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.     

卸荷平台对分离卸荷式板桩码头中板桩力学性能的影响

针对板桩码头的不足而提出的新型码头结构型式——分离卸荷式板桩码头是我国首次提出的深水板桩码头。利用ABAQUS有限元软件分析分离卸荷式板桩码头结构的卸荷平台对分离卸荷式板桩码头中板桩力学性能的影响规律。结果表明:卸荷平台的存在能有效减小前墙上部受力,而对前墙下部受力较小。前墙所受土压力随平台宽度增加并无明显的变化规律,但随卸荷平台宽度增加而有所减小。前墙研究成果可供分离卸荷式板桩码头的结构设计参考。     

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.     

墙桩间距对遮帘式板桩码头结构遮帘效应的影响分析

为了研究墙桩间距对遮帘效应的影响,利用京唐港32#原型观测试验揭示了遮帘式板桩码头结构的遮帘效应.分别采用离心模型试验和有限元模拟,对比码头开挖前后以及不同墙桩间距下前墙平均侧土压力系数、土压力分布及水平位移的变化情况.结果表明,码头开挖前,无遮帘桩情况下,前墙上平均侧土压力系数最大,且随墙桩间距的增大而减小;码头开挖后,随着墙桩间距的增大,前墙水平位移、前墙陆侧上土压力以及前墙与遮帘桩的相对水平位移增大,前墙陆侧对应桩间侧与对应桩侧上的土压力差值则逐渐减小.在实际工程施工条件允许的情况下,墙桩间距越小,遮帘式板桩码头结构的遮帘效应越明显.     

分离卸荷式板桩码头中地下连续墙的性状

针对分离卸荷式板桩码头中地下连续墙内力和变形情况复杂且无完善的计算理论的现状,利用原型观测技术获取某港区10万t级分离卸荷式板桩码头在港池浚深期及码头运营1a期内的监测数据,探究新型板桩码头结构中地下连续墙在各种工况下的工作性状。基于原型观测数据,推算分析地下连续墙和遮帘桩的水平位移,拉杆拉力,地下连续墙海、陆侧土压力及地下连续墙海、陆侧竖向钢筋应力,混凝土应变和弯矩。结果表明:分离卸荷式承台和遮帘桩能够起到卸荷作用,减小地基土层对地下连续墙的侧向压力;地下连续墙内力和水平位移较小,码头实际运行状态良好;码头进入满载期的地下连续墙弯矩绝对值最大,最大正负弯矩分别为891kN.m和-693kN.m(弯矩以墙体海侧受拉为正)。     

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.     

不同地基处理方式下组合式板桩码头结构的受力变形分析

为解决软弱土地基深水板桩码头的技术难题,采用不同水泥掺入比的满堂式加固法和水泥搅拌桩加固法对软弱土地基进行处理,并与传统单锚板桩结构进行组合,研究组合式板桩码头结构的受力变形状况。结果表明:不同水泥掺入比满堂式加固软弱土地基主要通过增加刚度抵挡竖向和水平向的荷载,减少作用于前墙的侧向土压力;随着水泥掺入比的增大,整体承受侧向土压力作用增强,前墙的变形显著减小。采用水泥搅拌桩处理软弱土地基,形成的搅拌桩桩体和桩间土共同协调了结构与土的受力状况,且通过限制前墙位移降低了锚杆的内力,减小了前墙内力。     

土工格栅在板桩码头工程中的应用

基于土工原理,提出了一种计算土工格栅复合土体强度指标的分析方法.针对板桩码头工程,在板桩墙后采用以土工格栅为筋材的复合土体进行回填,按照该计算方法确定复合土体的强度,并据此对板桩码头结构进行受力分析.结果表明:在板桩墙后的回填土体中加入土工格栅可以提高复合土体的强度,减小回填土体对板桩墙的主动土压力作用,从而优化板桩码头结构,降低工程造价.实际工程应用表明,在板桩码头板桩墙后采用土工格栅加筋回填土,对减少墙后土压力具有良好的效果.     

