Plaxis在板桩结构分析中的应用

上海市某船闸引航道拟采用板桩结构,为选取合适的板桩结构形式,利用岩土工程有限元分析软件Plaxis对锚碇墙拉锚板桩结构、锚碇叉桩拉锚板桩结构、叉桩式高桩承台结构、直桩式高桩承台结构这4种不同板桩结构形式进行数值模拟分析,得出了各种板桩结构形式的结构位移变形、结构内力及桩侧土压力分布情况。计算成果显示:锚碇墙拉锚板桩结构和直桩高桩承台结构水平位移较大,达60~70 mm;叉桩高桩承台结构和锚碇叉桩拉锚结构在水平位移较小,约20 mm;叉桩高桩承台结构还具有卸荷作用,板桩所受主动土压力较小,板桩弯矩值最小。本项目宜采用叉桩高桩承台结构。     

前板桩高桩承台结构计算模型及计算方法

介绍采用竖向弹性地基梁法计算前板桩高桩承台结构的计算模型和通过有限元软件进行内力和位移计算时的点处理,说明采用该模型计算时应注意的问题.     

前板桩后低桩承台结构在板桩码头改造中的应用

结合实际工程介绍了前板桩后低桩承台结构的应用特点,分析了在实际设计中的技术要点和注意事项。前板桩后低桩承台结构复杂,原有规范不完全适用。结合实际工程,考虑钢板桩变位不能完全复位、低桩承台卸荷等因素,进行三维数值模拟,得到了码头结构主要构件的内力,从桩基与承台连接方式等方面分析这些因素对结构的影响,从而为结构设计和优化提供了依据。     

叉桩和平联撑在高桩码头中抵抗水平力作用分析

当高桩码头承受较大水平力荷载作用时,码头因位移大而存在安全隐患。为此,研究叉桩和平联撑在高桩码头中抵抗水平力作用大小。运用易工水运工程结构CAD集成软件建立高桩排架空间结构模型,计算分析叉桩排架结构在水平力作用下,码头横梁、桩基的内力和位移大小随叉桩的斜度和转角改变的规律,同时对比叉桩和平联撑在高桩码头中抵抗水平力大小。结果表明:叉桩排架结构抵抗水平力产生的位移作用远大于设置平联撑的排架结构。     

组合型前板桩高桩承台结构研究与应用

分析传统前板桩高桩承台结构的优缺点,针对混凝土板桩、钢板桩的耐久性、经济性等问题,提出了改进型方案即组合型前板桩高桩承台结构。采用竖向弹性地基梁法建立组合型结构的计算模型,并采用有限元软件SAP2000对混凝土桩身受力的优化方法进行解释。以上海某码头为例,验证组合型前板桩高桩承台结构的实用性和模型计算的准确性。     

在洋山港应用斜顶桩板桩承台结构的体会

通过对斜顶桩板桩承台结构在洋山港一期～三期工程的地质条件、结构设计和施工过程不同情况的对比分析,得到在不同边界条件下的斜顶桩板桩承台结构水平变位特点,提出斜顶桩板桩承台结构的设计和施工控制体会,进一步指导后续工程应用。     

高桩+低宽承台结构方案设计

高桩+低宽承台结构为非常规码头结构,兼有板桩的挡土护岸和高桩的桩基特性,对此,现有规范未给出成熟、系统的计算标准,较难实现结构设计。基于实际工程,探讨计算泥面线等设计条件和结构设计内容,基于弹性地基梁法采用ANSYS有限元软件进行结构计算,分析各构件的受力特点,得出"低桩承台卸荷效果优于高桩承台、前板桩的内力与承台的宽度和高程直接相关,而受承台刚度、承台桩基结构和布置的影响不大"等结论。     

前板桩高桩承台码头结构计算

结合某工程前组合钢管板桩高桩承台码头实例,运用高桩墩台计算软件建立简化模型,并运用有限元程序ANSYS建立三维模型,对比两种情况下结构的内力变形。结果表明:有限元模型计算的结果比简化计算的结果更符合实际受力情况。     

板桩防波堤在海外浅海区域工程中的应用

浅海区域波浪、水流等自然条件相对较好,采用常规实体斜坡式防波堤投资较高,可考虑采用直立式板桩防波堤结构进行替换,节约工程投资。基于实际工程项目,采用美标计算板桩防波堤前波浪力,并通过物理模型试验对波浪力进行验证;最后通过岩土有限元软件PLAXIS分析板桩防波堤各构件内力及整体位移。分析结果表明：1）板桩防波堤各构件内力较小,可采用相应型号的预制构件作为板桩防波堤主体结构;2）板桩防波堤整体位移可控;3）在浅海区域,采用板桩防波堤结构合理可行。     

