超大型深水导管架钢桩建造和装船新技术

介绍超大型深水导管架钢桩的基本信息及其建造和装船传统技术。详细阐述超大型深水导管架钢桩建造和装船新技术,包括钢桩分段预制、钢桩分段整体接长、钢桩打包和钢桩装船等方面。新技术可减少超大型深水导管架钢桩的作业线能力升级和地基改造等需求,并大幅提高接长效率和装船效率。

循环荷载作用下钢桩-软黏土接触面剪切特性研究

目前,中国海上风电工程的建设已进入快速发展阶段。海上风电机常采用大直径钢管桩作为基础,然而现在的桩基承载力设计预测方法往往基于小直径柔性桩,不适用于大直径刚性桩。因此需要研究海上桩基桩-土界面的相互作用,来对海上大直径刚性桩基的设计预测方法进行优化。使用循环荷载作用下钢桩-软黏土大型接触面剪切试验数据,建立法向循环荷载作用下钢与黏性土接触面剪切试验的离散元模型,对各个细观参数进行标定,分别研究动荷载频率和幅值对剪切特性的影响,并进行了细观机理分析。数值模拟结果表明动荷载频率和幅值越大,钢与黏性土接触面强度越小,其中动荷载幅值的影响较为明显。通过细观机理分析可以发现:动荷载频率和幅值越大,接触面处黏性土的颗粒位移越小;静荷载下黏性土的颗粒间作用力大于动荷载下的颗粒间作用力;动荷载会导致颗粒间的扰动,从而使接触面强度减小。研究结果可以为海上风电桩基承载力的准确预测提供理论基础。

大型深水导管架钢桩接长新工艺

深水导管架的钢桩长度一般在100米以上,单根重量在400吨以上,由于受钢桩接长设备能力限制,目前国内主要采用大型吊机吊装完成深水导管架钢桩的接长工作,接长需大型吊机占用使用周期较长,且易受大风等恶劣天气影响,作业风险较大。本文以南海某深水导管架钢桩接长为例,详细介绍利用三维调整机进行钢桩环口对接的新工艺和新方法,保证了钢桩整体接长的直线度要求。

螺旋钢桩加固边坡抗滑承载特性研究

目前,针对螺旋钢桩加固边坡问题,其桩土作用机制及抗滑承载特性研究较少,限制其推广应用。因此,基于FEM和桩与边坡解耦设计分析方法,提出一种适用于螺旋钢桩加固边坡模型的简化方法,并对简化模型桩-土相互作用的模拟效果和抗滑力计算准确度进行验证,随后分别建立螺旋钢桩和等直径钢管桩有限元模型,对比分析其各项受力性能,揭示螺旋钢桩的受力模式。研究结果表明:通过该简化方法计算出的桩顶位移值与现场实测值、滑面处弯矩峰值结果相差均在10%之内,在产生相同抗滑力下,简化模型与三维桩土模型的桩顶位移差值在5%以内,说明此简化方法模拟精度可满足要求。在抗滑承载特性方面,当桩顶产生5 cm位移时,螺旋钢桩较圆型桩抗滑力提高15%;产生相同的抗滑力时,螺旋钢桩顶位移较圆型桩顶位移减少22%。螺旋钢桩在承受滑坡推力时,首先通过桩身挠曲抵抗滑坡推力,随着滑坡位移不断增大,螺旋叶片与周围土体产生的摩擦和挤压作用不断增强,处于滑动剪切区的叶片发生翘曲变形,通过形成反弯矩作用抵抗滑坡推力。平行滑动区与锚固区的叶片在轴向产生相对位移,调动螺旋叶片产生端阻力,并将其传递至滑面以增大抗滑力,由此改变桩周土体位移场与应力场的分布,增强桩土协同工作能力,并起到良好的应力扩散与传递作用。研究成果可为螺旋钢桩的承载特性计算与加固设计提供借鉴。

螺纹扩大体钢桩在深基坑支护工程中的应用研究

螺纹扩大体钢桩是近年来江浙沪地区逐渐兴起的一种新型斜向支护结构,与传统钢筋混凝土内支撑相比具有施工便捷、工期缩短、成本节约等优势。文章结合苏州工业园区某大面积深基坑工程,对螺纹扩大体钢桩的应用进行介绍,重点对支护型式的选择及施工工艺进行阐述;静载试验结果表明,螺纹扩大体钢桩承载力满足设计要求;启明星软件计算结果和现场监测数据均显示,钢桩的变形控制效果好,该项目的成功经验可供类似工程借鉴与参考。

