新夏港双线船闸双排对拉板桩结构受力特性

为研究新夏港双线船闸闸室中隔墙双排对拉板桩结构的受力特性,利用ABAQUS有限元软件进行双闸室完整建模分析。采用修正剑桥模型模拟两侧闸室土体的同步开挖,对比分析施工期对拉板桩与单锚板桩的结构特性差异。运行期对双排板桩施加水压力,研究中隔墙整体变形特征、桩间土承载变形特性。结果表明:施工完建期,对拉板桩位移远小于单锚板桩,但两者变形相似,弯矩和土压力分布规律一致,且差值极小。运行期,宽矮的中隔墙在向低水侧闸室的侧向位移中,以剪切变形为主。板桩土压力增量与各自承受的净水压分布有关,还受上部连杆传力和低水侧横撑反力的影响。桩间土在传递、扩散侧向压力时,产生侧向压缩,并可分担中隔墙的大部分剪力。中隔墙弯矩主要由两道板桩分担。现有的双排板桩结构简化计算方法,尚无法反映桩间土抗剪的作用,值得进一步研究。

滩海人工岛对拉板桩进海路运行期稳定性影响因素分析

为适应滩海人工岛工程水浅、填筑材料短缺等工程特点,开发出对拉板桩结构形式并应用于滩海人工岛进海路。该板桩结构将预制混凝土板插入到地基土一定深度,板桩顶部通过拉杆对拉,两板桩中间填块石,外侧采用抛石护坡。对拉板桩结构形式复杂,波浪、地基变形、道路两侧压载等是影响对拉板桩结构稳定性的重要因素。根据滩海人工岛进海路工程环境特点,建立了进海路对拉板桩结构与地基土体相互作用有限元流固耦合计算模型,分析了波浪等荷载作用下对拉板桩结构变形与整体稳定性特点,并进行波浪荷载、不均匀沉降、水位变化和材料强度衰减对结构变形与稳定性影响分析。研究结果表明:波浪荷载、车辆荷载、水位变化和不均匀沉降都会对对拉板桩进海路结构变形和稳定性产生不同程度的影响,其中水位变化对板桩结构的变形和稳定性影响最显著,在设计低水位条件下结构沉降和位移均大于设计高水位条件下的结构沉降和位移,整体稳定性安全系数也有所降低,而结构材料强度变化对结构变形影响很小。

深回填对拉板桩结构受力性能研究

深回填对拉板桩结构在建造方式、工作机理等方面与常规板桩结构有较大区别。基于某板桩码头工程实例,通过理论分析和数值手段对其受力性能和计算方法进行研究。提出施工期锚碇结构前有限梯形回填区被动土压力理论计算公式,为土弹簧刚度折减提供量化依据。分析该类型板桩结构在使用期的剪切破坏模式,推导出回填体极限抗剪承载力计算公式。提出基于施工流程的杆系元简化计算方法,并进行不同分析手段对比;发现在不考虑施工期初始可控位移值的情况下,杆系元简化方法、三维结构-土整体有限元方法得到的施工期位移增量值为55 mm和43mm,另外使用期位移值分别为15 mm、16 mm,结果接近,验证了简化计算方法的合理性。

双线船闸对拉钢板桩结构受力特性

以新夏港双线船闸工程为例,利用ABAQUS建立船闸闸室和周围土体有限元分析模型,并根据施工期原型观测数据进行模型验证。基于观测数据和数值分析,探讨在施工过程中单锚板桩和对拉板桩的受力特性。研究了两种不同板桩结构随着闸室土体开挖的内力与变形规律以及板桩墙两侧土压力分布等问题。结果表明:施工期内,两侧单锚板桩变形基本一致,中间对拉钢板桩变形基本一致,整体性良好;闸室单侧开挖时,开挖侧对拉板桩的工作状态与单锚板桩相同;后排板桩发挥锚碇作用,其水平位移、土压力均随着土体深度逐渐增大。