低承台桩基墩柱式结构水平荷载作用下的桩基计算

某船闸靠船墩结构采用低承台桩基墩柱式结构。按照《建筑桩基技术规范》考虑承台、基桩协同工作和土的弹性抗力作用计算受水平荷载的桩基内力及位移，内含大量插值查表，计算复杂，具有一定的人为偏差。采用STAAD.PRO软件建立桩基、承台及土单元模型，并将上部墩柱结构及荷载进行力学转换后作用于承台，分析低承台桩基墩柱式结构桩基内力及位移，并与工程实例计算结果对比。结果表明，STAAD.PRO计算结果与规范计算结果基本一致，工程实践中可使用该软件方便地计算低承台桩基墩柱式结构水平荷载作用下的内力及位移。     

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。     

高桩码头在水平集中力作用下桩力计算方法探讨

在水平集中力作用下的高桩码头,分别采用平面排架与三维空间模型对桩基进行分析。从桩基内力结果看出,两种方法计算结果相近。但从技术发展、计算的直观、概念清晰以及业主的需求角度,建议工程设计人员更多的使用三维空间模型计算方法。     

不同计算方法时高桩墩台的桩基内力分析

文章以实际工程为例,运用ANSYS三维有限元软件对高桩墩台码头进行不同计算方法下的内力对比分析,得出3种(弹性嵌固法、M法、P-Y曲线法)不同计算方法下高桩墩台结构的桩基内力值及分布情况,总结出如下结论:(1)桩身弯矩最值发生在桩头或嵌固点处,设计时注意在这些地方对桩基进行局部加强;(2)当地质资料不是很详细时,可优选采用弹性嵌固法进行计算,其计算结果对土体参数选取不太敏感。     

桩基支撑轨道梁结构设计影响因素分析

桩基支撑轨道梁是具有弹性支座的连续梁结构，计算发现并非轨道梁尺寸越大，结构就越安全。设计参数相近时不同项目采用的轨道梁尺寸及桩基布置有较大差异。对此，从桩基竖向抗压刚度、桩距、轨道梁刚度3个方面进行轨道梁内力分析。结果表明当荷载和桩基布置确定时，存在一个最优梁高，使得轨道梁钢筋用量最小。进一步分析可知，当荷载和梁长度一定时，轨道梁的内力分布与桩和梁的相对刚度有关。在设计桩基支撑轨道梁时需试算出最优相对刚度，可使内力分布更合理且节省工程造价。同时，基于工程实例给出不同桩距下的最优相对刚度区间，可为类似项目的设计提供参考。     

港口工程桩基内力计算方法初探

讨论《港口工程桩基规范》（JTJ254-98）、《公路桥涵地基与基础设计规划》（JTJ024-85）桩基内力的计算方法结合算例，提出运用计算机采用有限元分析进行桩基计算的方法。     

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。     

深水大直径嵌岩钢管桩施工期风险分析

对施工期深水桩基作了基于位移的可靠度分析,采用蒙特卡洛有限元方法,计算得到桩基随地基基床系数、嵌岩深度、桩长、桩径、桩身弹性模量、桩身重度及桩顶水平荷载等参数变化的失效概率;结合可靠度计算的结果,采用模糊数学理论对桩基直接经济损失进行分析,计算得到桩基发生不同程度损失的概率,较全面系统地对施工期的深水桩基工程进行了风险分析。     

港口工程桩基水平承载力计算软件的开发与应用

针对港口工程中常用的3种桩基水平承载力计算方法,在ANSYS软件基础上开发了考虑桩土非线性相互作用的计算软件,该软件具有实用性强、适用范围广、操作简便等优点,可用来计算单桩和群桩在水平荷载作用下的变形和内力,也可用来进行试桩资料的反演分析.实例分析表明:计算软件计算结果与实测结果相比具有良好的一致性,为桩基水平承载力设计提供了良好的计算平台,具有直接的应用价值和现实意义.     

