内河架空直立式码头群桩重要性评价方法

内河架空直立式桩基数量多、受力条件复杂，为了实现对码头群桩的健康监测，确定不利诱因下桩基的易损伤位置，文章提出一种基于广义结构刚度的重要性评价方法。首先计算在船舶荷载，岸坡滑动推力以及不均匀堆载作用下架空直立式码头不同桩基的重要性系数。用重要性系数对传统层次分析法进行优化，用优化后的层次分析法将3种不同工况下的重要性系数进行组合。最后用色块图的形式直观地表现出来。可以得出桩基重要性系数较大的桩基主要分布在第1、4两排，其中A1、E1的重要性系数均达到了0.06,说明1、4两排桩基是码头桩基中的薄弱桩基。研究结果丰富了码头健康监测研究内容，为传感器的优化布置提供科学依据。     

大水位差架空直立式全直桩框架码头在水平撞击力作用下的破坏模式研究

针对内河大水位差架空直立式全直桩框架码头的结构型式,对多种水平集中荷载工况下的结构进行了推覆分析,得到了结构在不同工况下的水平极限承载力,并明确了对结构最不利的水平荷栽工况.同时对寸滩码头结构试验模型进行了最不利水平荷载工况作用下的破坏试验研究,通过数值计算结果与试验结果的对比分析,得到了结构构件的开裂荷栽以及水平极限承载力;明确了结构的破坏模式,弄清了结构的薄弱环节.     

内河架空直立式码头三维空间结构构件最不利荷载工况组合算法

根据荷载组合原则,在以往研究成果的基础上经改进得到了一种可用于寻求任意排架数量的内河架空直立式码头三维空间结构各构件的最不利荷载工况组合算法。该算法是基于码头三维模型分别在不同荷载工况作用下各构件的内力结果,通过MATLAB编程来实现对该结果的线性叠加计算,从而找到各构件的最不利荷载工况组合情况。该算法有效克服了在以往二维平面模型计算中对门机及堆货荷载工况数量的局限性,使得最终计算结果更趋于真实。并以重庆港果园码头二期工程项目中五排架模型为例,运用该算法将结构原本可能出现的158738112种荷载工况组合简化到了最不利的14种情况,极大减少了设计计算过程中的工作量,可为内河大水位差架空直立式码头结构的设计与研究提供一定的技术支撑。     

高桩梁板码头面板对结构内力的影响分析

依据有限元空间分析理论,选取某码头第一结构分段作为分析对象,建立空间模型,在假设的两种工况下分析面板对结构内力的影响。模拟结果表明,高桩梁板码头中码头面板宽度及面板与梁的连接关系是影响内力匀化效果的关键因素;码头面板宽度控制匀化荷载的效果,而厚度对匀化的作用不明显;控制外荷载是水平荷载还是竖向荷载是影响模型选取空间模型还是平面模型的重要条件。因此,在码头设计时,应充分考虑码头面板匀化水平荷载的作用,减小码头结构中关键构件的尺寸,节约成本。     

框架墩式码头结构受力性能有限元分析

针对内河框架墩式码头结构的受力特点,采用有限元法对其受力性能进行计算分析.桩、柱、联系梁、系靠船梁采用等截面梁单元、承台采用六面体实体单元按空间结构建模,按照设计高、中、低水位情况共计算了15种荷载工况组合.经综合分析,从中找出6种控制性荷载工况,并对控制工况下结构变形及各构件单元内力进行分析.研究表明,采用三维有限元法可以计算各种复杂工况下结构的内力及变形,计算结果还表明,高水水流力对框架墩式码头结构稳定性影响十分明显,系靠船梁内力远大于联系梁内力,在框架墩式码头结构设计中应引起足够重视.     

应变能法在框架码头传力途径中的应用

基于应变能的基本原理,建立框架码头三维有限元模型,计算结构在弹性工作状态下对应5种撞击力工况的应变能。结果表明:水平力沿码头横向的主要传力途径为直接受力构件→相邻横向构件→前排或后排桩基,沿码头纵向的主要传力途径为直接受力构件→离作用位置最近的纵向构件;撞击力作用在高水位时结构储存的应变能最大,因此建议在高水位工况下进行结构稳定性验算;码头结构外围的构件应变能较大,特别是前、后排桩基、靠江侧横向构件以及与后排桩基相连纵向构件,即力主要通过码头结构的外围构件进行传递,设计中应将上述构件作为控制构件进行设计。     

