黑龙江水系重力式码头结构优化与研究

结合黑龙江水系黑瞎子岛码头建设工程,以重力式码头结构为研究对象,根据工程选址处自然条件以及使用要求,运用现行的土压力计算理论、港口工程结构计算方法,结合港口工程设计软件,针对影响码头结构的基础宽度、卸荷板悬臂长度以及位置进行设计、计算和优化研究。研究的重点包括码头结构选型及优化、结构强度计算、结构稳定性分析等,提出重力式码头优化的初步结论,再以黑龙江水系嘉荫码头建设工程为研究对象,对研究结论进行校核验证。文章解决了黑瞎子岛码头工程的技术可行性和经济合理性等问题,所研究的重力式码头结构型式可广泛应用于黑龙江水系内黑龙江、松花江沿岸码头。     

板桩码头结构设计的目标可靠指标和抗力系数

根据板桩码头的特点,应用工程结构可靠度理论对板桩码头进行了可靠度分析.根据对国内14个代表性板桩码头的可靠度分析结果,并参考国内外有关标准规定的目标可靠指标,提出了我国板桩码头设计的目标可靠指标βT=3.5.为使我国的板桩设计达到目标可靠指标,经过可靠度分析,建议板桩"踢脚"稳定性验算抗力系数调整为1.3,锚碇结构稳定性验算抗力系数、板桩墙抗弯强度作用效应综合分项系数和拉杆拉力分项系数仍分别取为1.15,1.4和1.35.     

无波浪力重力式码头稳定性可靠指标的简化计算

研究了无波浪力情况下重力式码头的抗滑、抗倾稳定性可靠指标的简化计算方法和简化设计方法.通过Monte Carlo模拟和统计分析,确定了重力式码头抗滑、抗倾稳定性计算中抗力和荷载效应的统计参数和概率分布;提出了抗滑、抗倾稳定性可靠指标的简化计算方法和计算式,并根据11个方块码头、8个扶壁码头和25个沉箱码头的JC法可靠指标计算结果分析确定了简化计算式和简化设计式的系数.研究表明,同种类型重力式码头抗滑、抗倾稳定性计算中抗力和荷载效应的均值系数和变异系数基本为常数;采用简化式计算的重力式码头抗滑、抗倾稳定性可靠指标与JC法的计算结果非常接近.     

无波浪力重力式码头稳定性可靠指标的简化计算

研究了无波浪力情况下重力式码头的抗滑、抗倾稳定性可靠指标的简化计算方法和简化设计方法.通过Monte-Carlo模拟和统计分析,确定了重力式码头抗滑、抗倾稳定性计算中抗力和荷载效应的统计参数和概率分布;提出了抗滑、抗倾稳定性可靠指标的简化计算方法和计算式,并根据11个方块码头、8个扶壁码头和25个沉箱码头的JC法可靠指标计算结果分析确定了简化计算式和简化设计式的系数.研究表明,同类型重力式码头抗滑、抗倾稳定性计算中抗力和荷载效应的均值系数和变异系数基本为常数;采用简化式计算的重力式码头抗滑、抗倾稳定性可靠指标与JC法的计算结果非常接近.     

锅炉钢框架抗震结构的多目标多级优化设计

电站锅炉钢架是一种大型复杂的钢结构。将多目标和多级优化设计理论应用于锅炉钢框架的抗震设计中,从安全性和经济性的角度对锅炉钢框架的优化设计进行了研究,通过优化得到一个既经济又安全的合理结构。用两级优化来完成锅炉钢框架抗震结构的优化过程,第一级优化考虑到承载力要求,根据规范提出了强度、刚度、稳定性等方面的约束条件,采用复形法以构件截面尺寸作为设计变量,将结构的整体位移目标函数作为第一级优化目标。第二级优化在第一级优化结论的基础上进行选优,参考规范截面最小尺寸、长细比等要求提出约束条件,利用罚函数法,以截面尺寸作为设计变量,将用钢量作为目标函数进行最优计算,得到一个在满足最大侧移情况下用钢量最小的结构设计方案。最后以某锅炉钢框架实例进行优化分析,并从工程造价,结构抗侧移能力等角度对优化前后的锅炉钢框架结构进行了对比分析,研究结果表明本文提出的理论和方法可以计算锅炉钢框架在最大侧移情况下的最优用钢量,研究结果可供工程设计参考。     

路堑边坡锚固防护参数的响应面优化设计

边坡锚固防护结构参数的选取直接影响防治工程设计,进而影响到公路边坡的稳定性,科学合理地进行参数选取意义十分重大。提出了响应面试验设计法,并将其应用于锚固防护结构的参数选取上,研究了锚索支护参数对稳定系数的影响,建立了稳定系数与各影响因子的定量关系模型,给出了稳定系数的残差分布以及不同操作变量之间的稳定系数等值线图和响应面三维图,并对试验条件进行了优化,得出了各锚索支护参数的最佳取值方案。同时,将响应面法优化方案与极限平衡法稳定性计算结果进行了对比分析,对优化设计后边坡的稳定性进行了评价。结果表明,响应面优化设计方案合理可靠,从而为公路边坡锚索支护参数设计和优化提供了科学依据,为公路路堑边坡的稳定性研究提供了有用的方法。     

