高桩式码头的设计研究

在我国内陆城市发展中,内河码头发挥着至关重要和不可或缺的作用,如果港中断,则给城市带来的经济损失是相当巨大的,同时社会影响也是极为恶劣的。本研究首先概述了高桩码头工程的经验教训,然后从减少施工工程量、抓住有利河况的时机两个方面对高桩式码头优化设计措施进行了简要的探讨,以期有效促进工程费用的显著降低、工期的有效缩短和结构安全度的显著提升。

高桩式码头桩帽梁底模设计与实践

高桩码头上部结构因水上施工,上部现浇混凝土结构件的模板支撑系统是施工中的重点和难点。本文结合江门港公共码头桩帽梁施工的实际经验,详细探讨了底支撑设计、施工工艺和技术要点,以期达到安全、高效施工的目的。

高桩框架式码头结构的温度效应影响分析

随着国内三峡大坝蓄水工程、白鹤滩水电站的建设,大坝上游的河道水位变化增大,导致高桩框架式码头的框架高度增加,其结构段尺寸也随之增加,温度对结构的影响随着结构尺寸的增加而增大。结合云南省东川港建设项目一期工程格勒旅游中心码头工程,采用ANSYS有限元软件建立温度应力作用下的高桩框架式码头实体模型,研究温度变化对结构造成的不利影响,同时研究了水平撑对结构温度效应的影响。结果表明:季节性升温后,结构最不利位置位于上层梁及顶板下部,该区域拉应力较大,可能出现混凝土拉裂破坏;季节性降温后,结构最不利位置位于底梁;在结构中设置水平撑能够有效降低结构的温度应力。

一种创新的码头结构新型式——整体箱板式高桩码头结构设计与施工技术

阐述了传统高桩码头结构在耐久性、整体性方面存在的主要问题,针对问题提出了几个新的设计理念,并据此设计了一个创新的码头结构方案.其要点是上部结构采用双向预应力整体箱板结构,桩基采用全直桩基础.上部结构沿码头纵向分段拼装,按短线匹配法箱梁预制施工技术进行设计,在纵向分段预制时形成横向无粘结预应力构件,预制的纵向分段在桩基上安装后,在预留的孔洞及管道中进行预应力张拉,形成纵向粘结预应力.在整体箱板与桩基连接处,采用三向预应力纤维混凝土.施工完成后,一个标准段码头的上部结构形成一个整体箱板.文中通过2个案例,从设计、施工、工程量及经济指标等方面论证了本方案的优越性及其推广应用价值.

基于ANSYS的高桩墩式码头可靠度分析

利用ANSYS有限元分析软件自带的概率设计系统(PDS)中的响应面法,对某一实际工程中的高桩墩式码头进行了三维有限元分析,得到结构的响应面方程。再利用Matlab软件结合验算点法(JC法),通过迭代搜寻验算点,最终求得了结构在各项外部荷载及其自身重力作用下的结构可靠性指标。由于结构的极限状态方程未知J,C法无法正常使用。根据ANSYS中响应面法的计算原理,采用了一种新的方法将上述荷载正态当量化。此外,还进行了高桩墩式码头可靠度的敏感性分析,得到了敏感性因素。计算结果与实际情况符合较好,可为高桩墩式码头的结构设计校核提供参考依据。

梁板式高桩码头极限承载力概率分布

极限承载力概率分布是结构可靠度计算要解决的主要问题之一。针对在役高桩码头结构安全评估问题,选择结构材料性能参数与几何尺寸参数为随机变量,基于非线性有限元数值模型,采用蒙特卡罗法建立典型梁板式高桩码头极限承载力概率分布模型及统计参数。研究了水平荷载作用下无损结构的极限承载力概率分布及损伤位置、损伤程度和损伤数量对高桩码头极限承载力概率分布及统计参数的影响。结果表明:水平荷载作用下无损结构的极限承载力概率分布为正态分布,损伤位置、损伤程度和损伤数量不影响结构极限承载力的概率分布。在水平荷载作用下计算损伤结构的可靠指标时,可以采用无损结构极限承载力概率分布及统计参数进行计算。

