海工码头接岸结构选型与设计

结合海工码头使用荷载大、出运工艺复杂的特点,对软弱地基上某海工码头接岸结构的选型及设计进行论述分析,从地质条件、施工条件和使用要求等方面论证选用整体卸荷式板桩结构,前墙板桩选用灌注桩排桩形式,承台下灌注桩采用长短桩间隔布置,使得结构受力更为合理,解决了软弱地基上接岸结构同时承受较大竖向和水平使用荷载的问题,采用塑性混凝土桩进行排桩地连墙的堵缝处理,效果明显;同时对土压力计算与分配、m法模拟桩土相互作用等相关计算进行探讨,供类似工程参考。

可液化场地20万吨级卸荷式板桩码头地震反应分析

地震作用下场地液化是码头结构发生破坏的主要原因之一。针对一种20万吨级卸荷式板桩码头建立二维有限元数值模型,采用有效应力法对该码头结构进行动力时程分析,研究其在可液化场地条件下的受力变形特征以及周围土体的动力反应。结果表明:可液化场地条件下,板桩码头的前墙变形与传统单锚式柔性挡墙不同,未出现明显的凸胀变形;地震作用过程中前墙承担的弯矩最大,最大弯矩位于海底泥面附近;码头结构对周围土体的地震反应有放大效应,临空面对土体地震动峰值加速度(PGA)影响范围随地震强度的增加有减小的趋势;墙后填土液化范围随地震动强度的增加逐渐扩大,在0.50 g情况下存在整体滑移的危险。

衡重式桩板挡墙上墙土压力模型试验研究

简要介绍了几何相似系数为7的衡重式桩板挡墙模型和多工况模型试验,着重分析了上墙在不同卸荷板尺寸和设置位置及有外荷载工况下对上墙土压力的分布问题。试验结果表明:①板埋深超过某一深度时,并不能有效改善上墙主动土压力的分布情况,反过来说明存在最佳埋深位置。②板宽对卸荷板上表面处的土压力影响较大,但对上墙土压力总体分布趋势没有影响。③填土荷载下,当卸荷板宽度和上墙高比值小于0.4时,上墙土压力接近于朗肯土压力分布;当宽高比大于1.3时,上墙土压力分布更接近于静止土压力。④工程设计时,上墙土压上墙土压力可按公式γh0 k 0+qka计算。

衡重式桩板挡墙受力特性模型试验研究

衡重式桩板挡墙是一种新型支挡结构。相比悬臂式桩板墙、桩锚结构等支护形式,其施工更方便,造价更低,且造型更美观。鉴于该结构的特殊性、复杂性及其构造上存在的多个可变因素,该结构的受力特性尚不明确。为此,基于相似理论,以衡重式桩板挡墙的一般形式为原型,通过多组几何比例7∶1的模型试验,研究了衡重式桩板挡墙结构的土压力分布模式。由试验结果得出:①卸荷板下土压力为零;②桩前抗力建议使用m法计算;③整体结构的受力模式与土压力计算模式。

20万吨级卸荷式板桩码头数值分析

京唐港#36泊位为20万吨级通用散货泊位,采用卸荷式板桩码头结构型式,这是世界上迄今为止设计最大的板桩码头。对于卸荷式深水板桩结构,原有的规范已不再适用,给结构设计带来了一定的困难。基于ABAQUS有限元平台,利用开发的土和结构相互作用软件,对该20万吨级板桩码头初步设计方案进行了三维数值模拟,研究了卸荷式板桩结构的卸荷机理和土与结构的相互作用规律,得到了码头结构的内力和变形等关键设计参数,揭示了码头前墙上的土压力随墙体变形的变化规律,为结构的设计和优化提供了技术支撑。

分离卸荷式板桩码头中地下连续墙的性状

针对分离卸荷式板桩码头中地下连续墙内力和变形情况复杂且无完善的计算理论的现状,利用原型观测技术获取某港区10万t级分离卸荷式板桩码头在港池浚深期及码头运营1a期内的监测数据,探究新型板桩码头结构中地下连续墙在各种工况下的工作性状。基于原型观测数据,推算分析地下连续墙和遮帘桩的水平位移,拉杆拉力,地下连续墙海、陆侧土压力及地下连续墙海、陆侧竖向钢筋应力,混凝土应变和弯矩。结果表明:分离卸荷式承台和遮帘桩能够起到卸荷作用,减小地基土层对地下连续墙的侧向压力;地下连续墙内力和水平位移较小,码头实际运行状态良好;码头进入满载期的地下连续墙弯矩绝对值最大,最大正负弯矩分别为891kN.m和-693kN.m(弯矩以墙体海侧受拉为正)。

