高边墩预应力钢筋混凝土坞式闸室三维数值仿真分析

为分析研究高边墩预应力钢筋混凝土坞式闸室结构的受力性能和计算方法,以安徽省颍上船闸工程为例,采用三维空间有限元模型,模拟墙后回填施工过程,计算作用于闸墙后的土压力荷载。由此进一步分析结构的变形和应力分布。对比分析有限元计算结果与实测值可以得出,计算值与实测值接近且趋势吻合。研究表明,当合理考虑土体和闸室的相互作用,并精确模拟回填施工过程,通过三维空间有限元可有效分析预应力闸室结构的受力性能。     

施工期地连墙整体模型优化

通过对在建泰州引江河高港枢纽二线船闸工程的研究分析,基于ABAQUS平台建立了适用于船闸闸室的地连墙整体有限元模型,模拟施工期不同阶段拉锚体系的受力变形。计算结果与现场实测结果的对比表明,建立的整体模型能够准确地预测施工期不同阶段地连墙和锚碇桩的变位情况以及拉杆的内力变化。同时,基于该整体模型重点探讨了地连墙板桩结构的拉杆布置、闸室土体开挖和墙后填土方案等对板桩结构体系的影响。研究结果表明：闸室土体开挖对板桩墙内力和变形影响最大;拉杆数量及拉杆高程都应该合理布置,以避免地连墙的拉应力过大;先开挖闸室内土体再回填板桩墙后土体的施工方式更利于拉锚体系的整体受力和变形。     

霍尔锚的强度和疲劳特性研究

霍尔锚是无杆锚的典型代表,广泛使用在中小型船舶上,其强度和疲劳特性的高低直接关系到船舶的安全.以C型60 kg霍尔锚为例,通过建立该锚的受力分配模型,结合有限元分析对其进行静力学、疲劳分析.结果表明:霍尔锚的结构强度、刚度、寿命均满足规范GB/T 548-1996中锚的拉力试验的要求.     

黏弹性人工边界在坞式闸室结构动力计算中的应用

应用ANSYS通用有限元软件编制黏弹性人工边界的计算程序,通过算例验证该计算方法的可行性。建立基于黏弹性人工边界的坞式闸室结构的动力计算模型,对坞式闸室结构进行固定边界和黏弹性边界下不同边界范围的动力计算分析。计算结果表明:与固定边界相比,黏弹性人工边界有更高的可靠性。在地震动力作用下,闸墙顶部的动力加速度响应最为明显,在闸墙底部拉应力响应最大;闸室底板下部受拉,最大拉应力值大于闸墙的最大应力;地基深度范围取值在2~3倍以上结构底宽时,结构响应已趋于稳定。     

利用预应力土锚加固前倾的闸室墙

根据谏壁一线船闸西侧闸室墙发生前倾的原位测量和检查资料，在对该段闸室墙前倾的原因进行分析的基础上，采用预应力土锚方案进行加固，经使用验证达到了预期的效果。     

船坞接长工程锚拉结构施工技术

在船坞改造工程中,为有效提高坞墙锚拉结构施工速度,避免或减少船坞接长施工对原船坞的影响,满足原船坞连续生产需要,改进了锚碇板桩桩顶结构,将锚入锚碇墙的主筋直接外露,免除桩顶混凝土凿除工序,缩短了施工周期;制作了适应锚碇板桩桩顶主筋外露的沉桩桩帽,并采取有效措施保证了桩顶完整性;使用了一种锚拉杆中间张拉连接装置,优化了施工工序,增加了施工作业面,提高了施工组织效率。为船坞坞墙锚碇体系相关施提供一定的参考。     

非杆件大体积混凝土结构内力及配筋计算合理性分析

针对非杆件大体积混凝土结构设计领域,以柳江红花水利枢纽复线船闸混合式闸室边墩墙为例,对传统手算法、有限元法关于内力及配筋计算进行对比分析。结果表明,有限元应力积分法求弯矩适用于传统杆件结构,闸室边墩墙作为非杆件体系大体积混凝土结构,截面高度大,受压区范围占比大,中性轴偏向受拉区,按应力积分法求弯矩,弯矩值偏大;传统手算法与有限元应力积分法计算内力,按矩形截面偏心受压构件正截面受压承载力进行配筋计算,所需受拉钢筋量多,不经济;有限元弹性应力图形法分析受拉区混凝土拉应力,产生的拉力完全由受拉钢筋承担,按非杆件体系钢筋混凝土结构配筋计算原则,实际配置受拉钢筋量合理、经济。     

格形地连墙结构的设计与施工方案探讨

格形地连墙结构的闸室墙的验算可行,能够满足缩短工期和节约征地拆迁费用的要求,该结构可作为闸室墙设计的一个参考形式。     

板桩结构非线性有限元分析

采用有限元法对板桩结构受力特点进行了分析,结果表明,前墙入土深度和抗弯刚度对板桩结构受力特性有显著影响。入土深度一定时,前墙位移、陆侧弯矩、锚碇墙陆侧弯矩和拉杆拉力均随前墙抗弯刚度的增加而减小,前墙海侧弯矩随之增加;前墙抗弯刚度一定时,前墙陆侧弯矩、拉杆拉力随入土深度增加而减小,入土深度大于某值后,对各项影响较小。     

