考虑堆载时间效应的排桩水平承载力研究

在局部塑性变形理论基础上,考虑软土地基土体强度参数随固结度变化关系进而考虑堆载作用的时间效应,推导得出堆载短期、长期作用时的桩身被动荷载分布及临界桩间距计算表达式。桩身响应求解过程中,考虑堆载长期作用产生的桩侧负摩阻力影响,引入附加弯矩概念进而解得桩身轴向荷载作用时的被动桩传递矩阵解,并通过案例对比验证了文中解的正确性。最后开展了参数影响分析,结果表明:堆载产生的负摩阻力对被动桩水平承载力影响可以忽略;临界桩间距(D1/d)crit随着堆载荷载减小、土体黏聚力和内摩擦角增加而增加,且(D1/d)crit合理范围应介于堆载短期、长期作用时的临界桩间距(D1/d)low和(D1/d)upper之间。     

加筋高填方区码头桩基应力影响因素分析

随着内河山区水库库区港口建设朝着大型化方向不断发展,为获取更大的陆域空间,需要进行加筋高填方施工,前沿作业平台的码头桩基与加筋填方区土体的相互作用成为影响码头结构安全的重要因素.以三峡库区某架空直立式码头为例,通过室内模型试验,探讨加筋高填方区桩后土拱效应的规律,证明加筋效应对改善和提升桩基受力是有益的.运用有限元分析...     

堆货荷载下高桩码头结构整体安全度分析

以大型通用有限元软件ANSYS为平台,建立了高桩码头结构整体极限承载力分析的非线性有限元数值模型。将蒙特卡洛方法与有限元数值模型相结合,求取出堆载下高桩码头结构整体极限承载力的概率分布及其统计参数。以结构整体极限承载力(结构抗力)和作用荷载(作用效应)为随机变量,构建反映高桩码头结构整体安全度的功能函数,采用JC法计算结构的安全指标,建立了高桩码头结构整体安全度分析的有效方法。研究了堆货荷载下高桩码头结构损伤与尺寸型式改变对极限承载力样本概率分布与统计参数的影响,得出了堆载下高桩码头结构极限承载力概率分布为正态分布,结构损伤与尺寸型式改变对其统计参数影响不大的结论。计算表明,利用此法分析堆货荷载下高桩码头结构整体安全度简便且可行。     

摩擦板支撑型高桩梁板码头设计

桩基结构设计是高桩码头设计的重点，常规高桩码头水平荷载完全由桩基本身承担，从而导致码头桩基数量多、尺度大、工程造价高。针对水平荷载导致码头桩基结构增加的难题，通过在码头后方设置摩擦板支撑系统，承担水平荷载，并利用有限元计算方法与传统高桩码头进行对比计算，揭示摩擦板支撑系统的作用机理和作用效果。结果表明，摩擦板支撑系统可大幅降低桩基内力，从而减少桩基数量、优化结构尺度、节约工程投资。     

基于随机过程的大水位差高桩码头桩身时变可靠度分析

近年来,随着三峡库区建成运行,为适应大水位差的作业环境,高桩码头在三峡库区大量出现。在设计基准期内,高桩码头的桩身结构要承受船舶桩基、水流、堆载等各种外力作用,作用力与桩身结构抗力均随时间推移不断变化,是依赖于时间参数的随即过程。本研究基于随即过程理论,考虑水位变化,船舶桩基及桩身结构抗力的随机性,应用时变可靠度理论对桩身承载力进行分析研究,可为类似问题的研究提供参考。     

船舶撞击力作用下高桩码头桩基承载力的试验

为加强港区高桩码头安全管理,对码头泊位进行靠泊试验,研究船舶撞击力下高桩码头的桩基承载力,同时对码头桩基承载力进行复核计算,结果表明:无损检测码头桩基基本完好;在船舶撞击力作用下,码头桩基承载力满足规范要求,安全性较好;船舶靠泊平稳,码头能够承受所观测吨级减载船舶的荷载。     