L型框架码头扭转耦联振型反应谱分析

L型框架码头平面布置不规则,质量、刚度不均匀、不对称,水平地震作用下应考虑扭转影响。采用SAP2000有限元分析软件,考虑沿建筑结构的两个主轴方向及与主轴斜交方向的水平地震作用,对内河某L型布置的框架码头进行扭转耦联的振型反应谱分析。通过数值计算求得L布置码头结构在地震作用下的内力反应和位移变形,对码头结构的动力承载性状做出了评价,找出结构薄弱位置,为该类工程的结构设计和方案优化提供参考依据。     

高桩码头加固改造工程计算方法对比分析

以江苏某高桩码头加固改造工程为例,分别建立平面和空间有限元模型,计算了不同荷载组合工况下改造后的码头内力情况。研究结果表明:(1)高桩码头加固改造工程按平面和空间两种计算方法在同一荷载组合情况下计算所得的桩基内力比较接近;(2)平面有限单元法将所有荷载简化后均作用在横向排架上,而空间有限元法则可根据荷载实际分布情况加载,两种计算方法对横梁内力计算结果差别较大。(3)根据平面和空间有限元计算方法的特点,对于比较重要和工程量较大的加固改造工程,建议用平面有限元法计算确定工程方案,用空间有限元法对主要构件进行内力分析与配筋。     

水平荷载作用下高桩码头叉桩扭角布置研究

以湛江某高桩码头标准结构段桩基布置为例,运用有限元软件ANSYS建立空间有限元模型,考虑4种水平荷载作用控制工况,对不同叉桩扭角布置方案码头桩基内力进行计算分析,讨论水平地震荷载及船舶荷载对叉桩扭角布置的影响.计算结果表明:结构横向水平位移与桩弯矩随扭角的增大而增大,结构纵向水平位移和桩弯矩随扭角的增大而减小;在纵向水平地震荷载组合工况下,码头结构位移及桩弯矩最大;综合考虑纵横向刚度的影响,本码头结构段叉桩扭角选用20°较为合理.     

内河框架式码头梁构件抗弯承载能力时变概率模型

港口码头梁构件的长期安全服役关乎整个码头结构的安全性,内河环境下由于混凝土碳化引起的钢筋锈蚀是导致码头梁构件强度退化的主要原因。位于长江上游的内河框架式码头常年处于相对湿度变化的服役环境且长期承受弯曲应力作用,将加剧码头梁构件的碳化进程,严重威胁码头整体结构的耐久性。依托长江上游某典型港口框架式码头结构,以综合考虑相对湿度变化和弯曲应力二者共同影响的混凝土碳化模型为基础,结合钢筋混凝土材料锈蚀钢筋截面积、锈蚀钢筋强度、受弯构件承载力时变模型,采用Monte Carlo随机模拟方法计算得到在设计使用年限50 a内码头梁构件抗弯承载能力时变概率分布。在此基础上经统计分析建立了内河框架式码头梁构件抗弯承载力时变概率模型,为内河港口码头结构的耐久性评估提供理论依据。     

三峡成库后直立式码头结构作用效应组合研究*

利用有限元分析软件ANSYS对三峡成库后位于长江上游变动回水区河段内一新型架空直立式码头工程进行建模.建立了考虑面板刚度的空间刚架系统的有限元模型,提取了有限元静力分析下各种荷载工况各构件的力学响应值,并利用科学计算软件MATLAB编程对数据进行组合运算,得出构件在荷载工况组合作用下各力学响应量的最不利组合值与对应组合类型.找出作为构件强度验算效应值的最大合成弯矩、最大合成剪力以及最大轴力,并通过比较分析确定出排架范围内几何尺寸相同构件中受力最不利的构件位置.     

内河架空直立式集装箱码头结构计算中的作用效应组合探讨

文章中采用单位力法对内河大水位差架空直立式集装箱码头可能出现的荷载工况进行了有限元计算，并采用MATLAB软件编程对计算结果进行分析组合，得到了计算结构各主要构件控制内力的最不利作用效应组合情况，提出了内河架空直立式集装箱码头结构计算的作用效应组合方法。     

内河大水位差框架码头结构施工过程三维仿真分析

针对目前内河大水位差框架码头结构在设计和计算时没有考虑结构在建造过程中的受力特性,建立三维有限元数学模型,对结构的施工过程进行可视化仿真分析,并与传统采用结构一次成型、一次加栽的计算模型进行比较.结果表明:这两种方法对结构的位移差异影响有随结构层数的增加而加大的趋势,而内力除底层前撑外,对其它构件影响不大.设计人员应当考虑施工过程对大水位差框架码头结构的影响.     