绞吸挖泥船横移锚位对横摆速度及横移拉力的影响

针对绞吸挖泥船横移锚位对横摆速度、横移拉力的影响，推导出横摆速度关系式、横移拉力关系式，建立关于锚位坐标的分析计算模型。结合国内重型绞吸挖泥船“天鲲号”的主要尺寸及角度参数，分别计算在不同摆宽和下开锚工况条件下，绞刀横摆的线速度与横移绞车收缆速度比值关系、横摆阻力与钢丝缆拉力比值关系，分析不同摆宽锚位对横摆速度及横移拉力的影响。结果表明，尽可能下开锚施工；在摆宽较大时，适当提高倒锚频率；根据工况条件适当减小摆宽。     

单锚式钢板桩结构锚固位置影响分析

单锚式钢板桩结构锚固位置的变化对结构的体系性能有着显著影响,但目前设计及研究中对这一问题重视不够。首先采用自由支承法确定单锚式钢板桩结构体系设计方案;然后基于上述设计方案的有限元模型,同时考虑桩身及土体变形特性,研究锚固点位置对板桩弯矩、锚杆轴力及结构位移的影响规律。结果表明,锚固点位于钢板桩顶部以下0.25~0.3倍开挖深度时,钢板桩的最大水平位移和桩后土体的最大沉降达到最小值;随着锚固点位置由桩顶向下移动,锚杆的轴力逐渐增加,而板桩的最大弯矩逐渐减小。同时,与有限元结果相比,采用自由支承法所得到的结构体系的板桩弯矩偏大,有利于板桩的安全性,而锚杆的轴力偏小,可能导致锚杆的失效。     

两鼓一板橡胶护舷防冲板的有限元分析

应用ADINA有限元分析软件,对鼓型橡胶护舷防冲板的应力分布及变形趋势进行分析研究。通过模拟靠泊时经常出现的3种工况,得到了防冲板的受力结果有效应力图和变形图。并与传统计算方法相比较,为码头橡胶护舷防冲板的结构设计及优化提供了较可靠的参考依据。     

等壁厚钢管桩横向焊缝应力集中系数的数值模拟

大型海洋工程结构多常用钢管桩,在钢管桩的制作和安装过程中通常会产生环向对接焊缝,由管节偏位引起的环向焊缝应力集中现象是焊缝疲劳热点应力评估和焊缝疲劳安全分析的重要影响因素.通过实用近似分析方法,研究在轴向拉力和平面内弯矩单独作用下等壁厚对接焊缝应力集中间题,得出等壁厚拉弯构件对接焊缝应力集中系数的近似计算公式;根据对钢...     

U形预应力工艺在整体式闸室中的应用

应用ANSYS有限元软件,建立U形预应力整体式闸室结构的三维模型,对整体式闸室结构在不同工况下的应力、变形情况进行模拟计算,计算结果表明将U形预应力工艺应用于整体式闸室结构中是可行的,可以较好地解决采用普通钢筋混凝土设计整体式闸室结构时存在的截面尺寸大、配筋量大及裂缝开展宽度不易满足的问题,从而为设计整体式闸室结构提供参考.     

大型并列船坞岸壁结构变形时空效应分析及控制

依托长兴一期造船基地某大型干船坞工程,基于船坞基坑工程的设计特点和施工经验,建立三维有限元整体模型,对超大面积船坞工程时空效应和变形特性进行有限元分析。提出施工中预留部分土体和坞墩对坞墙钢板桩形成约束后开挖预留土体的两项措施,可对坞室基坑开挖时的变形加以控制。     

加筋土挡墙结构特性分析

根据加筋土挡墙的结构特点，采用非线性有限元法并结合现场试验对其结构特性进行研究。研究内容包括加筋土挡墙的应力分布、筋带拉力分布、地基应力分布和墙面侧向位移。研究表明，加筋土挡墙的结构特性明显不同于一般重力式挡墙，并据此对其设计和施工提出一些建议。     

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。     

桩-土-承台相互作用的有限元简化模型

针对低桩承台结构计算中往往只考虑桩土作用,忽视承台与土相互作用的问题,通过工程实例,建立考虑桩-土-承台相互作用的低桩承台有限元简化模型,分析桩间土的承载作用对承台和桩内力的影响。结果表明:在简化模型中考虑桩间土的承载作用后,承台弯矩和桩基轴力可减少35%～40%;桩身弯矩和剪力主要受水平力和土体m值影响;桩基轴力随地基土基床系数的增大而逐渐减小,但减幅逐渐趋缓。     

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。