水平荷载作用下高桩墩台结构三维有限元计算分析

高桩墩台结构承受水平荷载的能力与码头的桩基是否布置斜桩有很大的关系。寻求在相同水平力方向荷载作用下高桩墩台桩基合理布置方案及桩基选型,可充分发挥桩基承载力,不仅对工程造价、码头使用,而且对提高结构抗水平荷载的能力有着十分重要的现实意义。本文以佛山某高桩靠船墩台的标准结构桩基布置和选型为例,运用有限元计算软件Midas,对比相同水平荷载作用下,不同的桩基结构形式的内力变形,并重点讨论了水平荷载作用下码头结构的桩基受力特性,在此基础上提出码头桩基选型及布置的建议。     

复杂水平荷载作用下部分埋入单桩的计算方法*

在Winkler地基梁模型和有限单元法理论的基础上,提出了一种在复杂水平荷载作用下求解部分埋置水平受荷单桩弯矩和位移的计算方法。将该方法计算结果与经典算例结果和现场试验结果进行对比,验证了该方法的正确性。通过算例分析了水流冲刷作用和桩顶约束条件对部分埋入桩桩身弯矩和位移的影响,分析结果表明,在研究冲刷对桩基水平承载力的影响时应结合桩顶的约束条件。该方法可有效开展复杂水平荷载下部分埋置水平受荷桩的计算分析。     

高桩码头结构内力计算方法的探讨

高桩码头结构位移产生的桩弯矩采用嵌固点法,由于嵌固点法对位移作用下计算的内力误差较大,因此计算位移产生的桩弯矩不宜采用嵌固点法,故本文提出码头结构内力计算方法,考虑了桩顶的连接情况、桩的泥上高度、桩身柔性、桩基布置等因素。得出以下结论:(1)直桩与叉桩受桩顶水平变位影响不大,但叉桩会产生轴力;桩顶刚接时产生弯矩、剪力值大于桩顶铰接。(2)在纵向水平力作用下,近似将所有基桩的桩顶合成为一个水平刚度,可减小单桩承载力,其值约为原承载力的1/20。本文所提出的计算方法能考虑桩顶的连接情况、桩的泥上高度、桩身柔性、桩基布置等因素,可为设计确定分段长度的计算方法,同时研究温差与纵向荷载作用下结构的内力与变形计算问题,具有很好的推广应用价值,并可为今后修订高桩码头设计规范时补充纵向计算内容提供参考。     

高桩码头桩基在倾斜泥面中的水平承载性能研究

现有的高桩码头设计方法在进行桩基水平承载力计算时都是基于普通天然地基的水平泥面假设，而对泥面倾斜情况下，桩基的水平承载力计算至今没有一套成熟的计算方法可循。为揭示高桩码头排架在斜坡面上的工作机理。本项目通过室内模型试验系统地研究了单桩在斜坡面上的水平承载特性。通过对室内模型试验结果分析，提出了基于泥面水平时桩基水平受力性能来确定不同泥面坡度下桩的水平承载性能的修正计算公式，包括桩身最大弯矩、最大弯矩点位置、桩顶位移、泥面位移以及考虑泥面坡度和桩入土深度的土弹簧刚度修正公式．对于处于倾斜泥面的高桩码头桩基设计计算提供了理论依据。     

深厚软土区超长桩合理桩长的计算

工程实践证明,软土地基超长桩在轴向荷载作用下的荷载传递机理与常规桩基有较大区别。通过深厚软土区超长桩静载试验和桩身轴力测试,依据载荷-沉降变形关系推导的超长桩合理桩长估算公式,利用静载试验Q-S曲线数据对超长桩合理桩长进行计算,为确定深厚软土地区合理桩长避免盲目增加桩长提供参考。     

高桩码头端部排架桩基布置

高桩码头横向排架内力通常简化为平面结构进行计算，但码头端部的排架作为艏艉缆绳的受力排架或受制于相邻结构的影响，其桩基布置往往不同于其他排架，平面计算并不能准确反映端部排架的受力和变形。结合鱼山出灰码头桩基布置设计实例，采用平面计算法和空间计算法对水平荷载作用下码头结构分段端部排架不同桩基布置方案进行对比分析，得出不同计算方法及不同桩基布置下各排架桩基内力和变形计算结果的差异。结果表明，对于对称性水平荷载，平面计算的桩基轴力结果与码头结构分段端部自由的端部排架桩基轴力结果基本相当；对于非对称性水平荷载，平面计算的桩基轴力结果普遍大于空间计算的结果；端部排架布置双排桩加强后，码头结构的位移会有一定程度减小。     

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.     

