高桩码头整体模型试验研究

一、前言目前在我国港工建筑中,高桩梁板式码头是比较重要的码头结构型式。为适应港口建设现代化的需要,交通部第四航务工程局在湛江一区南新建港区兴建若干座万吨级码头,采用了上述这种型式。为了做到精心设计、精心施工,受该局委托,我所进行了高桩码头五跨排架整体模型试验。模型试验取一整段高桩码头,共五跨(六榀)排架,作为连续空间结构,对四种排架桩基布置方案在门机荷载、火车荷载及水平荷载下的结构内力进行了试验和分析比较。此外并进     

地震作用下分离卸荷式板桩码头动力响应研究

本文对水平向地震作用下的分离卸荷式板桩码头动力响应进行了有限元数值模拟。对码头施工过程进行了模拟,通过与现场试验结果对比,检验了有限元模型的合理性和正确性,并进行了不同强度地震作用下分离卸荷式板桩码头的动力响应数值计算。结果表明:在水平向地震荷载作用下,前墙-拉杆-锚碇墙以及前桩-后桩-卸荷平台均能形成整体结构受力体系,仍然发挥承担荷载的作用;后桩的弯矩方向在动力作用下可能发生改变,但前墙、前桩和锚碇墙的弯矩方向基本不变;随着地震峰值加速度的增大,前墙、前桩、后桩、锚碇墙以及拉杆的最大内力值都呈现为不同比例的增大,其中前墙弯矩增幅最大,锚碇墙弯矩和拉杆拉力的增幅次之,前桩和后桩的弯矩增幅最小,表现出了码头结构分离卸荷的特点。     

高桩梁板码头桩基结构设计方案比选研究

某高桩梁板码头工程所处地段天然岸坡较陡,桩基持力层埋深较浅,采取常规PHC管桩方案时排架位移较大。通过对不同桩型进行比选,采用码头专业计算软件,对不同排架间距下多种桩基组合及不同布置形式的基桩内力和排架位移进行计算,提出了将PHC管桩和嵌岩钢管桩进行组合的桩基设计方案。组合桩基结构方案码头排架水平位移小、承担外荷载大、各桩内力较均匀。工程检测及监测结果表明,高桩码头中采用组合桩基是可行的,这一新型结构的设计理论及工程实例可供同类工程设计参考。     

库区环境下某码头桩基受力特性及岸坡稳定分析

在库区岸坡环境的浮动码头,受水位升降影响,工作水位范围较大,同时,受到因泄洪产生的高流速等不利因素,因此受力特性十分复杂,至今没有一套成熟的计算方法。通过某库区内码头工程案例,采用数值手段,考虑了桩基布置的三维空间效应,并提出应按不同船型的组合对桩基荷载进行分配,得出了桩基受力的特性。最后提出位于岸坡的桩基应考虑桩土共同作用,采用了一种简单而实用的计算方法,在考虑码头的荷载情况下复核了边坡的安全稳定性,可为类似工程提供参考。     

基于三维数值模型高桩梁板式码头稳定性分析

采用数值模拟软件对高桩梁板式码头结构建立三维模型,对桩基承载特性进行研究,分析结构的稳定性。通过计算不同荷载状况下桩基的特征横向位移曲线和竖向位移曲线,分析了撞击力和系缆力分别作用时对码头结构的整体受力变形的影响,可为码头结构的选型、结构设计及施工提供建议及参考。     

不利围岩条件下施工期调压井的动力有限元分析

调压井作为一种地下薄壁结构,其动力特性对于围岩地质条件十分敏感。本文结合一工程实例,运用瞬态动力学方法,在进行调压井自振特性分析的基础上,按照单纯考虑水平地震荷载作用及考虑水平与竖向地震荷载组合作用两种计算工况,对不利围岩地质条件下施工期调压井的动力响应特性进行了有限元仿真分析。结果表明:在水平与竖向地震荷载组合作用下,衬砌结构位移及应力的分布规律与单纯水平地震荷载作用情况基本相同,但其位移及应力均有所增大。由此说明,地震组合作用增加了衬砌结构的动力反应,竖向地震作用也会影响衬砌结构水平方向的动力反应。因此,在进行调压井结构的抗震设计时,考虑水平与竖向地震的组合作用是必要的。     

桩基础水平荷载研究方法综述

桩基作为深基础工程,应用广泛.以往对桩基础竖向荷载研究得比较多,但对于高耸建筑物、大跨度桥梁及渡槽、岸边偏心距较大的水工厂房、港口码头、海上石油平台等建筑物,水平荷载可能成为桩基础的主要控制荷载,其受力特性比竖向荷载复杂得多.本文对国内外相关研究的理论方法进行了总结,提出了桩基承受水平力各个计算方法的适用性和存在问题,对水平荷载的研究方法提出了建议和展望.     