衡重式桩板挡墙整体滑移稳定安全系数计算方法

采用基于简化Bishop条分法原理的土坡稳定性分析法,假定衡重式桩板挡墙的滑移模式为整体滑移,且整体滑移面为通过桩基底部的圆弧面,推导衡重式桩板挡墙整体滑移稳定安全系数的数值积分公式。使用Matlab软件编制程序,并采用高精度的Quadl积分函数进行积分,求解衡重式桩板挡墙整体滑移稳定安全系数,并以高达14.0m的边坡为例,对为其所做的支护结构-衡重式桩板挡墙进行整体滑移稳定系数计算。计算和监测结果均表明,在不考虑倾覆稳定性的情况下,衡重式桩板挡墙的稳定性非常好。该方法可用于衡重式桩板挡墙的整体稳定性验算。

20万吨级卸荷式板桩码头离心模型试验研究

中国板桩码头结构的设计和建设从2000年前的3.5万吨级到现今的20万吨级,有了长足的进步。新提出的一种20万吨级卸荷式板桩码头结构,考虑了刚性较大的T型地连墙方案和柔性较大的组合钢管桩前墙方案,与之相对应的卸荷承台群桩基础结构中分别设置2排和3排直立灌注桩。开展了大型土工离心模型试验,对这两种方案的卸荷式板桩码头结构性能进行了验证。结果发现,这两种方案都是可行的,前墙位移均在允许范围内,其中刚性较大的T型地连墙方案中,前墙锚着点位移较小,但墙身弯矩反应较大,拉杆力较小,承台群桩基础结构中灌注桩弯矩反应正常,而柔性较大的组合钢管桩方案中,前墙锚着点位移较大,但墙身弯矩反应较小,拉杆力较大,承台群桩结构中灌注桩弯矩反应较强。前墙和灌注桩弯矩反应强烈程度所呈现的此消彼长特性,揭示了卸荷式板桩码头中单锚式板桩结构部分和卸荷承台群桩基础结构部分之间的荷载分担工作机制。

分离卸荷式板桩码头中桩基-卸荷承台结构的卸荷机理研究

分离卸荷式板桩码头结构是在传统单锚式板桩码头结构的基础上通过前墙后方埋深的桩基卸荷承台结构承担部分荷载从而实现卸荷效应。为了研究该码头结构的卸荷机理,文章通过有限元数值模拟对分离卸荷式板桩码头结构在施工过程中的承载特性进行研究,并通过对比工程原型观测数据验证模型的正确性。在此基础上,通过对比单锚式、双排桩和分离卸荷式三种板桩码头结构在相同工况下的结构内力与变形以及应变能差异,分别探究桩基卸荷承台结构的双排桩和卸荷承台结构的卸荷效应及其组合后的影响。结果表明双排桩在水平方向通过自身抗弯能力与桩土间相互作用达到对前墙的遮帘作用,而卸荷承台在竖直方向形成土压力卸荷区减小前墙荷载,此外卸荷承台与双排桩之间能相互影响,增强系统的稳定性,提高桩基卸荷承台结构的承载能力与负荷比例,达到更好的卸荷效果。

基于ABAQUS的分离卸荷式板桩码头受力特性

针对分离卸荷式板桩码头结构的受力变形特性,利用ABAQUS软件进行有限元数值模拟,从卸荷承台与胸墙间距、桩基截面尺寸和桩基排数3个方面对分离卸荷式板桩码头的受力变形特性进行研究,结果表明,加大桩身截面横向尺寸对前墙和桩基的受力变形特性影响较小,适当减小卸荷承台与胸墙间距、选用双排桩结构等可以改善码头受力变形特性,为工程实际提供一定参考依据。

地震特性对新型分离卸荷式板桩码头动力响应的影响

采用有限元对地震荷载作用下的新型分离卸荷式板桩码头动力响应开展研究,分析不同强度、不同类型的地震作用对分离卸荷式板桩码头结构内力的影响。计算结果表明:在不同特性地震荷载作用下,前墙-拉杆-锚碇墙和前桩-后桩-卸荷平台均能分别形成相对独立结构体系,保持整体受荷承载。结构最大值内力出现的时刻与地震加速度时程峰值的时刻是不对应的。随着地震峰值加速度的增大,各码头结构的最大内力值都有不同比例的增大,其中前墙弯矩增幅最大,锚碇墙弯矩和拉杆拉力的增幅次之,前桩和后桩的弯矩增幅最小;当地震峰值加速度相等时,Kobe波作用下的各结构最大内力放大系数总是大于El-Centro波作用时的值,结构的动力响应不仅仅与地震时程峰值大小有关,还需充分考虑频谱特性及波能密度等地震荷载特性的影响。

分离卸荷式板桩码头土压力计算方法

分离卸荷式板桩码头在传统板桩码头后方增设桩基卸荷承台,从而有效地改善了前墙受力变形特性。针对分离卸荷式板桩码头的特点和土体的具体情况,利用极限平衡理论、微元分析法等建立分离卸荷式板桩码头前墙土压力、前排桩桩后土压力以及后排桩桩后土压力的计算公式。以某港区10万t级分离卸荷式板桩码头为例,建立有限元模型,将土压力公式结果与数值模拟结果进行对比分析。结果表明两者吻合度较高,提出的土压力计算公式可用,并可为类似工程设计和结构计算提供一定参考。