遮帘式板桩码头结构原位测试研究

通过对埋设在深水遮帘式板桩码头结构内的测试元件进行位移、内力等方面的原位观测,得到板桩码头前墙、遮帘桩和锚碇墙的变形、沉降、土压力、钢筋和混凝土应力等观测数据,研究码头结构变形和内力等相关参数的变化规律,为码头结构的优化设计和正常使用提供技术支持。     

遮帘式板桩码头力学性能分析

运用通用岩土工程有限元软件PLAXIS 3D建立遮帘式板桩码头模型,对影响板桩码头结构受力的主要参数进行分析。结果表明:土体参数对板桩结构各构件内力和位移的影响十分显著;加固锚碇结构后方土体,有利于减小后方堆载对板桩结构的影响;剩余水压力产生的结构内力不可忽视,应采取可靠措施降低板桩码头剩余水压力;板桩码头的施工工序对构件内力起到至关重要的作用;结构内力分析应结合实际充分考虑施工工序影响,以保证结构安全。     

主桩套板结构的简化计算与优化设计

作为一种板桩结构,主桩套板结构的计算理论和设计方法仍未明确。文章结合案例提出简化计算方法,推导主桩、套板入土深度与桩板宽度比的关系式,分别采用传统m法和考虑锚碇点位移的m法计算主桩内力,并与有限元结果对比。基于ABAQUS软件建立三维桩土模型,研究不同工况下结构的力学性能,分析主桩入土深度和刚度对套板内力的影响。结果表明,主桩套板结构的锚碇点位移不可忽略,且套板宽度越小、入土越深,主桩所需的入土深度越小;主桩入土深度对结构的整体稳定有影响,随主桩入土加深套板内力逐渐趋于稳定;主桩刚度的增大能够减小套板的受力,为节省材料套板可适当减薄。     

株洲二线船闸深基坑双排桩结构的受力特性

对株洲航电枢纽二线船闸高挡土环境中的双排桩结构变形及内力特征,采用数值计算和工程观测相结合的方法,分析不同桩径、不同开挖深度时结构的变形及受力形态。结果表明:双排桩排距取3倍桩径时,不同开挖深度的前排桩最大位移值呈现二次抛物线形态;前排桩内力呈现单锚板桩的受力特征,后排桩内力呈现悬臂板桩的受力特征;通过设置卸荷板、采用抗剪强度大的材料回填可有效控制结构变形及内力。     

高桩+板桩复合式结构的内力分析方法

对高桩+板桩复合式结构进行内力分析，通过采用SAP2000和PLAXIS有限元分析软件建立不同的计算模型，得出每种模型下高桩和板桩结构的弯矩、轴力、剪力和位移等计算结果，并对结果及其产生差异的原因进行分析。结果表明：仅采用SAP2000的分析模型因高估了土体对板桩结构的支撑作用，其内力计算结果偏小；仅采用PLAXIS2D的分析模型因忽略了高桩结构的变形，其内力计算结果偏大；而采用这两种软件迭代计算的分析模型与PLAXIS 3D模型的计算结果接近，说明该计算模型的结果与实际情况较为吻合。     

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。     

横向土压力对板桩主动土压力区内桩列的内力影响及桩列的内力计算

在斜顶桩铜管板桩结构中，准确计算位于板桩后主动土压力区内的支撑桩内力，对准确确定工程造价和确保工程质量是必要的。分析横向土压力对位于板桩后主动土压力区内桩列的内力影响，对桩列的内力计算进行探讨。     

采用X形桩的遮帘式板桩码头结构静力分析

X形桩是一种反拱曲面异型桩,相比于同等截面积的矩形桩和圆形桩,X形桩具有更大的截面周长和惯性矩,受力性能更好。结合京唐港32#泊位遮帘式板桩码头结构,以X形桩代替传统的矩形桩,研究其对结构静力的影响。结果表明:相同桩间中心距时,以X形桩替代后可减小前墙弯矩;在同等桩间净距1.75 m下,两类模型的前墙最大弯矩基本相同。相同荷载作用下,前墙位移主要受桩间中心距影响,X形桩形状影响效应很小;锚碇墙水平位移受桩间中心距和遮帘桩形状的影响均很小。桩间中心距、净距与桩间土体土拱效应直接相关,对前墙弯矩、土压力、遮帘桩弯矩等有显著影响。桩间中心距为4.05 m或桩间净距为1.75 m时,结构内力改善效果较优,可采用该间距的X形桩替代矩形桩,节约工程造价。     

淤泥地质组合式板桩码头结构受力和变形特性分析

针对淤泥地质条件下传统板桩码头结构受力和变形较大的技术难题,提出采用由固化淤泥和单锚板桩形成的组合式码头结构,提升板桩码头结构在淤泥地质中的承载能力.通过数值分析,研究在不同水泥含量、养护龄期条件下固化淤泥地基上板桩码头结构的受力和变形特性,得到固化淤泥地基板桩码头结构前墙土压力的分布规律和结构水平位移变化规律:前墙土...     

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-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。