基于国内外规范的防波堤与护岸结构多级验算标准

基于国内外设计规范和部分国际工程案例,对防波堤与护岸结构设计中在不同重现期下所采用的允许越浪量、护面块石稳定以及地震作用下的边坡稳定标准等内容进行介绍和探讨,其考虑设计工况的重现期、结合工程防护功能特点采用基于性能的多级验算标准设计理念值得在国际工程中进行推广。相比之下,国内传统设防标准主要针对效应设计值,对于抗力设计值、结构规定限值等验算标准的规定还比较单一,建议可在规范中增加适合我国国情和工程结构特点的多级验算标准。

国内外斜坡堤挡浪墙水平波浪力计算研究

本文通过研究国内外5种斜坡堤挡浪墙水平波浪力计算公式,从波浪要素、墙底高程、肩宽大小、掩护情况、斜坡堤坡度和适用范围6个方面进行对比分析,并辅以设置不同工况进行实例对比计算。结果表明国标公式因采用波浪参数较小使得波浪力计算结果偏小,且其采用固定折减系数考虑墙前掩护结构影响,对挡浪墙结构设计指导性不足;BS6349-7公式和Jensen&Bradbury公式简单,其计算结果的经验性较强;改进的Pedersen公式和Martin公式参数考虑因素较为全面,且Martin公式适用范围较广。本文研究对斜坡堤挡浪墙设计有理论指导意义。

某集装箱码头桩基承载力理论计算与静载试验对比分析

依托某集装箱码头工程的后轨道梁桩基,针对开口钢管桩和半闭口钢管桩两种形式,详细对比国内外常用桩基承载力经验公式计算结果的差异,并与现场静载试验结果进行对比。结果显示:对于砂性土与黏性土成层交替分布的地基,国内外桩基承载力经验公式在侧摩阻力、端阻力、桩端闭塞效应、总承载力计算结果上均存在一定的差异,与静载试验结果相比也有所偏差。按国内规范计算的总承载力与静载试桩结果基本接近,国外经验公式的偏差较大。半闭口桩尖可显著提高砂质地基的桩端承载力,桩端闭塞系数可达0.8以上。相关结论可供类似工程借鉴。

高桩码头岸坡滑弧模式研究与变形稳定性分析

分别采用有限元强度折减法、简单条分法以及Spencer法对108组不同条件的高桩码头岸坡进行了整体稳定性分析,比较了上述3种方法计算结果的差异性与关联性,并依据有限元强度折减法系统地研究了不同岸坡滑弧模式发生的土体强度条件,分析了岸坡特征点的侧向位移随安全系数的变化关系。结果表明,有限元强度折减法与简单条分法在安全系数的定义形式上是一致的,但计算结果一般存在-1%～8%的差异;当坡体下方或后方的土体与坡体的强度指标之比小于某临界值(一般在1～2之间)时,滑弧将向深处或者码头后方扩展;而当岸坡的整体稳定安全系数接近工程规范所规定的安全阈值时,坡顶点的侧向位移一般会出现突变。最后,通过对某工程岸坡实例加固效果的分析,验证了结论的合理性和有效性。

高桩码头岸坡地震位移计算方法比较

在强震区高桩码头设计中,基于位移的设计准则允许码头岸坡震后出现一定的位移,验算码头岸坡地震位移是高桩码头抗震设计的重要内容之一。依托某强震区高桩码头,针对目前广泛使用的基于NEWMARK刚性滑块位移理论的经验公式进行比较分析,如Makdisi&Seed公式、Martin&Qiu公式、Jibson公式、Saygili&Rathje公式、Jonathan公式等;并采用有限差分软件FLAC 2D进行动力时程分析验证。结果表明,尽管不同经验公式的位移估算结果存在一定的差异,但总体符合Jonathan提出的概率分布模型,动力时程分析法在位移评估上具有一定的优势。

板桩码头前后轨道梁抗震连接构件设计

针对强震区板桩码头前后轨道梁的震后位移差问题,进行了抗震连接构件的设计研究。通过有限差分软件FLAC2D进行动力时程计算,对比分析钢拉杆、钢筋混凝土横撑等不同连接构件的适用性和受力特性。结果表明,采用锁扣式连接的钢筋混凝土横撑能经济、有效地限制前后轨道梁的震后位移差,可为类似项目提供设计参考。

强震区高桩码头接岸结构设计

针对强震区高桩码头的接岸结构设计,依托某实际工程,采用定性、定量分析方法,对比研究工程中常用的斜坡式挡土墙、悬臂板桩、有锚板桩等接岸结构的适应性及特点,提出一种新型沉降板式接岸结构,并对该新型接岸结构的特征进行论述。研究表明,相比于传统的接岸结构,该新型接岸结构在强震区更为经济、合理,对岸坡的沉降、变形具有更好的适应能力,对保障码头运营以及震后快捷修复更为有利。

高桩码头接岸结构尺度对岸坡稳定性影响及其优化研究

对高桩码头重力式挡土墙接岸结构的岸坡,采用有限元强度折减法,分别针对挡土墙前后土体高差、岸坡坡肩宽度、岸坡坡比等因素对岸坡尺寸进行了优化。结果表明,合理增加挡土墙前后土体高差,并在保证岸坡稳定的前提下,适当的减小岸坡坡肩宽度、增大岸坡坡比,可以有效减小后方承台的宽度,从而达到节省工程投资的目的。

横浪作用下拖轮动态系泊及撞击力研究

目前,横浪作用下船舶动态系泊分析及撞击力的研究全部集中于大型码头,但对于拖轮目前尚无相关研究。结合东南亚某集装箱码头附属拖轮码头工程,进行拖轮在横浪作用下拖轮系泊稳定分析及撞击力研究。采用动态系泊分析软件aNyMOOR TERMSIM计算横浪作用下动态系泊稳定性,得到正常使用和极端工况下船舶撞击力、系缆力及船舶运动量,将撞击能量与中国《港口工程荷载规范》的计算结果进行对比,并对比分析国内外规范对小型船舶系泊条件及船舶运动量的规定,结合本工程给出适用于拖轮的波浪及运动量推荐标准。结果表明,对于拖轮这种小型船舶,在横浪作用下,采用动态系泊分析软件计算船舶撞击能量大于规范计算结果,约为其2.3倍;在极端情况下,传统DA形及V形护舷可能已无法满足码头结构需求,须采用鼓形或锥形护舷才能满足经济合理的码头结构;另外推荐拖轮正常运营、极端工况允许运动量控制标准分别为纵移不大于1.5 m和横移不大于1.0 m、纵移不大于2.0 m和横移不大于1.5 m,推荐横浪波高控制标准为正常系泊不大于0.4 m、极端系泊不大于1.4 m。

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,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,能够较好地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,为中国高桩码头抗震设计规范的修订提供了参考和借鉴。