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。     

大型LNG预应力混凝土储罐的力学分析

重点介绍LNG混凝土全容罐的主要结构型式、储罐设计中应考虑的静力荷载及其计算方法,并以某大型低温LNG预应力混凝土储罐工程为例.采用ANSYS有限元软件分析储罐的静力荷载,计算各静力荷载及其组合下的储罐内力和变形.模拟计算结果显示,距罐壁底端约4.0 m处的内力和变形较大;由于罐顶对罐壁推力的作用,在罐壁和罐顶连接处内力和变形较大.设计中这些部位要采取增强截面刚度的措施,以减少内力.     

土基上坞式闸首底板受力分析

结合3个船闸工程,利用有限元软件ADINA对土基上不同墙高的闸首底板内力及变形进行分析,总结了不同墙高下的闸首底板内力及变形规律,供类似船闸工程在计算和设计时参考.     

三维有限单元法在大型船闸闸首设计中的应用

合理确定闸首结构的内力是保证船闸结构系统稳定和安全的关键,也是闸首混凝土配筋设计的重要依据。使用ABAQUS有限元分析软件,建立某大型船闸下闸首三维有限元计算模型,分析了不同工况下闸首的应力分布规律及变形特点。编制了由应力反求内力的计算程序,得到各控制点的内力分布情况,并与规范算法结果进行对比,结果表明:规范算法偏于安全,有限单元法充分考虑了位移的协调和结构变形的整体性,计算出的内力更加符合大型船闸闸首实际受力情况。     

港口工程中防撞桩的优化设计

以高桩码头端部防撞桩结构为研究对象,建立空间有限元模型,采用"m"法对不同撞击位置、方向下防撞桩结构的变形和内力进行分析,对比分析了3种桩基布置型式的防撞桩结构变形和受力特性。计算结果表明:单排直线型布置除桩轴力外,变形及内力均明显大于双排三角型布置和矩型布置;双排三角型布置和矩型布置变形和内力相当,防撞机理相似;单排直线型布置单桩变形及内力较大,选用桩的尺寸大,数量、种类少,防撞设施所占水域面积小,且工程量小。港口工程防撞桩设计中,在具备大尺度桩生产、施工的条件下,单排直线型布置更经济合理。     

单锚地下连续墙板桩码头的3维有限元数值模拟

随着有限元技术的发展和计算机性能的不断提高,越来越多的重大工程开始引进有限元软件进行内力分析和变形计算,但是港口码头工程因其自身的特性,例如土方工程量大,土层性质不均匀,桩、土或挡墙与土接触面等都表现出很大的非线形特点,这些原因限制了很多结构工程计算软件在港口方面的应用,但是随着港口建设现代化进程的不断发展,采用有限元来进行港口设计的趋势已经形成,本论文结合工程实际,合理建模并科学划分有限元网格,采用一种新的单元形式来模拟连续墙和土之间的相互作用,同时考虑土本身的非线性问题,借助有限元软件,对单锚地下连续墙码头作了比较详细的内力和变形分析,同时得出了一些供工程参考的结论。     

预应力混凝土连续梁桥施工控制技术

探讨了连续梁桥悬臂浇筑施工控制理论,对连续梁桥施工控制的内容、方法进行了系统的阐述,并基于工程实例的施工真实状况建立了有限元计算模型,具体分析了各个施工阶段的内力和变形,成功的进行了挠度控制和内力控制。     

桩基-重力式复合结构码头的有限元分析

通过大型有限元计算软件ANSYS,对荷载作用下的某桩基-重力式复合结构码头内力进行三维空间有限元分析。选择两种不同地基模型来模拟沉箱与地基的相互作用,结果表明,文克勒地基模型与半无限空间地基模型,除沉箱地板内力有一定差别外,码头结构其它部位内力基本相同,且两种模型中桩基与底部沉箱的连接处的节点应力较大,设计时有必要对此处进行加强。     