深水系泊钢桩可打入性分析及工程实践

在海洋油气及海上风电工程中,在安装锚桩之前需进行可打入性分析,以选择合适的打桩锤,评估打桩过程中可能遇到的问题。对此,采用专业打桩分析软件GRLWEAP对南海某油田浮式生产储油卸油装置(Floating Production Storage and Offloading,FPSO)项目的深水系泊锚桩安装进行模拟分析,评估打桩过程中桩身承载力、贯入度和锤击数等参数的变化,优选出合适的打桩锤,并与实际打桩现场数据相对比。结果表明:每根锚桩都能打到指定的贯入深度,未出现拒锤现象;可打入性模拟结果与实际打桩情况较为接近,对现场锚桩安装具有很好的指导作用。

砂土地层中多叶片螺旋钢桩压缩承载特性研究

为分析砂土地层螺旋钢桩压缩承载特性,介绍多叶片螺旋钢桩竖向压缩承载力的计算方法;采用有限元软件分析砂土地层中双叶片螺旋钢桩在竖向压缩荷载下桩顶沉降响应,验证有限元模型的可靠性;设置不同叶片间距的9组多叶片螺旋钢桩模型,分析轴力和桩周土体剪应变分布规律和荷载分担模式;有限元分析与理论计算承载力结果进行对比,并引入叶片承载力折减系数修正承载力计算公式。结果表明:多叶片螺旋钢桩承载模式由叶片间距决定,叶片间距比等于2是单盘承载模式和筒状剪切模式的分界点;引入叶片承载力折减系数后,结合理论计算公式可较准确地预测多叶片螺旋钢桩极限承载力。

土体侧移作用下螺旋钢桩被动承载机理分析

基于边坡抗滑桩设计混合方法中建议的简化数值分析模型,对多叶片螺旋钢桩和相同桩长直轴桩内力(弯矩、剪力和轴力)在不同侧向土体位移下沿桩身的分布特征进行对比,并研究螺旋钢桩桩身变形和不同位置处螺旋叶片变形特征,以分析螺旋钢桩作为被动桩的承载机理。结果表明:土体侧向位移作用下,螺旋钢桩内力分布特征与直轴桩基本相同,但螺旋钢桩内力峰值更大;螺旋叶片在被动承载过程中根据位置不同而发挥不同作用,桩顶和桩底附近螺旋叶片主要贡献桩身轴力,桩中部附近螺旋叶片主要贡献弯矩和剪力。

浅谈复合钢桩连续墙在引补水基坑工程中的应用

龙江片区河道由长江分支夹江循环引补水工程,运用“先净后用”的整治理念,服务于民生[1]。作为水环境提升改造政府民生工程项目,在河道开挖过程中,更注重于施工绿色环保及其快速施工。本文以南京市龙江片区大循环引补水工程为例,谈复合钢桩连续墙在大循环引补水基坑工程中的应用。

水下钢桩与土壤冲击响应特性有限元分析

文章通过水下钢桩-土耦合系统的冲击响应特性有限元分析,研究桩壁厚、初始贯入度、摩擦系数对贯入度的影响规律,通过锤打击贯入度仿真结果与超深水液压打桩锤实际数据对比,表明ABAQUS软件仿真模拟可应用于液压打桩锤水下打桩的前期模拟。

酸性土腐蚀对钢桩基础承载性能的影响

土质酸性是导致钢桩腐蚀的主要原因之一。服役于酸性土中的钢桩将会被侵蚀,导致桩身材料劣化,影响了桩基的安全性和耐久性。为了了解腐蚀桩的承载性能,通过中性和模拟酸性土两种环境下的桩基室内模型试验,测得腐蚀前后承台沉降量和桩端阻力值随桩顶加卸载的变化规律以及地面堆载固结过程中各土层沉降量、桩端阻力值、桩身轴力值以及桩侧摩阻力的变化情况。研究表明,由于腐蚀钢桩表面产生大量疏松的锈蚀产物,使桩–土界面的黏着力大大降低。桩顶承台的沉降量较未腐蚀桩大,腐蚀桩的桩端阻力值比未腐蚀桩大。而在堆载固结条件下,由于堆载作用不仅加速了桩间土体的固结,桩–土界面再次挤密,单桩以及群桩中各桩的桩端阻力值减小。腐蚀桩的中性点位置明显下移,腐蚀率越大的桩,桩侧负摩阻力的增加值越大,腐蚀前后中性点位置处桩身轴力变化率越大。研究成果可以为腐蚀条件下各类桩基载荷性能研究提供参考。