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。     

基于国际标准的强震作用下高桩结构LNG码头桩基布置

LNG码头抗震等级要求高,抗震分析是高桩结构LNG码头需要重点研究的问题。按国际标准采用振型分解反应谱法,通过有限元软件,对不同桩基布置形式的高桩结构进行地震动力响应分析。结果表明不同桩基布置形式对结构自身刚度影响较大,从而改变结构自振周期,使结构承受不同的地震荷载;斜桩控制地震作用下的水平位移效果较好,但桩力偏大;对于具有多排多列的高桩墩式结构,桩基宜对称布置,同时边桩与内侧桩基可采用不同斜率来改善桩基受力分布情况。     

高桩码头凹凸缝结构水平力传递的有限元计算

在高桩码头整体结构的三维有限元计算过程中,着重考虑了增加凹凸缝结构传递水平力的环节,从计算结果中发现,桩基内力结果比不考虑凹凸缝传递水平力的计算结果,无论是弯矩、剪力、扭矩和位移值均有一定程度的降低,从而达到减小桩型、节省工程造价的目的。     

推力桩综合刚度原理参数的数值解

为提高桩的水平力计算精度,提出了地基反力系数按双参数抗力模式表达下的反力积分法数值分析方法,并详细推导了计算公式。基于这些公式,编制了相应的计算程序。算例表明该方法计算精度高,可使数值解接近真实解。     

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。     

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。     

深海石油平台锚桩承载力的研究

目前深海石油平台广泛采用桩基锚固形式,深海锚桩与浅海桩基的受力形式存在较大差异。采用三维有限元软件模拟深海锚桩的受力情况,重点分析深海锚桩在受缆索斜向拉力作用时,不同加载角度和系泊点位对桩基水平承载力和竖向抗拔承载力的影响,可供深海石油平台设计研发参考。     

高桩码头横向分力在各排架的分配

高桩码头设计是按弹性支承刚性梁法计算横向分力在各排架上的分配。但随着大直径桩的应用,桩基的水平刚度可比过去传统的小直径方桩增大许多倍,有些特殊的长分段码头其分段长度与平台宽度之比很大,是否无论码头分段多长、平台多窄、桩基如何选型及布置都能按刚性梁法计算分配排架横向分力？对此进行研究,解决了以下2个问题：1）在什么条件下可采用刚性梁法,在什么条件下应采用弹性梁法;2）当平台截面与排架水平刚度一定时,分段超过多少跨后,对减小排架承担的船舶撞击力或系缆力影响不大。有助于设计判断采用哪种计算方法,并从有效减小排架横向分力的角度上考虑确定不宜超过的分段跨数,可供设计参考。     

直立圆柱体内孤立波载荷特性数值模拟

以三类内孤立波理论(KdV、eKdV和MCC)的适用性条件为依据,将内孤立波诱导上下层深度平均水平速度作为入口条件,采用Navier-Stokes方程为流场控制方程,建立了两层流体中内孤立波对直立圆柱体强非线性作用的数值模拟方法.结果表明,数值模拟所得内孤立波波形及其振幅与相应理论和实验结果一致,并且直立圆柱体内孤立波水平力、垂向力及其力矩数值模拟结果与实验结果吻合.直立圆柱体内孤立波载荷由波浪压差力、粘性压差力和摩擦力构成,其中摩擦力很小,可以忽略;对于水平力,其波浪压差力与粘性压差力量级相当,流体粘性的影响显著;对于垂向力,粘性压差力很小,流体粘性影响可以忽略.此外,直立圆柱体对内孤立波的波形及其诱导流场的影响很小,因此采用Morison公式和傅汝德—克雷洛夫力分别计算其内孤立波水平力和垂向力是可行的.     

整体卸荷式板桩挡土结构三维有限元数值模拟分析*

整体卸荷式板桩挡土结构是深厚软土地区高桩码头良好的接岸结构形式,采用有限元数值分析方法得到不同桩排距、后排桩间距和开挖深度条件下该类挡土结构前后排桩受力和变形特征并进行研究。结果表明,增加前后排桩间距可以减小桩基的水平变形,并使前后排桩的桩力分布更加合理;改变后排桩间距使前排桩水平和竖向位移均逐渐增大,前后排桩端部弯矩和剪力都增大;开挖深度的增加使结构水平位移增加。     

游艇码头定位桩桩长的确定方法

针对温州瓯江港区浮式游艇码头在接近35 m淤泥质土的地质条件下全直定位桩桩长确定和地基承载能力的问题,采用数值模拟方法,在波浪力和水流力作用下,对不同定位桩长的码头结构进行三维全尺度数值模拟分析和地基承载力校验,得到不同定位桩长的剪力和弯矩的内力分布特征、桩顶最大位移、桩身最大应力随不同桩长变化趋势。再根据定位桩自重和桩侧土极限侧摩阻力标准值确定桩底应力,与地基承载能力进行对比分析。研究表明,对于类似工程,可采用以地基承载力和桩顶位移为主、以桩身应力控制为辅助的控制方法来确定桩长。