三峡库区一种新型架空直立式码头结构设计

针对大型内河码头建设面临的复杂水文和地质条件,基于结构受力最优原理和工程造价最省的思路,提出了"空间三角形框架墩+水平剪刀撑"新型大跨度内河架空直立式码头结构。采用单位力法对这种码头结构型式可能出现的荷载工况进行了有限元计算,并采用MATLAB软件编程对计算结果进行了分析,得到了控制各构件内力的最不利作用效应组合及对应的内力值,分析了该码头结构的构造特点和稳定性。将该码头结构型式与现有内河码头结构型式进行了比较,结果表明,新型结构的构造简洁、受力合理、水下工程量小、经济性好。     

板桩结构可靠度分析

结合《板桩码头设计与施工规范》(JTJ292-98)修订的需要,研究了影响板桩结构各项计算内容的主要因素,将计算板桩结构的参数作为随机变量,对其统计特性进行了分析,提出了板桩结构的可靠度分析方法。对国内14个板桩结构的可靠指标进行了计算,结果表明,板桩结构各项计算内容的可靠指标均有所差别,其中,拉杆抗拉强度可靠指标最高,其次是板桩墙抗弯强度,锚碇结构稳定性和"踢脚"稳定性。     

三峡库区变动回水区港口码头合理型式分析

三峡米库蓄水后.对三峡库区合理港口码头结构型式进行分析,并针对三峡库区变动回水区特殊的地形、地质和水文条件,提出大桩径大跨度架空直立式新型码头结构型式,对以后类似于长历时大水深和大变幅水位问题造成的库区复杂水文和地质等环境条件码头的建设都具有指导意义.     

高桩码头Pushover分析影响因素研究

非线性静力分析方法或Pushover分析方法是近年提出并在高桩码头抗震设计中得到应用的位移计算方法,该方法将Pushover曲线与反应谱相结合对结构位移进行估计。探讨了影响高桩码头Pushover分析结果的因素,对Pushover分析的能力谱法和N2法及能力谱法中采用的不同等效线性化方法、等效阻尼比公式和不同反应谱进行了定性和定量分析,同时通过一个实际工程案例,比较了上述不同情况的目标位移计算结果。研究表明,能力谱法与N2法的计算结果之间存在差异,差异的大小与能力谱法采用的等效阻尼比计算公式有关;能力谱法中,不同等效阻尼比公式和反应谱曲线下降段的形状对高桩码头目标位移的计算结果有较大影响;Pushover曲线双折线化方法对位移计算结果的影响不是很大。     

带有损伤的圆沉箱靠船墩结构的动力有限元分析

水运港口码头结构在使用过程中可能受到损伤破坏,研究损伤对码头结构的动力响应的影响 有明确的价值。当前对于码头结构损伤的研究普遍集中于高桩码头的结构形式。针对北方某港圆沉箱 重力式靠船墩结构,分析了结构易发生损坏的位置。利用ＡＢＡＱＵＳ有限元软件,采用混凝土损伤塑性 （ＣＤＰ）模型,用Ｃｏｈｅｓｉｖｅ单元模拟结构的初始损伤。分析计算了结构损伤的存在对结构自振频率、地震 动响应的影响,比较了地震动输入方向对特定位置初始损伤发展的影响。根据数值分析结果,得出了损 伤会引起结构动力响应呈规律性改变并且特定地震加载方向对结构损伤扩展影响程度不同的结论。     

基于规范反应谱的码头岸坡地震永久变形计算

由于岸坡地震永久变形是造成码头结构破坏的重要原因之一,因而验算码头岸坡永久变形是码头抗震设计的重要内容。Newmark刚性滑块位移法由于其便捷性在永久变形计算中得到广泛应用,目前已提出的基于天然强震记录的Newmark滑块位移经验计算式,不针对具体场地,主要用于区域性地震滑坡危险性分析。以《水运工程抗震设计规范》中的设计反应谱作为目标谱,生成了不同峰值加速度、适合于不同类型场地的人工加速度地震波;采用Newmark滑块位移分析方法,通过对加速度时程中超过屈服加速度的部分进行二次积分,得到了不同类型场地、不同峰值地震加速度下对应于不同屈服加速度时的滑块位移,对位移计算结果进行回归得到码头岸坡永久变形的简化计算式。另外,通过参考国外的相关规范和标准,提出了设防烈度下码头岸坡变形的限值建议值,为我国的码头抗震设计提供参考。     

涉水码头工程防洪补救措施典型案例分析

针对珠江河口管理范围内某一涉水港口码头项目,经防洪分析与评价,该工程存在施工期临时防洪措施标准偏低、结构单薄,副码头港池工程占用规划河涌与出口挡潮闸、排涝泵站用地等防洪影响问题,防洪评价报告提出了相应的补救措施,以降低工程影响,并开展了专题设计.该工程是防洪评价补救的典型案例,经简要介绍供同类型工程参考.     

