高桩码头水下泥沙淤积和疏浚对桩的影响研究

本文分析了高桩码头水下泥沙淤积和疏浚,发现水下泥沙的淤积和疏浚对桩和岸坡的受力和变形都要明显的影响.     

基于桩土相互作用下高桩码头地震响应分析

针对桩土相互作用下髙桩码头结构在不同工况下的地震响应情况,利用大型商业软件ABAQUS建立了桩-土-结构有限元模型。在假定桩土之间非线性作用下,对高桩码头在不同地震幅值、土体强度、桩间间距、有无斜桩等工况下进行模拟分析,得到了码头面板及桩的位移和加速度动态响应图。结果表明:码头的地震响应随地震幅值的增大而增强;土体的强度对码头的地震响应影响相对较小;码头结构对码头的地震响应有较大影响。     

波浪作用下液化场地高桩码头动力响应试验研究

高桩码头广泛应用于深水港口工程建设中，且大多位于可液化场地，波浪作用对液化场地高桩码头工作性能的影响不可忽视，但鲜有研究报道.进行液化场地高桩码头模型波浪水槽试验，考虑波浪、码头和土层三者之间的相互作用，真实再现高桩码头使用环境，探索波浪作用下码头内部响应差异，分析波浪作用下码头桩基和土层动力响应，探讨波高变化对各动力响应的影响规律.结果表明：高桩码头面板加速度和位移响应随波浪作用时间增加先逐渐变大最终保持相对稳定；群桩内各桩受到的动水压力和变形差异明显，其变化规律与桩位置有直接联系；自由场和桩周土层孔压响应幅值随埋深增大而减小，群桩的存在会降低桩周土层孔压的响应，增大土层加速度的响应；波高的增加对土层的影响随深度的增加而减小.上述研究成果可为波浪作用下类似高桩码头试验提供参考，为高桩码头合理化设计和防波浪侵袭提供支持.     

高桩码头体系被动桩特性及破坏机制

为深入了解高桩码头结构体系在最不利工况下的被动桩特性及破坏机制,考虑桩土共同作用、地基土弹塑性性质、桩土界面接触不连续特性以及码头结构材料非线性,采用有限元方法研究了码头结构在最不利工况下的受力变形特性及塑性铰分布规律,一定程度上为施工设计提供参考.计算结果表明:岸坡变形导致码头结构内力分布明显地向海侧调整,从而引起靠岸侧桩基产生较大拉力,处于不利工作状态;靠岸侧边桩弯矩沿桩身呈先增大后减小的分布规律,其余桩体弯矩则均沿桩身呈逐渐增大的分布形式;桩顶与码头面板连接处因钢筋较先进入塑性状态而形成塑性铰,在工程设计中应予以重视.     

遮帘式板桩码头结构土压力特性模型试验研究

为了研究遮帘式板桩码头结构中土压力的传递机理,采用模型试验分别模拟遮帘式板桩码头结构和单锚式板桩码头结构的开挖过程,分析2种板桩码头结构中不同断面上土压力的变化规律.试验结果表明:从2种板桩码头结构的弯矩分布和水平变形来看,结果与原型结构的变形形式相符;码头开挖后,在拉杆拉力相近的情况下,遮帘式板桩码头结构中前墙水平位移和弯矩小于单锚式板桩码头结构;当前墙上土压力减幅相同时,遮帘式板桩码头结构中前墙水平位移也小于单锚式板桩码头结构.遮帘式板桩码头结构体现了很好的遮帘效果.在远离遮帘桩的位置,2种结构的土压力减幅都很小,可忽略不计.遮帘式板桩结构中,越靠近前墙,断面上的土压力减幅越大.     

高桩码头叉桩布置形式抗震性能分析

以湛江某高桩码头单个结构段为研究对象,建立空间有限元模型,采用反应谱法对水平地震作用横向、纵向输入进行地震动力响应分析,对比分析了4种叉桩布置形式在不同水平方向地震作用下码头桩基内力受力特性。计算结果表明:桩基横轴对称布置结构在横向水平地震作用时,整体最大位移和桩内力均较小;桩基双轴对称布置形式在不同水平方向地震作用下结构响应比其他形式相对较小。在高桩码头的抗震设计中,叉桩不会碰桩的情况下,采用桩基双轴对称布置形式较为合理。     