波浪荷载作用下桥墩码头动力响应分析

采用数学理论推导了规则波浪荷载与随机波浪荷载的计算表达式,并应用仿真数值模拟对波浪荷载作用下桥墩码头结构的动力响应进行了分析,研究了波浪的波高、周期、入射角、水深四个波浪参数对桥墩码头动力响应的影响。通过施加两种不同形式的极限波浪荷载,确定了桥墩主应力的分布规律以及危险区域。计算结果表明:波高和水深对桥墩码头的影响较大,但是波高的变化对桥墩的影响更为显著;周期对桥墩的影响有一定的局限性;入射角对桥墩码头影响最小;桥墩的最大主应力没有超过混凝土的抗拉设计强度,并富有一定的安全储备,桥墩是安全的。     

MIKE21在码头桩基“群桩”水力学效应分析中的应用

河道范围内桩基的存在形成阻水,对水位、流场等产生影响,码头下部桩基数量较多,影响相互叠加,形成"群桩效应",常规计算难以定量分析水位、流场变化。文中以淮河某码头为例,采用二维水动力模型方法对码头建成后壅水影响、流场变化进行定量分析。     

有斜桩和无斜桩高桩码头地震反应的非线性有限元分析

为清楚了解斜桩在地震中的性能,采用非线性有限元软件ABAQUS对全直桩码头和斜桩码头分别进行了弹塑性时程分析.全直桩码头为全部采用直桩的码头,有斜桩码头分2种情况,一种是1根直桩顶部另设置1对斜桩,其余直桩全部与全直桩码头相同,另一种是将直桩截面尺寸和配筋减小后设置1对斜桩使其荷载-变形特性与全直桩码头相近.研究表明,有斜桩码头的刚度较大,水平位移、直桩桩端弯矩和水平力均较小,但残余位移较大.当地震作用较强时,由于斜桩变形能力较差,混凝土容易压碎,丧失水平承载力.计算分析也同时表明,近陆侧直桩比斜桩承受更大的地震弯矩和水平侧向力.     

全直桩码头结构的横向静力弹塑性分析

以江苏某全直桩码头结构段为例,采用SAP2000软件对结构进行了横向静力弹塑性分析,讨论了不同水平加载模式、不同桩基刚度等因素对Pushover分析结果的影响,得到了基底剪力-顶点位移关系曲线、码头结构的屈服次序和位置及主要杆件内力等规律。结果表明：所选择的三种加载模式结构横向分析结果总体差别不大;横向排架桩基,最大弯矩发生在桩底和桩顶,塑性铰一般由陆侧向海侧发展;桩径的增大,可以减小结构的侧移,增大结构所能承担的极限水平荷载。     

侧向受载排桩的动力试验及非线性分析

本文对动力水平荷载下排桩的工作性能和群桩效应作了研究。首先进行了室内饱和砂中的单桩和具有不同桩间距的多桩排架试验,探讨其在水平动力荷载下的工作性态,分析了桩间距及激励频率对它的影响。采用p—y曲线编制了桩基的非线性有限元程序NALLPG。据此,计算了模型桩基的动力响应,结果表明,计算与试验值符合较好。最后讨论了群桩效应对p—y曲线的影响。     

考虑动水压力效应的高桩承台连续梁桥抗震性能评估

以某深水高桩承台连续梁桥为工程背景,应用Morison方程将水对桥梁的动水压力效应按附加质量考虑,讨论了动水压力对桥梁动力特性的影响。依据2008年《公路桥梁抗震设计细则》的抗震要求,考虑动水压力效应,对该桥进行了E1、E2地震反应分析及抗震验算。分析结果表明:动水压力将明显改变高桩承台连续梁桥的动力特性;E1地震下,1#非水中墩(固定墩)和2#水中墩及桩基强度满足规范要求;考虑到损伤桩基修复困难,E2地震下对2#水中桩基的抗震性能进行了提高,经验算2#水中墩及桩基在E2地震下处于弹性状态;E2地震下,1#非水中墩(固定墩)纵桥向塑性铰区的变形能力、抗剪能力满足规范要求。更多还原     

小湾拱坝动力时程分析及安全评价

利用FLAC3D有限差分法程序,采用云南剑川自然地震波,对小湾水电站进行了动力时程分析,研究了高拱坝在地震荷载作用下的安全稳定性.结果表明:地震动力响应与地震波的频谱有直接关系;坝体位移变化取决于地震荷载持续时间、质点振动幅度和振动强度;地震荷载作用下的拱坝坝体特征点安全系数与地震波振幅及振动频率有关,点安全系数波动规律与地震波谱相似.     