基于极限平衡理论与有限元强度折减法的某涉水高边坡稳定性分析

该文以深圳某大型涉水高边坡为研究对象，将极限平衡法和有限元强度折减法原理相结合，从边坡稳定性角度出发，应用理正及有限元软件分别对开挖边坡整体抗滑稳定性和局部面层塑性破坏进行计算分析。研究结果表明，原始边坡安全系数大于规范允许值，边坡防护结果符合稳定性要求，但边坡浅层面在地应力卸荷作用下仍会产生破坏问题，因此，采用锚杆框格梁支护结构来减少边坡面层卸荷崩解破坏对工程安全造成的影响，支护后边坡稳定系数为1.47,满足规范允许值要求。利用圆弧滑动极限平衡法对开挖边坡进行多断面整体稳定分析的同时，采用有限元软件对边坡典型断面的护坡结构进行设计，能够更为全面、准确、快速地分析大型边坡工程的整体抗滑稳定性，并满足局部稳定安全要求，可为类似工程提供借鉴。     

重力式码头抗滑、抗倾稳定性可靠指标计算及程序实现

自1998年起,(JTJ290-98)就采用了基于可靠度的设计方法,提高了我国重力式码头的设计水平.为进一步推动可靠度理论的应用,新修订的附录D给出了重力式码头抗滑、抗倾稳定性按可靠指标的设计方法.本文介绍了相关的专题研究和编制的可视化计算程序.并利用该程序对我国已建的十几座码头进行了稳定性可靠度分析,计算得到的可靠指标具有一定规律性.     

扶壁式坞墙稳定性可靠度分析和分项系数法设计

可靠度校准是分析按规范设计的结构的可靠度,分析的是规范规定的结构安全度水平;分项系数设计法采用多个系数反映设计中各变量存在的不确定性,设计的结构比采用单一安全系数法具有更好的可靠度一致性,因此更为合理。结合《干船坞设计规范(水工结构)》(JTJ 252-87)的修订,对扶壁式坞墙稳定性进行了可靠度校准和分项系数法设计。提出了扶壁式坞墙抗滑和抗倾稳定性的设计可靠指标,给出了扶壁式坞墙抗滑和抗倾稳定性验算的分项系数表达式和分项系数的建议值。分析表明,按现行《干船坞设计规范(水工结构)》(JTJ 252-87)设计的扶壁式坞墙抗滑和抗倾稳定性的可靠指标分别为3.1和3.8。根据这一校准结果,确定扶壁式坞墙抗滑和抗倾稳定性验算表达式中的抗力分项系数分别为1.00和1.30。     

射阳港口电厂河段的整治及其工程效果

通过河床演变分析 ,指出了射阳港口电厂河段码头前沿淤积的原因 ,提出了整治原则与整治工程方案 .经过定床、动床河工模型试验 ,优化了整治工程方案 .工程实施两年后的河段地形与试验结果几乎一致 ,且整治效果十分明显     

内河锚泊浮式码头水动力性能分析

近年来内河水路运输飞速发展,浮式码头以其自身优势多运用于潮差较大的河段,由于浮式结构受风浪等环境因素影响较大,故对其水动力性能的研究至关重要。应用基于三维势流理论的水动力分析软件ANSYS/Workbench/AQWA建立浮式码头数值仿真计算模型,对浮式码头分别进行了频域分析和时域分析,考虑JONSWAP波浪谱与API风谱联合作用下浮式码头的运动响应,研究了不同的码头宽度和吃水深度对其水动力性能的影响。分析研究结果表明,浮式码头固有周期大约为3~8 s,设计时需注意避免固有周期与波浪遭遇周期接近,以免发生共振;浮式码头在高频区域内稳定性较好,但耐波性较差;适当增加浮式码头宽度、减小吃水深度可以减小其运动响应幅值,研究结果可为锚泊浮式码头的设计提供理论参考。     

汽车荷载作用下高桩码头平台横梁结构响应试验

为加强港口码头安全管理,保证港口码头结构正常运行,通过现场调查观测出高桩码头平台桩基、横梁、帽梁和面板的受损情况。针对码头后平台横梁进行现场载荷试验,测试出后平台横梁在汽车荷载作用下的应变、挠度和裂缝宽度变化等行为,检验码头后平台横梁的抗弯和抗剪承载力是否满足设计要求。结果表明,试验过程中在汽车荷载作用下码头后平台横梁近支座截面最大应变、跨中最大挠度、裂缝宽度变化均在正常范围内,码头平台结构安全性和使用性均满足设计要求。     

萨尔马法在大广坝抗震稳定分析中的应用

本文用萨尔马法和我国抗震规范法两种方法，分析了大广坝土坝抗震稳定性，萨尔马法可算出临界加速度，不能直接算出安全系数，本文进一步发展，可算出安全系数，并与抗震规范法算出的结果作了对比，经过大量的计算，发现了萨尔马法所存在的某些局限性，并对其原因进行了初步探讨，对改进的抗震规范法提出了实施的办法，以考虑地震孔隙水压力升高强度降低的影响。