水流力作用下高桩码头基桩有限元分析

在高桩码头基桩设计时,一般只考虑土体对基桩的水平荷载,很少水流力水平荷载的作用。本文考虑水流力对高桩码头基桩的作用,采用空间有限元法运用ANSYS有限元软件对不同荷载条件下的南通某高桩码头的基桩进行计算分析。通过对比分析在不同荷载条件下的基桩的应力位移变化,为码头基桩设计提供参考,具有一定的社会经济效益     

基于性能的高烈度地区高桩码头结构设计方法

针对高烈度地区高桩码头结构抗震计算的问题,本文依托某高烈度地区高桩码头,首先,采用传统的承载力计算方法对该码头进行计算;其次,运用基于性能的抗震理论,针对不同的码头性能水平,对高桩码头进行抗震计算。结果表明：在高烈度震区,采用传统的承载力计算方法,计算过于保守,不能满足结构稳定性、钢管屈曲校核等要求;按照基于性能的设计方法,结构的抗震性能可以满足相应的地震作用要求,能够较好的反映地震对高桩码头结构的作用。因此,基于性能的计算方法更符合性能化抗震设计的发展趋势,为我国高桩码头抗震设计规范的修订提供了参考和借鉴。     

预应力高桩码头振型反应谱抗震分析

高桩码头结构非线性地震时程分析时由于桩群数量众多,计算量过大,需要采用简化分析方法.首先介绍了超级桩的概念,将结构的桩群分组形成超级桩,用多个超级桩码头结构替代原结构,超级桩的刚度取为采用pushover分析得到的高桩码头力-位移曲线上对应于目标位移的割线刚度,阻尼采用等效阻尼,对超级桩模型进行弹性振型反应谱分析求解最大目标位移.将算例简化方法分析结果与非线性时程反应分析结果进行了对比,发现数值比较接近,表明超级桩模型可以用于估计地震下高桩码头的最大位移值,从而减少计算量.     

水位变动条件下板桩码头岸坡稳定性分析

针对水位变动条件下板桩码头岸坡失稳的现象,用有限单元法分析了码头岸坡稳定性的影响因素、码头结构受力变形规律以及潜在滑坡失稳的破坏机理.结果表明:随着码头结构的建设,岸坡安全系数呈现上升趋势;水位变动对原始岸坡稳定性影响较为明显,板桩码头结构修筑后,墙前岸坡可能发生局部失稳破坏;港池开挖及后方回填后,板桩码头岸坡稳定性的提高主要得益于码头结构的加固作用,岸坡潜在破坏模式为板桩墙后土体连同上部板桩墙发生绕底端向临空面方向的滑移变形.     

分离卸荷式板桩码头土压力计算方法

分离卸荷式板桩码头在传统板桩码头后方增设桩基卸荷承台,从而有效地改善了前墙受力变形特性.针对分离卸荷式板桩码头的特点和土体的具体情况,利用极限平衡理论、微元分析法等建立分离卸荷式板桩码头前墙土压力、前排桩桩后土压力以及后排桩桩后土压力的计算公式.以某港区10万t级分离卸荷式板桩码头为例,建立有限元模型,将土压力公式结果与数值模拟结果进行对比分析.结果表明两者吻合度较高,提出的土压力计算公式可用,并可为类似工程设计和结构计算提供一定参考.     

波纹管桩的数值分析

码头下面的桩基础在海洋环境中容易产生涡激振动,长期振动作用导致结构出现永久变形。由于通常在码头工程中常见的桩基础是圆柱管桩,因此本文提出采用一种新型的波纹管桩代替圆柱管桩为了进一步减少桩基础的涡激振动。本文首先发现在一定雷诺数下波纹管桩比圆柱管桩能够减小涡激振动,然后在保证数值模拟精度的条件下对不同波高和不同波数的波纹管桩进行数值分析,以找出最优参数的波纹管桩应用到工程之中。研究结果表明:在一定的雷诺数条件下,最优参数的波纹管桩在同等条件下比圆柱管桩的升力系数和阻力系数要小。即波纹管桩能够代替我们工程中常用的圆柱管桩,这对以后码头桩基础的设计提供了重要的依据,具有重要的工程应用价值。     