陆域堆载对框架码头桩基弯矩影响的试验研究

陆域堆载对码头岸坡及框架码头桩基受力变形均会产生一定的影响，为了探究堆载时框架码头桩基弯矩沿桩长的分布规律，以三峡库区的砂泥岩混合填料为试验土料，设置１３级陆域堆载荷载进行模型试验，测定桩身弯矩，分析其随陆域堆载值增加的变化规律及产生机理。结果表明，随着陆域堆载值的增加，码头桩基弯矩值增加，最大值发生在最后侧桩位，在设计配筋计算中需注意桩后受压，桩前受拉；陆域堆载引起桩基产生弯矩的主要原因有:土体水平侧向应力、桩侧摩阻力；仅考虑水平荷载作用引起桩基弯矩时，在较高桩位半理论值与试验值吻合较好，但在靠近嵌固端则因未考虑桩侧摩阻力引起较大偏差。     

地震荷载作用下岩质边坡动力响应分析

岩质边坡的地震响应分析,与地震荷载的施加、动力边界的设定等一系列问题有关,采用动力时程法对某水电站尾水渠的岩质边坡进行动力响应分析,对地震荷载和渗流力的耦合作用下的响应情况进行深入研究。     

内河框架码头桩柱绕流水动力特性的二维数值模拟

桩柱绕流水动力特性直接决定水流对桩柱作用力的分布规律,是内河框架码头水流荷载计算的基础。结合计算流体动力学(CFD),依托内河框架码头实际工程,进行了内河框架码头大直径桩柱串列及并列4桩柱绕流水动力特性的二维数值模拟,系统分析了不同流速及不同桩间距下桩柱绕流尾流流场形态,揭示了桩柱绕流阻力系数、升力系数、斯特劳哈尔数随桩间距和流速的变化规律。研究了串列及并列4桩柱绕流流场形态和水动力特性,不同流速及不同桩间距下的遮流影响效应、遮流影响系数以及横向影响系数的变化。数值模拟与分析结果可为计算类似内河框架码头水流荷载提供一定的技术参考。     

内河框架码头构件重要性评价

全直桩框架码头通过能力大,能适应内河大水位差条件要求,在我国西南山区河流码头建设中广泛应用。该结构由于构件数量多、受力条件复杂,构件传力途径和薄弱环节难以确定。运用基于结构广义刚度的重要性评价方法,分别计算船舶荷载作用下和荷载组合作用下框架码头构件重要性系数,对传力途径及薄弱环节进行分析。结果表明:桩柱的重要性普遍大于梁,桩柱的重要性呈现"上小下大"的趋势,梁的重要性则与船舶撞击位置有关;通过重要性系数分析可知,前排桩基、后排桩基、最高层前边梁、排架底层最后方节点和最前方节点等5处为内河框架码头的薄弱环节,在设计中应预留足够安全储备;框架码头的主要传力途径由结构最外层构件组成。研究结果可为码头结构优化提供参考依据。     

高桩码头在船舶撞击下的动力分析

本文对装有橡胶护舷的高桩墩式和栈桥式码头在船舶系泊时的撞击问题提出一种计入船舶横摇及阻尼影呐、考虑六个自由度的复振分析法。导出了桩基任意布置的复合体系的刚度矩阵,并按初始条件下的多自由度体系的自振问题进行动力分析。文中利用振型迭加法求解桩顶动反力及撞击力,文末对有关影响因素进行了分析。     

基于ANSYS的拱坝动力及可靠度分析

为研究拱坝在地震荷载作用下可靠度指标的变化规律,基于ANSYS对某一拱坝实例进行模态分析和抗震动力分析后,使用二次响应面法计算拱坝在地震荷载作用下第90个计算步的各点可靠度指标,分析得到在地震荷载作用下坝肩处作为抗拉薄弱部分更应重视,拱坝上游坝面中部的可靠度指标变化规律复杂而非单纯降低。为拱坝动力设计及加固措施提供了理论支持。