箱简型基础防波堤结构受力模式及合理尺度

防波堤向深水区域发展时,抛石堤、抛石基床和半圆体混合堤等传统结构基底宽度呈倍数增加,同时还必须对软土地基进行处理,工程造价大幅上升．针对天津港淤泥质软土地基情况,开发了一种不需要进行地基处理的防波堤结构——箱筒型基础防波堤结构．本结构由插入到地基土中的箱筒型基础结构和上部的挡浪结构组成,利用周边软土的黏聚力和摩擦阻力来保证结构的抗滑和抗倾稳定性,利用插入埋深来提高基底的承载力和整体稳定性,可预制且可重复利用．对结构抗滑、抗倾和地基承载力稳定性系数进行了计算研究,得出了优化的合理结构尺度,为箱筒型基础防波堤的实际工程应用奠定了基础,也为软土地基上新型深水防波堤的计算模式提供了借鉴．经比较,采用箱筒型基础防波堤结构较其他方案节省工程投资25．8％．     

箱筒型基础结构拖航稳定性与自沉深度的分析、计算

本文通过大港油田埕海4号人工岛应急停靠点和栈桥的箱筒型基础结构拖航稳定性与自沉深度的分析、计算,得出箱筒在浮运过程中的稳性条件、自沉可达到的深度及达到设计标高所需的负压值,并通过实践验证了这一计算。     

海上风电大尺度预应力筒型基础结构预应力优化设计

应用于海上风电工程中的大尺度筒型基础为钢筋混凝土结构,中间的弧形过渡段为塔筒和筒基之间的传力过渡段,因而对其传力性能和防腐性能有着较高的要求.为优化大尺度筒型基础过渡段的传力性能和防腐性能,对基础上部弧形过渡结构施加预应力.借助有限元软件ABAQUS,对施加有预应力的大尺度筒型基础结构进行数值模拟分析.在极限荷载、交变荷载及相同的边界条件下,在弧形过渡结构上作用不同大小的有效预应力,计算各种情况下的弧形过渡结构和基础环梁受力特征,通过其主拉应力、主压应力的峰值以及主拉应力大于2,MPa的分布区域来分析结构受力性能.经过计算分析可知:弧形过渡结构在有效预应力增加到800,MPa时,继续增大预应力值,过渡结构抗裂性能趋于稳定;基础环梁在作用600,MPa有效预应力情况下,其抗裂性能最佳.在基础预应力设计中,应综合考虑两部位的受力变化趋势.有限元模拟的是有效预应力,在实际工程中,除考虑各种预应力损失外,应适当增加张拉控制应力.     

海上风电大直径宽浅式筒型基础抗弯特性分析

风机属于高耸结构物,承受巨大的弯矩是海上风电基础区别于其他常见结构基础的重要特征．大直径宽浅式筒型基础是适应海上风电特征荷载作用的新型基础型式．筒型基础的直径、入土深度、顸盖及侧壁厚度是控制其抗弯能力的重要技术参数．结合某海上风电工程实例,采用数值分析方法,系统研究了不同尺寸特征参数对筒型基础传递及抵抗弯矩荷载的影响,揭示了弯矩荷载作用下宽浅式筒型基础的失效模式及基础转动点位置;研究了地基承载力设计中等效均质算法的合理性．研究表明：基础抗弯承载能力随筒型基础的直径及入土深度的增加而显著增长;在弯矩荷载作用下,筒周围土体出现贯通的弧形破坏面而在基础下方土体中存在曲边三角形的稳定区;对于实际工程中的上软下硬成层土地基,经等效均质化后,将导致计算得到的基础抗弯极限承栽力明显偏高．     

海上风电单桩复合筒型基础桩筒共同承载机制研究

海上风电单桩复合筒型基础(PBCF)可同时具有桩基础和筒型基础的承载优势,荷载在基桩与基础筒间的传递是桩筒协同承载的关键.运用数值分析方法,以3,MW海上风机为研究对象,分析了单桩复合筒型基础结构的桩筒结构尺寸与入土深度对地基承载力及变形的影响.分析结果表明,在上部荷载作用下,基桩承担了竖向荷载和大部分弯矩,而基础筒分担了由于桩身变位传递的水平向荷载和部分弯矩,基础结构整体具有较好的协同承载模式;合理设计基础筒与基桩的直径比能有效控制荷载分担和基础的水平变位,减小沉降差;正交试验结果表明,影响基础水平变位及差异沉降的因素按敏感度排序依次为:基础筒直径基桩直径筒裙长度基桩桩长.     