低桩承台重力式码头地震响应分析

为探究不同刚度低桩承台结构重力式码头地震响应规律,首先利用ABAQUS建立了某重力式码头的精细化有限元模型,其次改变低桩承台结构的桩数、桩径及混凝土强度等级,来获取不同低桩承台的刚度,最后输入三向空间地震动,以此探究低桩承台重力式码头随低桩承台刚度变化的地震响应规律。分析表明:当桩-承台结构刚度改变时,结构整体水平位移随桩径增大而减小、随混凝土强度增大而增大、随桩数增加而增大;结构峰值加速度随桩数增加而增大、随桩径增大而减小;桩侧动土压力远大于码头后动土压力,桩侧动土压力随桩数增加而增大、随桩径增大而增大、随混凝土强度等级提高而减小。     

基于数值模拟的小间距钢梁混凝土空心楼盖刚度分析

在小间距钢梁混凝土楼盖体系中,以模型试验为基础,通过对无板楼盖和有板楼盖数值模拟,分析小间距钢梁现浇混凝土空心楼盖体系中混凝土板对钢梁刚度的作用.通过有限元分析,得到了混凝土板对小间距钢梁楼盖刚度计算的影响因素,结合模型试验结果,建立了能反映混凝土楼板影响的小间距钢梁混凝土楼盖变形计算模型.试验结果表明,在结构使用阶段考虑混凝土楼板的共同作用,可使楼盖等效刚度提高50%左右.研究结果为此类结构变形计算提供具有参考价值的分析方法,可为实际工程设计提供参考.     

小型预制混凝土管桩基础抗拔承载特性数值模拟

采用HS硬化土土体本构模型,通过PLAXIS 3D有限元软件,针对浙江省软土地区试验工况,建立单桩、群桩的数值计算模型,研究不同布桩参数和不同水平载荷的作用对其抗拔承载力的影响,最后结合工程实例验证了硬化土本构模型的优越性及参数选取方法的有效性.结果表明:硬化土本构模型及参数取值方法在小型桩承载特性分析方面更加全面和准确;小型桩群桩基础存在最优桩距,合理桩间距为5d左右;水平载荷在桩正常工作载荷条件下对其上拔承载力影响较小,但在加载后期会使抗拔承载能力有所降低.数值模拟所得相关结论对小型预制混凝土管桩基础的设计具有一定指导意义.     

悬臂式板桩入土深度的ANSYS数值模拟

板桩作为一种挡土支护结构,常用在码头、船闸以及基坑开挖等工程中,因此存在一个板桩入土深度的设计问题。现有的计算方法不考虑墙与土之间的实际变形情况和其对土压力的大小与分布的影响, 存在一些不可忽视的缺陷。本文采用ANSYS有限元软件对悬臂式板桩进行了三维实体数值模拟,得到了板桩位移,并分析得出其入土深度,计算结果符合实际情况,这为悬臂式板桩结构入土深度的设计校核提供了可靠的参考数据。     

基于土拱效应的斜插桩板墙受力数值模拟分析

目的研究斜插式桩板墙在不同桩间净距土压力分布情况下受力性能.方法结合实际工程中斜插式桩板墙原型,利用有限元软件ABAQUS建立桩间距分别为250 mm、300 mm、350 mm、400 mm、450 mm五种斜插桩板墙有限元模型,分析对比了五种模型的桩后水平土压力、板后水平土压力、板后竖向土压力、板后摩擦土拱、桩结构受力、板结构受力等的变化规律.结果同一深度下,桩后土体Y轴方向应力随着桩间净距增大逐渐增大;受到模型桩间土拱、模型板间土拱、土摩擦角的综合影响,板后Y方向土体应力呈非线性分布,且影响程度随板厚土体深度变化;板X轴方向应力随桩间净距增大而增大;板两端X轴方向应力大于板中间X轴方向应力.结论随着桩间距增加,桩后土体Y轴方向应力、桩结构受力、板结构受力均逐渐增大.     