连续梁桥施工控制及施工内力分析

以莲花岗大桥为工程背景,对大跨度连续梁桥悬臂浇筑施工控制方法进行了系统的阐述,并基于施工真实状况建立了有限元计算模型,具体分析了该桥各个施工阶段的内力和变形,为施工过程提供了控制依据。     

水平荷载作用下两种桩土模拟算法对高桩码头横向排架的影响

以某码头工程为例,横向排架按柔性桩台考虑,将实际结构图简化得到其计算简图;基于m法和假想嵌固点法,分别采用弹性嵌固和固端约束模拟桩土相互作用,利用ANSYS建立2种有限元模型计算水平力作用下横向排架的内力和变形;采用SPSS对计算结果进行数据统计分析。结果显示:当显著水平α取0.05时,采用m法和假想嵌固点法计算桩土相互作用对水平力作用下横向排架的内力和变形的影响无显著差异。     

大型沉井浮运阻力研究

利用计算流体软件FLUENT对大型圆形铜沉井浮运时受到的水阻力进行数值计算，得到了不同流速不同吃水工况下沉井外壁和沉井总体的水流力；并将FLUENT计算结果与经验公式估算结果比较分析，验证了经验公式中只规定外壁为挡水面积是不合理的。在实际浮运中沉井内壁也受到了较大的水流力，并且不可忽略。依据FLUENT数值结果对经验公式进行修正，修正后的公式考虑了内壁受到的水流力，可更准确地估算大型圆形沉井浮运时的水流力。此修正经验公式可为工程实际提供参考。     

金华江重力式码头三维数值模拟分析

结合金华江航道特性和现存重力式码头结构建立三维模型,通过对桩基承载特性进行研究,分析结构的稳定性。计算不同荷载状况下桩基的位移曲线和码头面板的位移曲线,分析撞击力和系缆力分别作用时对码头结构的整体受力变形的影响。     

整体温差作用下高桩码头基桩内力计算方法

为研究高桩码头完建后整体温差对基桩内力的影响,结合工程实例,建立三维有限元模型,对上部平台温变规律进行分析,认为斜桩、直桩对上部平台温变约束作用均可忽略不计,平台处于自由温变状态,存在水平位移为零的温变发散中心。基于刚性平台自由温变规律,提出了考虑斜桩码头平动扭转的三维算法,三维算法的桩顶位移、内力与有限元结果接近。对于全直桩或近似对称的斜桩码头,还可简化为平动的二维算法。并给出了直桩、斜桩内力的估算简式,由估算式可知,位于发散同心圆上的直桩内力大于斜桩内力,桩顶轴力、弯矩与桩径2次、4次方成正比,桩径对温差内力的影响显著。     

长方体形囊式空气弹簧刚度特性

空气弹簧是一种具有可调非线性静、动态刚度及阻尼特性的隔振元件，它利用空气压缩的非线性恢复力和阻尼力来隔离振动和冲击。空气弹簧的刚度是随其变形量而变化的，因而由它组成的系统其固有频率与振幅有关。空气弹簧还具有自动避开共振，从而抑制共振振幅的特性。本文对长方体橡胶－帘布囊式空气弹簧进行了研究，从理论和试验两方面，对其垂向及横向刚度特性进行了探讨。假设空气弹簧的垂向刚度仅取决于内部气压，从工程热力学的气体多变方程出发推导了空气弹簧的垂向刚度。利用线性薄膜理论推导了长方体形囊式空气弹簧的有效承压面积。采用弹性力学的方法，解决了其由帘线交织而成的橡胶囊膜断面的横向切变形问题，推导了横向刚度。并对空气弹簧进行了试验研究。     