大水位差全直桩框架码头排架中的水平撞击力分配系数研究

针对大水位差全直桩框架码头多层系缆层以及相对于传统高桩码头存在纵横撑的两大特点，应用sap2000对结构多种水平撞击力工况进行了数值分析。通过计算各排架基底剪力与撞击力的比值，得到了各工况下排架的水平撞击力分配系数。分析结果表明：撞击力位置越低，荷载分配越集中，分配系数越大；纵撑增大了结构的纵向刚度，改变了荷载传递途径，有利于水平撞击力的均匀分配；同时，横撑有利于撞击力的横向传递，但不利于撞击力的纵向分配。     

撞击力对大水位差框架码头空间排架结构的影响

本文依托重庆港江津港区珞璜作业区改扩建工程,采用Midas空间有限元软件,对长江上游地区典型的大水位差框架直立式码头进行三维空间数值建模计算,假定其他各工况荷载不变,在不同撞击力作用位置工况下,通过汇总各空间排架的剪力值增量与撞击力的比值表示水平撞击力对各空间排架的影响系数,分析探讨了码头纵撑、横撑、桩径对各空间排架承受船舶撞击力作用的影响情况。     

首钢秘鲁圣尼古拉斯港码头改造工程码头核算

圣港码头需要进行装船机的更新和提高码头东侧泊位的停靠能力，考虑采用在现有码头结构承受能力上的装船机改造方案。文章从静力及动力两个方面对圣港码头结构在正常使用工况和地震工况下各构件的受力进行了初步分析，经过码头核算得出结论：通过对现有结构进行一些有针对性的补强修复工作，在严格控制临界作业标准的前提下，码头结构的整体是安全的。可以进行老码头的加固改造。     

轻型码头结构疲劳可靠性分析*

采用随机波浪谱和Miner线性疲劳累积损伤原理对轻型码头结构在波浪荷载和船舶撞击荷载共同作用下的疲劳可靠性进行研究。根据轻型码头结构变形大的特点,计算船舶撞击力时考虑了结构刚度对撞击力的影响,波浪荷载使用Morison方程计算,并以Airy波浪理论计算水质点速度。结果表明:波浪荷载和船舶撞击力对轻型码头结构的疲劳寿命均产生一定的影响,在进行疲劳可靠性分析时应考虑两种荷载的共同作用。     

某高桩码头结构行车移动荷载分析

为了研究码头结构在上部刚架行车移动荷载作用下的结构安全性,针对某钢-混凝土混合刚架式高桩码头结构,建立桩基、周围土层、码头平台结构和上部刚架整体三维数值模型,并利用ANSYS有限元软件进行数值模拟.结果表明:码头结构最危险工况为南、北两侧行车同时移动到刚架水侧悬臂端并考虑大车刹车荷载;结构位移、应力及内力对南、北两侧大车同步同向运动工况敏感性较强;桩基轴力均为受压状态,岸侧E排桩体不存在上拔情况.这些认识可为同类高桩码头移动荷载分析和设计提供参考.     

考虑荷载作用下抗力时变特性的沿海钢筋混凝土结构可靠度分析

针对海洋环境下钢筋混凝土结构破坏影响因素复杂的特点,建立了荷载作用下的氯离子侵蚀模型和钢筋锈蚀率模型;将钢筋混凝土构件的抗力和作用荷载均视为随机过程,并离散为设计基准期内服从某种分布的随机变量,通过改进的一次二阶矩法计算结构的可靠度指标,建立了荷载作用下考虑构件抗力时变特性的海洋环境下钢筋混凝土结构可靠度分析方法。通过高桩码头的算例说明了该方法的可行性,研究了荷载作用对结构耐久性和承载力寿命的影响。     

旧高桩码头基桩承载力的计算与测试

首先采用ANSYS软件对某高桩码头的原构件及基桩承载力进行有限元分析;然后模拟试验预定的加载步骤分多次施加荷载,获得了相应荷载作用下码头试验段各构件的内力及群桩中的单桩承载力;最后在码头结构上进行加载试验,测出相应的内力及单桩承载力,并与计算结果进行了比较,结果表明,采用计算与测试相结合的方法能较准确地评估码头各构件及群桩的承载能力。