高桩码头系缆墩和钢联桥一体化结构创新设计

针对由装卸平台、系缆墩、钢联桥组成的一字形布置高桩墩式码头,常规的设计思路考虑三者独立受力,弱化各结构之间的传力效应。从三者协同受力的角度出发,提出一种适应于特定布置形式的系缆墩和钢联桥一体化结构设计方案,结合工程案例介绍该结构的形式和受力分析方法,并从受力和造价方面与传统的高桩墩台方案进行比较。结果表明:在满足使用功能的前提下,一体化方案有利于发挥结构的整体受力优势,减少系缆墩和钢联桥的工程量,降低工程造价。

考虑参数空间变异性的高桩码头-岸坡体系可靠性分析

为进一步发展高桩码头-岸坡体系结构可靠性分析方法,基于KL-Copula互相关随机场模拟方法,综合考虑了岸坡土体参数空间变异性与其相关结构及大小的影响,提出一种岸坡-高桩码头体系互相关随机场模拟与可靠性求解数值实施流程,并基于PLAXIS计算程序平台,编写了高桩码头-岸坡体系互相关随机场模拟与可靠性分析外挂求解程序KLCPRP。在此基础上,进一步结合非侵入式随机分析方法进行相关算例分析,探讨不同岸坡强度参数Copula函数结构对互相关随机场模拟和高桩码头结构可靠性求解的影响规律。计算分析结果表明:不同Copula函数结构所对应模拟样本的线性相关系数、秩相关系数均存在一定差异性;对于有限实验数据情况,Gaussian Copula函数结构会导致随机场计算结果偏于保守;所提出的KL-Copula模拟随机场数值实施流程及对应外挂求解程序KLCPRP具有良好的精度和有效性,可为高桩码头-岸坡相互作用体系的相关工程设计及安全评价提供理论参考。

岸坡淤积对高桩码头结构受力的影响及清淤防治措施

利用有限元方法分析了岸坡淤积对高桩码头结构受力的影响,提出了码头下方局部清淤联合码头后方开挖以减小淤积影响的防治措施。通过构建高桩码头排架结构的实体单元模型,探讨了岸坡淤积和使用荷载的耦合作用对码头结构内力及水平位移的影响;通过比较岸坡淤积过程中的桩基受力及变形,揭示了桩基损伤机理,即岸坡淤积使桩土相互作用面积增大,桩基受到的附加淤积土压力作用增大,导致受横梁约束桩基的桩顶弯矩增大。岸坡淤积对码头结构存在显著影响,随着淤积高度的增加,桩基的内力及水平位移、横梁的水平位移显著增大;码头岸坡淤积、码头后方超淤及船舶撞击力的联合作用,对淤积岸坡的坡顶处和后侧的向岸斜桩的内力影响最大,桩基最易受损;对码头下方的淤积坡肩进行局部清淤,联合在码头后方挖槽的清淤措施,可有效降低危险桩基的桩顶弯矩,减小淤积对码头结构的影响。

坦桑尼亚坦噶港老码头改造关键技术

坦桑尼亚坦噶港老码头改造工程面临深厚泥炭质土软基、改造空间受限以及老码头严重破损等不利条件。采用适用于深厚泥炭质土软基的后板桩接岸式高桩码头结构,采用高压旋喷桩对码头岸坡进行加固,确保码头结构的安全性;采用Plaxis 3D有限元数值分析方法对水泥土桩的内部和外部稳定性进行复核;针对高有机质土中的高压旋喷桩的成桩质量难控的问题,采用降低浆液压力、采用复喷工艺、降低浆液水灰比、外掺石膏等措施提升了旋喷桩的成桩质量。

深厚泥炭质土软基条件下的老码头改扩建

泥炭质土因其有机质含量高、含水量高、压缩性高、强度低、固结慢等特点,加固处理难度较大,严重危害工程安全。依托某境外老板桩码头改造项目,针对其存在深厚泥炭质土软基、堆场面积狭小、老码头结构破损严重、改造空间受限、边改造边运营等突出特点,拟定多种改扩建平面和结构方案。从码头运营、结构可靠性、经济性和施工难度等方面分析各方案优缺点,最终提出适应深厚泥炭质土软基条件下老码头改扩建工程的推荐方案,并分析了施工过程中关键技术难点及注意事项,可为类似工程提供借鉴。

高桩梁板码头系船柱下方空间穿管结构设计

为提高高桩梁板码头下方空间的利用率,并使管线敷设更为有序化和集约化,结合工程案例,提出了在系船柱结构基础内穿管的设计理念,有效缩短了管线路径、减少了转弯接头。对比预留孔和预埋套管2种敷设方式,从结构受力、耐久性、施工期安装和使用期检测等多方面综合考虑,提出了推荐方案。通过Midas Civil三维软件单元建模,对系船柱扩大段等各节点进行复核计算分析,并在施工完成后,对系船柱进行原位加荷测试试验,双向验证系船柱基础下方开孔对码头结构的整体稳定性影响较小,码头结构安全可靠。