6750箱集装箱船非线性波激振动和颤振响应分析

本文采用三维时域非线性水弹性方法分析了一艘6750箱集装箱船的水弹性响应以及运动和垂向弯矩特征。通过考虑入射波力、静水恢复力、砰击效应的非线性,研究了在恶劣海况下船体的非线性运动和垂向弯矩响应,同时分析了波激振动及颤振对垂向弯矩的影响。数值计算结果表明:(1)非线性入射波力对运动的影响较小,但是对垂向弯矩的影响较大,使得其有明显的倍频成分,同时中垂弯矩显著大于中拱弯矩。另外,非线性入射波力也引起了明显的非线性波激振动;(2)非线性静水恢复力对运动和载荷的影响均较大,但是没有引起明显的非线性响应。非线性计算的垂荡响应小于线性结果,而纵摇和垂向弯矩响应大于线性结果;(3)砰击效应对运动的影响较小,但对垂向弯矩的影响较大,砰击效应引起了显著的船体弹性高频振动,增大了载荷幅值,但是其引起的合成中垂和中拱幅值相差不大;(4)非线性水动力的作用主要引起垂向弯矩的倍频响应,包括倍频可能引起的二节点垂向弯矩弹性共振,而砰击效应主要引起船体二节点垂向弯矩共振;(5)本文的非线性水弹性响应计算结果与Kim给出的数值计算结果吻合很好。     

基于有限元的浅埋隧道受力分析及变形破坏处理

采用有限元软件对浅埋隧道受力进行分析,分别从垂直向位移、主应力及剪应变来分析隧道围岩受力情况,分析结果与实际变形破坏一致。垂直向位移最大发生在拱顶,主应力最大集中在拱顶及拱脚,剪应变最大在拱脚。根据分析结果制定合理的隧道变形破坏处理方案,处理后,隧道变形较小,结构稳定。     

水压环境下轴承支撑结构变形对其载荷分布的影响分析

当水下轴承支撑在工作过程中受到外力作用时，轴承的内圈或外圈会产生偏离理想圆形的变形，因而需要考虑变形后的形状来获得真实的载荷分布，或者把轴承套圈视为柔性。针对水下回转轴承内圈与其中空支撑轴结构采用固联装配的情况，分析了海水压力作用下中空支撑轴变形引起的轴承内圈变形，以及由此引起的轴承间隙变化，建立了轴承负荷与滚动体负荷的平衡方程，通过数值仿真计算，得到变形后轴承内圈的载荷分布。计算结果表明，在水下压力环境下轴承内圈变形后与变形前的载荷分布截然不同。轴承的力学性能下降，将会影响轴承的使用可靠性及寿命。     

孤立波作用于V形薄壁防波堤的绕射波浪力

在一定条件下浅水波可能以孤立波形态作用于离岸结构。基于波浪绕射理论,推导V形薄壁防波堤的一阶孤立波绕射理论解。通过对孤立波作用于防波堤的波浪力进行计算,研究孤立波对V形防波堤的作用规律。通过对180°张角的有限长薄壁V形堤足够长时的绕射波浪力计算,与无限长直立薄壁堤的孤立波反射波浪力进行有效的相似性比较。结果表明:孤立波的最大无量纲波浪力明显大于相同浅水条件下Airy微幅波理论的对应结果,由此反映浅水波的非线性效应;孤立波入射角、V形堤张角、防波堤臂长与水深比以及孤立波特征参数等因素的变化均将对波浪荷载产生一定的影响。     

爆炸载荷作用下舰船板架的变形与破损

本文用能量法推导了一个计算爆炸载荷作用下舰船板架塑性变形及破损的公式，考虑了大变形时的应变关系及中面膜力的影响，并对国内外的有关试验进行了计算比较，结果表明此公式具有一定的应用价值。     

温度效应对全直桩现浇梁板高桩码头结构的影响

针对温度效应对全直桩现浇梁板高桩码头的影响问题,在75、150、200、300 m等4个不同长度的结构段上增加温度效应后对内力的影响进行对比和论述,采用国际通用有限元软件进行三维空间计算,得出国内环境下适当增长结构段长度可对桩基、纵横梁的弯矩、剪力和轴力值均有一定程度的降低。