安装海上风电装置基础钢桩的双边吊具设计

为开发出具有自主品牌的海上风力发电机安装设备——基础钢桩的双边吊具,首先,进行双边吊具的结构设计并阐述其工作原理;其次,设计液压缸与斜夹块组成的夹紧机构,分析其受力关系,确定夹紧块受到的正压力与摩擦因数;第三,针对吊具的小端吊臂采用有限元法进行强度分析与校核;最后,研制了模型样机并进行吊管试验,验证了方案设计的合理性与可靠性,为工程样机的设计打下理论与实践基础。

大直径超长钢桩溜桩长度计算新方法

对海洋钻井平台钢桩施工中出现的溜桩现象进行了理论分析,提出了采用静力平衡法计算溜桩长度的新方法。该方法考虑了边载效应,引入了动力效应系数,适用于海洋工程中应用较多的大直径超长钢桩溜桩长度计算。荔湾3-1气田中心平台应用结果表明,新算法计算结果与现场实测数据较为吻合,可以用于桩的可打入性分析,指导海上打桩作业的顺利完成。

钢桩负摩擦分析

本文用有限元法对香港地区桩的摩擦力进行了研究。采用邓肯－张模型和修正剑桥模型，并设置了古德曼的接触面单元，计算结果与实测数据较吻合。同时，论述了在桩的负摩擦分析中考虑土的弹塑性特性及接触面单元的必要性。

3000m^3绞吸式挖泥船钢桩台车运动仿真

使用机械系统动力学仿真分析软件ADAMS对某3000 m3绞吸式挖泥船钢桩台车进行三维建模,并对其倒桩和行走运动过程进行仿真分析,分析主要连接点的受力,讨论船体正浮和纵倾作业时油缸作用力的变化。

水下独立钢桩打桩导向架的受力分析

导向架用于水下独立桩在海上进行插桩作业时的导向及打桩扶正。在吊桩、送桩和打桩施工过程中,导向架会受到多种力的作用,这些力将对导向架的强度和结构设计产生重要影响。在整个施工过程中考虑最长、最重桩对导向架的作用力,分析了导向架每一步的受力情况,并进行了受力计算。所得结果对导向架的强度分析和结构设计具有重要的指导作用。

海洋平台钢桩可打入性研究

针对钢桩大直径、超深入泥且方向变化,施工中会发生溜桩、拒锤等现象,利用GREWEAP软件进行钢桩可打入性分析,根据波动理论对开口桩进行打桩分析,对沉桩中贯入深度与锤击数进行理论和实际对比,结合工程实例,验证分析的准确性,提出施工建议。

水下独立钢桩导向架的结构设计

水下独立钢桩在海上进行插桩作业时,需要水下独立钢桩导向架对其进行导向及打桩时扶正。导向架主要由底座、导向立柱和支撑等组成,主体导向架可直接用于文昌Ⅱ期桩的导向,文昌Ⅱ期有2个导向翼板,其在ROV的引导下落入导向立柱顶部的喇叭形导向口,即在自重的作用下滑入导向槽,达到导向的目的。在西江打桩时需装上钢丝绳滑道组件、移动导向块等。与国外同类产品相比,该导向架结构简单,没有水下打开和闭合等动作,不需要水下液压系统和控制系统。

深圳盐田港集装箱码头钢桩牺牲阳极保护

通过对深圳盐田港集装箱码头钢桩成功实施牺牲阳极保护,表明对海港工程大面积裸露钢结构采用牺牲阳极保护是切实可行的。本文主要介绍了钢桩牺牲阳极保护方案设计、施工及保护效果测量结果。 .

海洋钢桩清刷机器人清除粘附藤壶的力学研究

为了清除附着在海洋钢桩上的污损生物,本文设计了一款海洋钢桩清刷机器人,携带刮削清理工具,以藤壶为典型清理对象,研究了切削力对附着在海洋钢桩表面污损生物的清理作用。基于正交切削理论和Peel Zone方法,提出了将刮削法及其切削力模型用于清理被污损生物附着的海洋钢桩表面。用有限元方法验证分析模型误差,表明切削力的相对误差小于15%。该模型可用于清刷机器人设计中的切削力估算。分析表明:刀具前角对切削力影响较大,减小刀具前角到45°,较前角为60°时,曲线拟合相对误差增大,清理效果相对不理想,在今后设计海洋钢桩清刷机器人设计中,不建议减小设计清理刀具的前角。