基于地震反应谱分析的全直桩码头结构优化

文章建立了参数化全直桩码头空间有限元模型,通过振型分解反应谱法分析了该结构在水平地震作用下的响应,在此基础上构建了合理的码头抗震优化设计数学模型,通过灵敏度分析和零阶算法进行求解,得到了满足抗震设计要求且单位面积码头所需材料最少的设计序列;同时探讨了不同位置底梁对于全直桩码头结构抗震性能的影响。仿真结果表明:采用整体布局优化和增设底梁相结合的方法对全直桩码头结构进行抗震优化设计是可行的;底梁布设可有效限制结构变形、减小桩基内力,从而提高结构的抗震性能。     

基于位移的高桩码头抗震设计等效阻尼比计算公式

现行高桩码头抗震设计规范中采用的等效阻尼比计算公式并非专门针对码头,无法反映其结构特点,也未考虑土体对体系阻尼的贡献,故通过对码头进行低周往复Pushover分析,研究了考虑桩土相互作用的码头滞回特性,确定了码头等效阻尼比的计算公式.为验证所提出的计算公式的准确性和适用性,采用60条地震波对2个高桩码头进行了非线性时程分析,并将采用替代结构法得到的位移需求与时程分析得到的位移需求进行了对比.研究表明,Pivot滞回模型可很好地反映混凝土桩码头的滞回和承载力退化特性,而Masing准则可较好地模拟钢管桩码头的滞回特性;以非线性时程分析结果为判定准则,采用所提出的等效阻尼比计算公式得到的位移需求精度高于采用规范中计算公式得到的位移需求精度.     

基于ABAQUS的地下连续墙板桩码头的三维有限元数值模拟

基于国际通用有限元软件ABAQUS,土体采用Mohr-Coulomb准则,对某地下连续墙板桩码头进行了三维有限元数值模拟,分析了地下连续墙板桩码头的应力和变形情况。     

无锚碇墙拉杆的直桩码头受力性状模型试验

针对当前国内外新型的锚碇墙拉杆与叉桩设计的两种整体卸荷式板桩码头结构,为了分析锚碇墙拉杆方案中锚碇墙和拉杆与叉桩方案中叉桩构件对码头结构受力变形与工程特性的影响和贡献,较系统的进行了2组纯粉细砂地基条件下无锚碇墙与拉杆的直桩码头结构受力性状大型土工离心模型试验.研究了前板墙与卸荷平台下各排混凝土灌注直桩的弯矩分布,并与前人带叉桩和锚碇墙拉杆构件试验结果作了性能比较,分析了这种整体卸荷式板桩码头结构的工作特性.     

高桩码头的结构损伤与相关修复技术研究

高桩码头由于结构简单、易于建设、适应性强,成了20世纪80年代的主要码头结构形式之一.旧式码头随着服务时间的增长,逐渐出现了不同程度的结构损伤.文章通过总结高桩码头主要的结构损伤类型,探讨了其产生机制和影响因素.采用对比分析法研究分析了近年来的针对结构问题和衍生出的各类组合工艺,对于码头修复技术的优化提出了意见和建议,...     

高桩式码头的设计研究

在我国内陆城市发展中,内河码头发挥着至关重要和不可或缺的作用,如果港中断,则给城市带来的经济损失是相当巨大的,同时社会影响也是极为恶劣的.本研究首先概述了高桩码头工程的经验教训,然后从减少施工工程量、抓住有利河况的时机两个方面对高桩式码头优化设计措施进行了简要的探讨,以期有效促进工程费用的显著降低、工期的有效缩短和结构安全度的显著提升.     

船舶作用力在高桩码头排架中的分配

本文基于对高桩码头用不同计算方法的计算与模型试验成果的比较,推荐采用弹性支座弯剪梁法求排架分配的水平力.文中还探讨了高桩码头的跨数、跨度、排架抗侧移刚度等发生变化对力分配值的影响.最后,依据弹性支座弯剪梁法提供了确定典型排架力分配系数的图表.     

港口软土区超长桩承载特性有限元分析

该文基于港口区工程地质条件以及结合实际工程中高桩码头中超长桩的尺寸,桩身材料属性,在不考虑软土地区群桩效应及水平荷载作用下,利用ABAQUS有限元软件简化建立了高桩码头竖向单桩二维桩—土结构体系受力模型。得出竖向荷载作用下桩土位移及应力图,了解桩侧土、桩端土层应力分布。分析曲线与桩身侧摩阻力分布曲线,了解在位于港口软土地区中高桩码头超长桩在较高荷载下的桩土变形性状。同时结合工程实例,提出建议在超长桩入土一定深度加强构造措施。