插入式箱筒型基础防波堤结构的研究及应用

我国淤泥质平原海岸分布极广,根据我国淤泥质海岸大型深水码头建设的实际需求,提出了一种适用于深水软土地基上的全新的结构型式：插入式箱筒型基础防波堤结构。围绕其结构形式、结构分析、设计技术、施工技术及关键设备、检测技术等主要技术内容进行阐述。     

粉质黏土中厚壁筒型基础静压沉放阻力研究

筒型基础是海上风电工程中出现的一种新型基础形式,因其优越的承载性能与高效的施工方式,在我国海上风电领域备受关注．薄壁单筒多舱筒型基础目前已在江苏海域成功应用,并取得良好的经济效益．为适应风机大型化与风场建设的深远海发展趋势,设计了厚壁单筒多舱筒型基础．厚壁筒型基础采用混凝土筒裙替代钢质筒裙,不仅可以进一步降低建造成本,而且可以防止钢制筒裙在建造和负压沉放过程中出现的屈曲问题．但筒裙壁厚的增加导致筒型基础的沉放阻力增长,因此贯入阻力的准确计算是厚壁筒型基础成功应用的关键．为此,开展了薄壁与厚壁结构在粉质黏土中的静压沉放试验,测量了下沉过程中的沉放阻力与侧壁及端部土压力,对比了薄壁和厚壁沉放特性的异同,校核并优化了薄壁沉放阻力计算公式的相关系数,提出了厚壁沉放阻力的计算方法．结合显式的任意拉格朗日-欧拉(ALE)方法,验证了有限元计算结果的准确性,开展了厚壁基础动态、连续沉放过程的数值分析．研究结果表明：壁厚的增加挤密了端部土体,使端部土压力增大,扰动了侧壁土体,使侧壁土压力减小;提出采用静力触探数据计算厚壁基础沉放阻力的方法,推荐厚壁端阻力系数和侧阻力系数分别取0.7和0.03;薄壁端阻...     

复合筒型基础浮运允许压差研究

复合筒型基础分舱间允许压差对其安全运输具有重要意义,针对复合筒型基础浮运过程中允许压差问题,以某海上风电项目中复合筒型基础浮运工程为背景,基于有限元软件ABAQUS定量分析了复合筒型基础浮运过程中允许压差与基础外吃水、分舱板厚度、基础直径、内舱压强值等参数变化的影响。研究结果表明：复合筒型基础浮运过程中分舱板Mises应力最大值与允许压差最大值随外吃水和分舱板厚度的增加表现为指数增长趋势,但相对于分舱板厚度变化,基础分舱板允许压差最大值对外吃水变化比较敏感;分舱板增设加强肋对复合筒型基础允许压差最大值有20%～35%的显著提升。当允许压差最大值确定时,可以根据实际工程需要选取基础各变化参数安全组合中的最优解。     

苏通大桥基础工程的挑战与创新

介绍了苏通大桥超大深水群桩基础利用工程钢护筒搭设施工平台、５０００t承台钢吊箱整体同步沉放 及其与防船撞结构相结合构成永久防船撞设施、永久冲刷防护等三项技术创新;提出了特大型桥梁基础工程经 济合理的设计方案和安全可靠的施工法;阐明了理念创新和技术集成对大型复杂工程建设的重要性。     

复合筒型基础预应力过渡段结构优化设计

以江苏启东海域某海上风电工程的筒型基础为研究对象,通过大型有限元软件ABAQUS对初始筒型基础结构建立多种试算模型并进行有限元计算,重点研究弧形过渡段结构张拉控制应力、预应力孔道数量和布置、预应力钢绞线数量以及各类普通钢筋配置方式等因素对筒型基础新型预应力弧形过渡段传力特性及整体结构承载性能的影响.根据模型计算结果,确定最终优化调整方案为:施加有效预应力1,000,MPa,预应力孔道数量不变,钢绞线根数优化为10根,竖向普通钢筋为60道φ25,mm,环向钢筋由φ28,mm优化为φ22,mm.     