综合保障码头管沟结构设计

针对综合码头管线品种和数量增多,管线敷设难度增大的问题,提出一种新型的管沟结构设计,能方便多管线的敷设和维护,满足管线布置及人员通行要求。通过在传统上横梁前沿和后沿局部开设孔洞,搁置管沟纵梁,形成一个贯穿于码头面以下的空间体系,释放高桩梁板码头双层使用功能。采用Midas Civil计算软件三维实体单元建模,对内力进行计算和分析,结果表明:横梁结构内力满足规范要求;并将码头结构水平横向分配系数与规范分配系数进行比对,数据基本一致,确保了排架水平力横向分配的安全性和合理性。该结构设计可为同类型码头提供借鉴与参考。

精轧螺纹吊底平台在大体积高桩墩台中的应用与创新

从工程实际出发,对墩台施工水上作业平台工艺进行对比分析,介绍精轧螺纹吊底平台的工艺特点、原理、流程及操作要点。结合全直桩基墩台结构特点,对桩基与上部结构连接方式的设计进行创新,在钢管桩外侧设置4块扇形钢板,并围焊成环形,与精轧螺纹吊底平台共同形成一种新型组合支承结构,提高吊底和底模的周转率,加快工程进度,确保大体积高桩墩台施工的安全和质量,经济和技术效益明显。可为类似墩台施工、钢管桩与上部结构连接方式设计提供参考。

基于阳极梯传感器的高桩码头耐久性监测研究

为了获取沿海高桩码头结构的耐久性能参数,基于阳极梯传感器在天津港一新建高桩码头设计部署了结构耐久性监测(SDM)系统,用于钢筋混凝土结构的耐久性监测。通过监测数据分析可知,阳极之间的电阻随环境温度的升高而降低,随环境温度的降低而升高;阳极梯传感器会受到温度和湿度的共同影响,导致传感器的某些阳极相对于阴极的电流出现异常,导致误判钢筋脱钝的情况。因此,需要结合电流、电压、电阻、温度等监测数据综合确定阳极的极化状态,不能简单地仅靠电流值来确定。

装配式双桩桩帽节点受力有限元分析

在约束条件及受力特性上,装配式双桩桩帽与桩基的连接特点与传统现浇桩帽不同。采用有限元数值分析方法,通过对比装配式双桩桩帽节点与传统现浇双桩桩帽节点,分析二者在结构内力、混凝土应力、结构变形、传力分配等方面的差异,总结出一般规律。结果表明:桩基与装配式双桩桩帽之间的连接可视为固接连接;装配式双桩桩帽节点内的混凝土一般不会先于桩基本身发生破坏;装配式双桩桩帽节点内桩身本体以上弯矩大于传统现浇桩帽节点方案,应进行桩顶以上部分的抗弯计算。

一体式预制桩帽构件在装配式高桩码头中的应用

介绍了一种一体式预制桩帽的特点及设计方法,通过理论分析、数值模拟对桩帽结构、连接方式等进行研究。结果表明,为便于一体式预制桩帽的安装,码头一般采用全直桩,可通过桩内混凝土灌心提高整体侧向刚度。桩帽的结构设计可参照现行码头结构设计规范进行。桩帽与钢桩采用承插灌浆连接,灌浆料可采用超高性能混凝土,灌浆长度可按握裹力计算,计算方法可参考国外相关规范。对于轴力较大的情况,可在灌浆区域设置剪力键以增加黏结力。

装配式模块化高桩码头设计方法

针对装配式高桩码头结构设计理念与码头施工船机设备大型化发展趋势不一致的问题,本文梳理装配式高桩码头结构研究现状,提出了装配式模块化高桩码头设计方法,从设计原则、结构形式、计算方法、构造措施及耐久性设计等5个方面,详细论述装配式模块化高桩码头的设计过程,以及设计中的关键因素。针对具体结构形式提出了节点连接需要验算的位置和内容,以及构件在吊运过程中动力系数的取值。研究成果为装配式高桩码头设计提供了新思路,可为类似工程设计提供借鉴。

全装配式高桩码头结构创新设计

针对传统高桩梁板码头预制构件数量多、运输量大,施工现场模板、焊接工程众多、施工空窗期少的设计短板,以连云港港某液体散货泊位为例,采用一种标准化、大构件、少节点的全装配式码头结构形式。考虑施工期安装工况,桩基采用三点支撑布置形式,上部结构根据功能分解为3个标准模块化预制构件,即预制横梁及前后预制π形板。通过桩基与预制横梁以直代弯新型钢结构桩芯、预制横梁与预制π形板钢筋套筒连接等关键节点连接技术,实现全装配式码头结构设计,同步配备附属设施、监测方案等成套设计技术,为全装配式码头在各类功能泊位中的推广应用提供借鉴。