高桩梁板式码头空间结构计算中忽略面板作用的方法

针对最新颁布的《高桩码头设计与施工规范》中的建议——高桩梁板式码头按空间结构计算时,宜忽略面板的作用来计算纵梁和横梁的内力,选取湛江某高桩码头工程的一个结构段为工程实例,采用有限元分析软件ANSYS建立多种空间结构计算模型,研究两种忽略面板作用的建模方法,并通过对比各模型的计算结果,分析高桩梁板式码头空间结构计算中面板刚度发挥的作用。对比结果表明:把面板的弹性模量设成一极小值是高桩梁板式码头空间结构计算中忽略面板作用较为简便且可行的方法,为高桩码头设计者提供了参考。

梁板式高桩码头结构整体可靠度计算方法

在环境条件和使用荷载作用下，高桩码头结构损伤和承载力降低是普遍存在的问题。在役梁板式高桩码头结构安全评估，是保证港口设施安全运行的必要措施。结构整体可靠度是结构安全评估的核心指标，但目前尚未建立结构整体可靠度计算的有效方法。基于非线性有限元数值模型，采用蒙特卡罗模拟技术确定了典型梁板式高桩码头结构整体极限承载力概率分布模型及其统计参数，研究了损伤位置、损伤程度和损伤数量等对极限承载力概率分布及其统计参数的影响，明确了无损结构整体极限承载力概率分布模型及其统计参数可用于损伤结构分析。将结构整体极限承载力作为结构抗力随机变量，采用一次二阶矩法计算结构的可靠指标，建立了一种在役梁板式高桩码头结构整体可靠度计算的有效方法。

高桩梁板式码头整体优化设计

研究了以工程造价为目标函数的高桩梁板式码头的优化设计模型,采用动态规划法、搜索桩数最少法、穷举法等优化策略,通过具体算例对码头整体布置和局部构件进行优化,提出了优化的高桩码头的断面尺寸、布置型式。为工程规划设计提供方便的设计方法。

斜向规则波作用下离岸式高桩码头上部结构总上托力

旨在研究波浪入射角对离岸式高桩码头上部结构总上托力的影响,采用物理模型试验的方法进行研究。试验结果表明,随着波浪入射角的增大,总上托力逐渐减小,并且递减逐渐减缓。引进波浪入射角折减系数分析波浪入射角变化的影响,采用非线性数据拟合方法,取90%保准率,确定规则波作用下离岸式高桩码头上部结构总上托力随波浪入射角变化计算公式,计算结果和试验值吻合良好,可为设计提供科学依据。

梁板式高桩码头三维数值计算分析

针对现行的高桩梁板式码头平面设计方法的不足,提出利用Ansys有限元软件对梁板式高桩码头进行三维有限元计算与分析。通过后处理能够得到码头各部分的位移、应力、应变、剪力及弯矩的详细数据,计算结果更符合工程实际,为以后梁板式高桩码头的结构设计校核提供了参考依据。

梁板式高桩码头时变承载力研究

文章将高桩码头承载力影响因素分为"承载力随机性影响因素"、"承载力衰减性影响因素"两大类。文章先定性描述了各因素含义,定量确定了各因素统计值,继而通过计算并采用函数拟合,最终确定码头各构件承载力衰减函数最适于采用分子为一次多项式、分母为二次多项式的有理式进行描述。从而,只要确定码头构件在初始时刻以及其他任意三个时刻的承载力,便可以完全确定码头构件承载力随机过程,进而评估码头构件时变可靠度。

钢箱梁围囹在高桩墩式码头工程中的应用

钢扁担反吊工艺在高桩墩式码头工程围囹系统中逐渐广泛应用,通过钢箱梁与常用槽钢作为钢扁担在实际工程应用中各方面进行比较分析,确定较符合该工程实际的围囹型式。表明了钢箱梁围囹具有安全、经济、方便等优点。