钢套箱法施工水中桥墩系梁

本文介绍了利用深水基础钢套箱技术施工水中系梁及接柱的施工技术,用小型钢套箱仅将桩基套住,也即用大筒套小筒的简易办法施工,系梁的钢套箱是与桩柱套箱焊接锚固在一起形成一个整体,与桩柱套箱同时下沉至设计位置,然后封底→破桩头→加强套箱与桩基的钢护筒锚固处理,最后按有底钢套箱施工技术浇筑系梁和桩柱连接段施工。     

箱型承水挡漂子的试验研究

<正>把木材水运中使用的新型诱导漂子——箱型承水挡漂子,在不同流速的拖曳水池中进行了模型试验研究,试验结果确定了箱型承水挡漂子的适用范围,漂子轴线与水流轴线的最大夹角及其受力值,为箱型承水挡漂子的设计提供了依据。     

筒型基础平台冰激振动下粘性土地基软化分析

为了解决由于海冰力对筒型基础平台作用而产生地基土软化,降低平台承载力的问题,应用冰激振动理论对筒型基础平台进行了冰激振动分析,通过相应的有限元计算得到筒体周围土体剪应力的最大变化幅值,并将计算结果与对应位置土体的抗软化极限应力进行了对比分析,结果表明:土体在冰激振动软化方面是安全的。提出一种判断筒型基础土体软化可能性的新方法,该方法可以对筒型基础平台冰激振动基础的安全性作出评价,对筒型基础平台的设计起到积极的指导作用。     

基于跨中竖向和环向角度分析薄壁钢护筒-钢筋混凝土组合构件单向偏心受压问题

为加快我国内河水运的发展,在实际工程中,由于制造的偏差、轴心线的偏离、联系结构协同受力,以及上部堆载不均匀等因素使得绝大多数的组合构件处于偏心受压状态。目前对应用于码头结构的薄壁钢护筒-钢筋混凝土组合结构(RCFST)偏心受压承载性能的研究还未下定论。鉴于此,本文通过跨中竖向环向应变和侧向挠度的角度对薄壁钢护筒-钢筋混凝土联合受力构件单向偏心受压问题进行试验研究。结果表明：钢护筒壁厚和受竖向荷载偏心率的不同,对桩极限承载能力具有直接影响,对柱顶跨中和柱底的跨中应力应变的改变较为明显。因此,进行钢护筒-钢筋混凝土组合构件偏心受压承载性能研究运用于码头设计中具有较高的工程实践意义和科学价值。     

海上风电四筒导管架基础下放过程试验研究

筒型基础结构下水安装过程中，将经历筒裙入水、筒内气-水置换、筒顶完全入水直至入泥到设计深度的复杂施工过程．基础下放通过浪溅区时受到砰击荷载作用，可能出现吊缆过载断裂和松弛失效现象，且下放过程基础与缆绳耦合响应，影响基础稳性．采用筒内主动存储一部分气体的下放方式，不但可以有效控制自重入泥阶段，在水中下放时，可以有效降低缆绳吊力，明显增强筒型基础下放过程中姿态的控制能力．针对海上风电四筒导管架基础下放施工过程中气-水置换关键技术，考虑筒内主动憋气的下放安装施工方法，采用动态下放和稳态响应两种形式，研究波浪环境荷载下不同初始吃水工况下气垫响应机理、基础运动特性和吊缆张力响应规律，明确施工过程中吊缆的安全性能．研究表明：筒型基础憋气下放至顶盖完全淹没前，筒内气垫压力和气垫高度线性增长，不同初始吃水工况下筒内气垫压力增长速率相同；筒型基础顶盖完全淹没前筒内气垫高度线性增长，缆绳张力变化速率大于顶盖完全淹没后的阶段；基础通过浪溅区阶段时受到波浪砰击荷载作用，气垫结构对砰击荷载存在缓冲效应；气垫结构为基础提供浮力较大，且砰击荷载作用下基础受到向上的冲击力，通过分析吊缆动态放大因子和失效因子可知吊缆未...     

