 m处;各桩桩身摩阻应力沿着水平荷载合力方向不断增加。     

钢板桩常规施工工艺及涂层受损问题

针对钢板桩施工问题,以马来西亚槟城吹填二期(STP2)工程为例,对Z型钢板沉桩机具选型及沉桩工艺进行研究。通过对比3种国外常用的钢板桩沉桩阻力估算方法及含导向架和无导向架施工的实际应用效果,优选出适合沉桩的振动锤型,并总结出两种沉桩方法的优劣性及适用情况,总结陆上钢板桩作业涂层常见受损问题及修复措施。     

海洋平台钢桩可打入性研究

针对钢桩大直径、超深入泥且方向变化,施工中会发生溜桩、拒锤等现象,利用GREWEAP软件进行钢桩可打入性分析,根据波动理论对开口桩进行打桩分析,对沉桩中贯入深度与锤击数进行理论和实际对比,结合工程实例,验证分析的准确性,提出施工建议。