整体箱板式高桩码头地震响应数值模拟分析

针对整体箱板式高桩码头的地震响应,利用ABAQUS软件创建有限元与无限元耦合的弹塑性损伤模型。通过非线性有限元分析,研究了码头在EIcentro波、Kobe波和Northridge波作用下结构的力学特性与抗震性能,分析了面板、桩基的动力响应及损伤特性。研究表明,码头结构的地震响应随着地震强度的增大而增大,地震波频谱特性对结构地震响应的影响较大;上部结构纵向预应力筋的设置能很好地保护桩顶节点,减少桩顶位移;桩基在泥面处及土层交界面处是结构响应较为强烈的部位;阻尼耗散了大部分地震输入的能量,通过损伤耗能可以确定结构发生脆性破坏的时间节点。

基于响应面法的高桩码头船舶靠泊结构响应预测研究

为解决在役高桩码头在船舶靠泊时的响应预测预警问题,提高高桩码头的结构损伤监测和评估效率,基于某高桩码头实例,利用Midas/GTS NX软件建立了考虑桩-土相互作用的高桩梁板式码头三维有限元模型;研究船舶靠泊时的高桩码头结构失效模式并确定了响应面参数,建立了高桩码头结构响应的响应面方程;对响应面方程进行拟合优度检验、F检验和t检验,验证了方程的准确性,同时分析了各影响因素对不同结构响应的显著性;最后通过误差分析对高桩码头结构响应的预测结果进行评价。研究成果可以为高桩码头结构的响应预测提供借鉴。

离岸式高桩码头对后方护岸工程的影响

针对受离岸高桩码头掩护的后方护岸工程设计波浪难以确定的问题,结合实际工程,通过波浪断面物理模型和局部整体物理模型试验,研究码头工程对护岸设计波浪、越浪量和断面结构稳定性的影响。结果表明,高桩码头上部结构对后方护岸有良好的掩护效果,尤其在高水位时,消浪效果较好;受掩护良好的后方护岸工程,堤顶高程受高水位控制,可以适当降低堤顶高程;护岸结构稳定性,尤其护底、护脚块石,主要受较低水位控制,而低水位时码头对护岸的掩护效果有限,波高降低幅度很小。

高桩墩式码头结构的空间有限元分析

选取江苏南通某高桩墩式码头为工程实例,利用通用有限元软件ANSYS对高桩墩式码头进行空间有限元分析。通过建立有限元模型,对各种不同工况下码头的受力进行分析,得出了较为合理的计算结果,可为码头设计提供理论依据,也可供高桩墩式码头设计者参考。

箱板式高桩码头简化计算方法比较

阐述了箱板式高桩码头的结构特点,介绍了经验系数法(英国BS8100-85)、等代框架法、虚拟交叉梁法等方法的使用条件,以及计算方法。以具体工程实例验证了3种计算方法应用在码头结构中的可行性。3种方法计算比较简便,可通过手算或借助简单的计算程序实现,并将3种计算方法的计算结果与有限元数值计算结果进行比较。结果表明,虚拟交叉梁法与有限元数值计算结果最为接近,等代框架法次之,经验系数法相比较为保守。

高桩梁板式码头撞损后的分析和修复设计

以浙江舟山某散货码头受船舶撞击后导致码头损伤的工程为例,分析码头受撞击后的受力情况,提出合理的修复码头的工程措施。同时,根据修复过程中积累的经验,为码头设计提出参考建议。

ABAQUS在整体箱板式高桩码头三维数值模拟中的应用

针对整体箱板式高桩码头结构方案,利用ABAQUS软件对其进行三维有限元数值模拟。通过借助ABAQUS独有的蒙皮技术和用户子程序,分别实现了对桩基等构件内力的准确模拟和门机荷载的动态加载,并根据数值模拟结果对结构进行优化。将计算结果与ANSYS结果进行比对,两者基本一致,且细部结构模拟更为准确合理,表明本文借助ABAQUS平台所采用的模拟的方法更为准确可行。