软土—岩石地质条件下窄桩台高桩码头接岸结构的优化设计

海外某新建集装箱码头工程具有码头宽度窄,岩面起伏大,上覆软土层厚的特点。原设计接岸结构采用了置换砂桩或碎石桩的软土加固方案,需要大型专用施工船施工,施工效率低,成本高,需要进行设计优化。通过对几种可行的设计备选方案进行分析比选,确定了排水板(堆载预压)+连排灌注桩作为接岸优化方案。计算结果显示,灌注桩内力和整体稳定满足使用要求,优化方案的经济指标相比原方案下降了20%左右。与原方案相比,优化方案在减小施工难度和经济性方面均具有优势,可供类似条件下的高桩码头接岸结构设计提供参考。

装配式高桩码头插槽式横梁安装工艺

插槽式横梁为一种内置空腔的新型结构,在安装时不同于高桩码头纵梁等上部预制构件,其无下部构件作为支撑面,且需要将桩基套入构件内置空腔内,施工未有先例,安装难度大。针对插槽式构件的安装工艺,开发了构件安装操作平台、集成精确定位装置等,并研究不同形式起重船的安装方法。通过国内首个全装配式高桩码头上实践应用,取得良好的效果,可为类似工程提供参考。

全装配式高桩码头钢质靠船构件设计要点

通过调查研究目前码头采用的混凝土靠船构件应用和施工过程中存在的问题,针对全装配式高桩码头结构的设计需求,将混凝土靠船构件与前沿护舷功能合并,提出一种新型密闭式钢质靠船构件及相应的耐久性措施和结构健康监测方案。该结构由面板、背板和纵横筋板组成并采用密封结构,直接通过预埋螺栓安装于码头前沿,克服了靠船构件安装施工难点,有利于工程施工安全,提高施工效率。

装配式高桩码头BIM技术应用

装配式高桩码头是国内外海港、河港中运用最为广泛的码头结构形式之一。由于存在预制和现浇部分相互搭接施工,施工管理难度大幅提升,本研究就针对高桩板梁式码头在装配过程中存在的工序搭接不畅、构件难寻、复杂节点配筋难等导致工期延误的重点问题,提出基于BIM技术的精细化调配管理方案。通过施工进度模拟,对整体工期进行优化;通过给构件贴标签扫码和实时回传安装信息的物联网技术,优化现场安装;通过对复杂节点配筋进行三维配筋作业指导,提高施工作业效率,减少差错。

某高桩码头桩基受力有限元分析及结构损伤研究

为研究高桩码头桩基受力及结构损伤,对某高桩码头3类典型断面进行有限元数值模拟,并对基桩进行承载力计算分析;之后,将数值模拟结果与现场桩基结构损伤检测结果作比较,二者吻合较好,从而验证了理论分析的正确性,并最终给出受损部位的加固措施。根据基桩承载力有限元分析及实测结果,可以断定基桩顶部（距桩帽下方1-2m）为最易受损部位;对于码头3种断面类型,应尽量避免使用断面1、断面2的形式,原因是这2类断面的水平承载力太小,极易受水平力作用而在使用过程中发生损坏;提出2种加固基桩受损部位的措施,增大桩帽截面法和钢抱箍法,但在具体修复时,应根据实际情况在考虑时间因素、经济效益的前提下,认真总结比较这2种措施的优缺点,灵活选用修复措施,对桩基受损部位进行妥善处理。

高桩梁板码头结构设计中的空间有限元分析

选取湛江某高桩码头结构段为工程实例,利用通用有限元软件ANSYS对高桩梁板式码头进行空间有限元分析。为了能较真实模拟码头结构的受力状态,研究和建立了多种不同的有限元模型,在相同使用荷载组合作用下,通过多种不同模型的计算结果对比分析,找出不同计算模型作用效应的差异和受到的影响,提出较为合理的空间数值计算模型和若干建议,以供梁板高桩码头设计者参考。

土体蠕变作用下高桩码头变形分析方法研究

高桩码头使用过程中,土体的弹塑性变形与蠕变变形会引起较大的结构位移,进而影响结构的使用安全。文章采用修正Drucker-Prager/Cap模型和Singh-Mitchell模型模拟土体本构关系,结合三维精细有限元理论,提出了一种分析土体变形对高桩码头结构影响的数值分析方法,并将其应用于天津港高桩码头的分析计算。结果表明,该方法可以较好地反映土体弹塑性变形与蠕变变形对结构的影响,将为土体变形对高桩码头的影响研究提供一条可行的途径。