黏土中宽浅式筒型基础与地基的地震响应

我国近海地基以软黏土地基为主,在地震频发的场地中,地震荷载的作用会导致浅层黏土地基的土强度发生弱化,而宽浅式筒型基础是一种新型的海上风电基础,其入土深度较浅,因此宽浅式筒型基础对地震作用下浅层土体的强度弱化较为敏感.为研究黏土中宽浅式筒型基础与地基的地震响应规律,以实际场地中原型宽浅式筒型基础为依据,参照原型宽浅式筒型基础的1阶自振频率设计并开展了一系列离心机振动台试验,监测了宽浅式筒型基础作用下黏土地基在震中和震后的孔隙水压力响应,分析了宽浅式筒型基础和黏土地基的加速度变化,研究了筒型基础作用下黏土地基的剪应力-剪应变关系,揭示了黏土地基中宽浅式筒型基础结构与地基的动力响应规律.结果表明,地震作用下黏土地基中的超静孔隙水压力累积存在滞后效应,且位于筒型基础中心线上土体的超静孔隙水压力相对较小,宽浅式筒型基础产生的大面积附加荷载作用有利于减小黏土地基振动弱化程度;随着埋深的减小,黏土地基的加速度在ELCentro波作用下呈线性衰减规律,在SIN波作用下呈非线性衰减规律,塔筒处加速度与基础顶盖处加速度相当且峰值加速度明显小于浅层地基;基础底面以下土体的应力应变滞回圈随埋深的增加而增大,而基础底面处土体的剪应变明显提高.     

非线性弹性梁的静力屈曲分叉及应用

应用广义力导出了非线性弹性梁的平衡非线性偏微分方程组及其广义边界条件，应用Galerkin方法进行了1阶截断，将其简化为非线性代数方程组，引入横截面参数使方程组可应用任何截面形状的梁。以上海软土隧道为例，应用数值计算分析了箱和圆筒型横截面筒支梁的长细比与静力屈曲分叉的关系：比较了圆筒型隧道与软弹性基础的相互作用下，载荷与位移的关系。     

海上风机筒型基础-场地动力响应的试验及模拟研究

筒型基础作为海上风机的一种新型基础结构,具有安装方便、重复使用、成本低等显著优点.在地震荷载作用下,地基土可能发生液化,液化后砂土的强度和刚度会降低,导致地基承载能力下降,筒型基础可能发生过大竖向沉降,严重威胁风机的运行.针对筒形基础影响范围内土体的地震响应规律,本研究开展了一系列离心机试验,记录了筒体周围砂土地基加速...     

一种玻璃钢移动门承载性能有限元分析

应用有限元方法模拟研究了一种洞库工程口部伪装用玻璃钢框架结构在荷栽作用下的应力分布和变形，校核强度和刚度是否满足使用的要求．计算结果表明，移动门斜面（倾角≤60°）上布置4个储水式植物箱（单个重100kg）和36个植草式植物箱（自重加10cm厚土层重量）、正面分压1640N／m2的条件下，框架结构各杆件、植草箱和储水式植物箱的应力小于其强度值，结构稳定．研究结果表明，该型移动门能够用于沿海地区洞库工程口部伪装工程结构．     

航速对四筒型基础海洋平台拖航影响的试验分析

以海军某四筒型基础平台为研究对象,在吃水深度、波浪条件和水深一定的条件下,在不同拖航速度下静水、顺浪和逆浪拖航,通过模型试验测定筒型基础平台在横荡、纵荡和垂荡方向上的加速度、筒内气压力和筒底水压力以及拖航中的拖缆力.试验结果表明:静水拖航中,筒型基础平台的拖航速度存在一个上限;拖航过程中的拖缆力随着拖航速度和水质点振荡速度的相对值以及纵荡加速度变化;平台拖航过程遇到大浪情况下,降低拖航速度是保证结构耐波性和稳性的有效方法.