某板桩码头墙后超深软基处理设计分析

板桩码头是我国常见的一种码头形式,主要由板桩墙与锚锭设施两部分构成,并借助板桩和锚碇设施承受地面使用荷载和墙后填土产生的侧压力。板桩码头具有施工速度快、结构简单等优点,但是在软土地基中施工,需要进行必要的软基处理,以保证码头整体结构的稳定性与耐久性。该文通过实际工程,分析了板桩码头超深软基处理设计,供有关人员参考。     

减载空箱锚碇桩组合结构在板桩码头中的应用

结合工程实际,在板桩码头设计中提出减载空箱锚碇桩组合结构,运用竖向弹性地基梁法进行结构分析,并与传统的单锚板桩结构进行对比.分析和应用结果表明:该组合结构通过空箱减载,使墙后土体和码头面可变荷载引起的主动土压力减小,结构内力大幅降低,水平位移减小,提高了结构安全性,并能有效降低工程造价;此组合结构在岸壁式板桩码头工程中...     

工字型桩与方桩竖向承载性能对比分析

结合河南大学学术交流中心原方桩基础工程,提出了一种新型工字型桩,采用有限元法建立了三维有限元模型,对比分析了方桩、等截面面积的工字型桩、等截面周长的工字型桩的极限承载力、桩侧摩阻力、桩端阻力强度等情况.结果表明:工字型桩相对于方桩其极限承载力主要由桩侧阻力提升而显著提高,其桩端阻力强度略微降低.在相同混凝土用量情况下,工字型桩相对于方桩可提高极限承载力20%左右;在相同承载要求情况下,采用工字型桩相对于方桩可减少混凝土用量15%左右.在软土地区,工字型桩可以提供较高的竖向承载力,节省混凝土用量,具有一定的推广应用价值.     

矩形钢管混凝土键连接剪力墙框架柱的力学性能研究

目的研究矩形钢管混凝土键连接装配式混凝土结构框架柱和剪力墙的力学性能,分析不同参数对其影响,为该类结构连接提供设计依据.方法设计了19个采用矩形钢管混凝土键连接的墙柱试件,利用有限元方法模拟各试件在单调荷载加载下的受力过程,分析不同参数对荷载-位移曲线的影响.结果矩形钢管混凝土键连接墙柱的构件与现浇构件相比,延性很高,最大承载力较高,屈服荷载偏低;键的截面高度增加,构件承载力增加,初始刚度增加,延性系数不变;截面宽度增加,承载力增加,初始刚度不变,延性系数减小;键的长度增加,承载力基本不变,初始刚度减小,延性系数增加;混凝土强度对构件的抗剪承载力和初始刚度影响很小;键的纵向间距对构件的荷载-位移曲线几乎没有影响.结论矩形钢管混凝土键的截面高度是影响承载力的主要因素、长度是影响延性的主要因素.     

格栅状地下连续墙现场试验与基坑支护性能分析

相比于泥浆成槽法的传统实腹式地下连续墙,采用高频振动沉模成孔方式的格栅状地下连续墙的成墙效果和支护性能研究尚处于空白。首先,开展了软土地质条件下格栅状地下连续墙的成墙现场试验研究,继而采用有限单元方法计算得到了背景工程开挖全过程的墙体变形、地面沉降和坑底隆起等支护性能指标变化规律;分析了嵌固深度、地面超载、支撑截面等参数上述指标的影响性特征。结果表明,格栅状地下连续墙的墙身混凝土浇筑质量能够满足强度和抗渗性能要求;其支护性能与传统的钻孔桩和地下连续墙相近,仅截面刚度存在差异,因此可按照桩、墙结构进行设计;为完善结构构造和结点体系,应进一步开展试点工程的应用性研究。     

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.     

斜插式桩板墙板间土拱效应数值模拟与竖向合理拱轴线计算方法

板间距大小是斜插式桩板墙结构关键设计参数,也是该结构能否被推广应用的核心问题.本文采用ABAQUS有限元软件分析了板间距变化对斜插式桩板墙板间竖向土拱效应的影响规律,给出了斜插式桩板墙的合理板间距范围,同时以相邻板板底作为拱脚支撑,计算得到了斜插式桩板墙板间竖向土拱拱轴线方程,并验证了受力分区的合理性.分析结果表明:斜...