前板桩高桩码头结构形式的应用

提出一种适用于陆域狭窄、码头悬臂段大、地震液化条件下的前板桩高桩结构形式,主要结构特征为:前板桩选用钢管型组合钢板桩,其后结合PHC叉桩锚碇设高桩梁板结构,高桩结构后方设挡土板和减压棱体,钢板桩在极端低水位处设泄水孔;可液化的粉砂层地基土进行水下振冲密实处理。

分离卸荷式板桩码头工作性状的静力分析

分离卸荷式板桩码头,作为近年来一种新型码头结构形式,在保持传统板桩码头优势的同时,可适用于深水泊位。目前,对其工作性状和工作机理的理论研究还不够成熟。为进一步了解其工作性状,利用有限元软件ABAQUS对某分离卸荷式板桩码头进行有限元建模和静力分析,分析卸荷承台及群桩设置的作用及工作性状,为码头设计及优化提供相关依据。

衡重式桩板挡墙内力及变形计算方法

衡重式桩板挡墙是一种新型支挡结构,在深圳地区的多个边坡工程中已经得到成功的应用,由于卸荷板的存在,挡土结构的受力和变形性状相对传统的桩板挡墙更为复杂,设计计算方法落后于工程应用。对此,将衡重式桩板挡墙沿地面分为受荷段和嵌固段两部分来简化受力分析,提出结构内力及变形计算模型和方法,推导了结构内力及变形计算公式。结合工程实例计算,与有限元法对比验证了推导的内力及变形计算公式是合理可行的。

20万吨级深水板桩码头结构开发

为适应港口向大型化、深水化的方向发展,开发带肋板的20万吨级分离卸荷式板桩码头新结构。通过离心模型试验,分析20万吨级板桩码头新结构前墙与锚碇墙的水平位移和弯矩,并验证新结构的可靠性。研究成果将板桩码头建设水平从10万吨级提升到20万吨级。

卸荷式板桩码头数值仿真平台开发及有限元计算

为开展卸荷式板桩结构的数值仿真,基于ABAQUS平台对土体南水本构模型进行二次开发,并引入接触力学方法分析结构与土体之间的相互作用,建立卸荷式板桩码头数值仿真平台。利用该平台,对某卸荷式板桩码头的位移和内力进行有限元计算,验证数值仿真平台的可靠性,并分析卸荷式板桩码头的卸荷机理。

唐山港京唐港区30^#泊位码头结构设计

在30#泊位两端的码头结构已建成,且结构型式不同的前提下,对30#泊位的码头结构及起重设备基础结构进行设计,并对31#泊位已建连接段66 m进行结构改造设计。30#泊位建设对同一泊位采用不同结构型式及对老码头实施泊位浚深改造进行了大胆尝试,为特殊条件下码头泊位建设及老码头的浚深改造提供了成功经验。

基于离心试验的衡重式桩板挡墙受力特性研究

衡重式桩板挡墙是由桩板挡墙与衡重式挡墙发展而来的一种新型支挡结构,鉴于该结构的复杂性,受力特性尚不明确,为此设计了比例尺为1∶50的挡墙离心模型试验,分析了衡重式桩板挡墙的土压力分布模式、桩身受力特性。结果表明:(1)填料为全砂时上墙主动土压力按公式γhk aξ计算,建议正常使用状态下桩前抗力上部采用C法、下部采用m法计算。(2)填料上层为砂土、下层为粉土或饱和粉土时,挡墙主动土压力已不适合采用朗肯土压力理论计算,桩前抗力分布模式与模型试验一致,随深度呈抛物线分布,不适于采用m法或C法及朗肯被动土压力理论计算。(3)挡墙桩身弯矩在桩顶下某处出现反弯点,反弯点以上桩身左侧受拉,反弯点以下桩身右侧受拉,随着离心加速度的增加反弯点逐渐下移。

分离卸荷式板桩码头承载特性与结构优化设计分析

分离卸荷式板桩码头结构是一种新型板桩码头结构形式,其主要结构特点是在传统的单锚式板桩码头前墙后方安置一定埋深的桩基卸荷承台来达到对前墙的卸荷效应.以工程原型为参考,建立有限元数值模型,在控制桩墙单宽混凝土用量总和相同的条件下,以桩间距与桩刚度为参数建立数值模型组,以前墙与海陆侧桩的最大截面弯矩及其截面边缘应力为主要判断标准来评价结构参数变化对结构承载特性的影响.结果表明,在原型结构基础上,在维持桩墙单宽混凝土用量之和不变的条件下,适当增加桩间距和桩自身的刚度可使分离卸荷式板桩码头承载特性得到有效的优化,对工程实践有一定的参考价值.