桩基水平承载力计算方法

利用综合刚度下的双参数法对码头工程中的桩基水平承载力进行计算分析,码头桩基不仅受静力荷载影响,还受到波浪、潮汐等水文动力因素影响,计算方法相对复杂。本文通过对中细砂地质条件中的水平承载模型桩的试验研究,计算得到该条件下改进的双参数法的指数n的值介于0.5到0.9之间。本次研究的结果能够为后续中细砂地质条件下高桩码头中的桩基计算和设计提供参考,从而达到简化试桩要求的目的,而不用通过实测得到桩的最大弯矩及其位置,节约工程成本。     

桩基水平承载力计算方法

利用综合刚度下的双参数法对码头工程中的桩基水平承载力进行计算分析,码头桩基不仅受静力荷载影响,还受到波浪、潮汐等水文动力因素影响,计算方法相对复杂。本文通过对中细砂地质条件中的水平承载模型桩的试验研究,计算得到该条件下改进的双参数法的指数n的值介于0.5到0.9之间。本次研究的结果能够为后续中细砂地质条件下高桩码头中的桩基计算和设计提供参考,从而达到简化试桩要求的目的,而不用通过实测得到桩的最大弯矩及其位置,节约工程成本。     

基于室内模型试验探讨桩身弯矩的确定方法

本文通过大直径扩底桩室内模型试验,研究水平荷载作用下钢筋混凝土扩底桩的受力性能和破坏机理。根据模型试验获得的实测钢筋应力计算桩身弯矩曲线,进而分析大直径扩底桩的水平承载性能。根据挠曲线微分方程推导水平荷载与桩顶位移的关系,分析水平荷载与桩身弯矩的关系,对桩身破坏机理进行分析。     

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。     

低桩承台驳岸在堆载作用下的水平位移变形规律

低桩承台驳岸结构是由挡土墙、承台、桩基3种结构组合而成,且承台底面位于地面以下的一种驳岸结构形式。分别采用竖向弹性地基梁法与有限元计算方法对该结构进行建模计算,验证两种计算方法的正确性。在此基础上,从堆载参数(堆载距离、堆载宽度、堆载大小)和桩基参数(桩长、桩径、桩间距)两个方面,研究在复杂堆载作用下,低桩承台驳岸结构水平位移变形规律。结果表明:堆载距离驳岸前沿线4倍挡土高度内,其对驳岸结构水平位移有影响,而桩长对水平位移影响较小。成果可为类似工程提供借鉴。     

单侧边载作用下黏土中单桩负摩阻力特性模型试验研究

桩基础边载作用会在桩周产生负摩阻力,进而危及软土地区高桩码头、人工岛、路基等工程的安全。通过开展黏土中单侧堆载作用下单桩室内模型试验,测定桩身应变、桩顶沉降和水平位移,研究边载作用距离和桩型对桩身轴力及弯矩的影响,探讨桩身负摩阻力、桩顶沉降和水平位移在黏土固结过程中的时间效应。结果表明:边载作用距离对桩身最大轴力和最大弯矩有较大影响;翼板桩会增加桩身最大轴力和最大弯矩;负摩阻力和有效应力系数随时间增长且增速趋缓;增加边载作用距离和添加翼板都会提升桩身中性点位置,在这两组试验中均提升了8.33%。     

冲击荷载作用下高桩码头结构的动力响应分析

采用数学理论推导与动力时程仿真计算相结合的方式,对靠泊船舶撞击作用下高桩码头结构的动力响应及动力放大效应进行了研究,获得了多自由度结构在单点冲击荷载作用下的动力响应公式,推荐了数值计算时船舶撞击荷载的时程曲线类型及持时,获取了船舶靠泊撞击荷载下高桩码头结构的动力放大效应规律。计算与分析结果表明:码头结构设计时船舶撞击荷载的取值应充分考虑码头结构的动力放大效应;靠泊船舶撞击下的高桩码头结构对撞击荷载的动力放大系数推荐为2.0。