空间有限元模型和平面模型在高桩码头结构计算中的比较分析

本文结合南通港如皋港区通用码头工程,对其高桩梁板式码头结构分别采用平面模型(易工水运工程设计软件)和空间有限元模型(ANSYS空间有限元分析软件)进行结构计算。本文提出的空间有限元计算思路及前、后处理方法对未来高桩梁板码头的设计有一定借鉴作用。     

高桩梁板码头基于能级提升的结构受力分析与实测研究

以上海港某码头为工程实例,利用通用有限元软件ANSYS进行空间有限元建模,研究高桩梁板码头结构设计中的空间有限元分析方法、平面分析方法和监测数据,提出较为合理的数值计算模型,为码头结构加固设计和使用提供依据,得到的结论能够对将来完善高桩码头的设计方法提供参考.     

高桩梁板式码头空间结构计算中忽略面板作用的方法

针对最新颁布的《高桩码头设计与施工规范》中的建议——高桩梁板式码头按空间结构计算时,宜忽略面板的作用来计算纵梁和横梁的内力,选取湛江某高桩码头工程的一个结构段为工程实例,采用有限元分析软件ANSYS建立多种空间结构计算模型,研究两种忽略面板作用的建模方法,并通过对比各模型的计算结果,分析高桩梁板式码头空间结构计算中面板刚度发挥的作用。对比结果表明:把面板的弹性模量设成一极小值是高桩梁板式码头空间结构计算中忽略面板作用较为简便且可行的方法,为高桩码头设计者提供了参考。     

底梁式全直桩高桩码头水平力作用下的特性分析

全直桩高桩板梁式码头结构整体刚度较小,抵抗水平荷载的能力较差,为改善其不足,提出了底梁式全直桩高桩板梁码头结构型式。文中运用有限元方法,并选用非线性钢筋混凝土结构为计算模型,分别对有无底梁的全直桩高桩码头结构在水平力作用下结构的变形及内力特征进行了计算分析比较。结果表明:全直桩高桩码头结构由于设置了底梁后,结构整体刚度增大,其抗水平能力大幅度提高。     

梁板式高桩码头结构计算模型比选

通过计算比较分析,讨论了梁板式高桩码头结构计算的各种计算模型的适用性。分别以某15万t级集装箱高桩码头的结构段和单个排架段结构为研究对象,建立了梁板单元、实体单元和等效桩基实体单元的有限元分析模型,通过对控制工况进行计算比较,讨论了各种计算模型的计算效率、特点和适用性。计算码头桩基内力、横纵梁内力、沉降变形量时,可采用梁板单元结构段模型,作为近似,也可采用现设计规范推荐的投影梁板单元排架结构模型。     

水平温差作用对高桩码头结构的影响分析

采用有限元分析方法,分别对不考虑和考虑水平温差作用下,高桩码头结构进行计算,对比分析其结构的变形和内力特征。结果表明水平温差作用下,高桩码头梁板结构内力发生变化,需针对性采取结构加强措施。     

梁板式高桩码头三维数值计算分析

针对现行的高桩梁板式码头平面设计方法的不足,提出利用Ansys有限元软件对梁板式高桩码头进行三维有限元计算与分析.通过后处理能够得到码头各部分的位移、应力、应变、剪力及弯矩的详细数据,计算结果更符合工程实际,为以后梁板式高桩码头的结构设计校核提供了参考依据.     

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。     

高桩梁板式码头计算模型的选取

为了解平面模型及空间模型的差异,通过工程实例,分别采用易工水运工程平面分析软件和Robot空间有限元分析软件进行计算,分析比较不同荷载、不同模型对各构件内力的影响,为未来高桩梁板式码头计算模型的选取提供参考。     

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。     

高桩梁板式码头结构横梁内力影响分析

重点研究了不同荷载类型情况下不同地基条件、不同截面尺寸以及不同简化模型（横向排架系统和弹性支承连续梁）对横梁内力的影响及其规律。研究结果表明：较差的地基条件会使横梁出现较大的负弯矩;增大横梁尺寸也会使横梁弯矩增大;对于大桩帽排架,不同简化模型对横梁内力结果影响较大。     

应力波在高桩码头基桩中传播数值模拟研究

结合天津港某码头工程的实桩检测资料,对应力波在高桩码头基桩中的传播特点进行数值模拟研究,得出实桩检测时高桩梁板式码头的激振位置和应力波信号接收位置。该研究分析结果,可为进一步探索高桩码头基桩完整性检测的方法提供参考。     

波浪上托力作用下高桩码头结构的动力分析

通过有限元计算软件ANSYS,对波浪上托力作用下高桩码头结构进行动力分析。研究结果表明：波浪缓变压强 作用下,采用动力计算和采用静力计算得到的码头结构各处的内力基本相同,波浪缓变压强可等效为静力来计算码头结构 内力;波浪冲击压强作用下,采用动力计算得到的码头结构内力明显小于静力计算结果,波浪冲击压作用下的高桩码头结构 宜进行动力分析;由于波浪上托力频率与码头结构自振频率相差甚远,因此其作用下的高桩码头结构不会产生共振现象。     

深水大跨码头结构研究

通过对我国港口现状的分析,对高桩码头上部结构改革状况的研究,提出了适应深水大跨要求的悬链线拱式纵梁码头结构型式。该结构能充分利用拱结构的跨越能力和钢筋混凝土的抗压性能,大幅度增加码头的排架间距,减少水下工程量,进而降低工程造价。与上海港洋山港区三期工程的普通纵梁结构相比,该结构排架间距可增大到28 m,基桩数量和水下施工工程量明显减少,工程造价降低23%。     

植入法嵌岩钢管桩桩端锚固技术

。章某化工园码头处基岩埋深浅、覆盖层薄,高桩梁板码头的桩基采用植入法嵌岩钢管桩文从设计和施工两方面对钢管桩桩端的锚固进行分析和研究,探讨出提高锚固能力的方法。     

波浪力对高桩码头结构的影响分析

PHC管桩具有承载力高、耐久性好、施工速度快、造价合理等优点,已被广泛应用于高桩码头基桩。尽管高桩码头(PHC)理论研究取得长足进步,但在波浪力作用下高桩码头的结构受力分析仍不够完善。本研究在工程实例的基础上,采用ANSYS软件建立高桩码头有限元模型,研究波浪力对高桩码头结构的影响,并对桩的失稳提出解决方案。     

基于BIM技术的装配式高桩码头设计计算一体化研究

高桩梁板式码头作为当前应用最为广泛的码头结构形式之一,在设计和施工中存在结构复杂、体量大、工期长等问题。对装配式高桩码头开展基于BIM技术的设计计算一体化研究,利用Autodesk Revit API接口二次开发一套装配式高桩码头数字化设计插件,实现Revit平台中的装配式高桩码头结构快速设计建模,并利用Revit平台与Robot Structural Analysis计算软件的交互技术,将码头结构模型导入Robot软件中进行结构计算,从而实现装配式高桩码头设计计算一体化流程,提高设计质量和效率,提升码头装配化技术。     

高桩码头设计中波浪力计算方法的探讨

透空式高桩码头上部结构与波浪相互作用的问题非常复杂,现行规范找不到计算依据。在无规范依据情况下, 高桩码头设计时一般采用《海港码头结构设计手册》中进行波对码头上部结构作用力公式进行计算。根据设计手册相关 公式,提出了采用AutoCAD制图软件绘制理论波面的图形计算方法。并通过在AutoCAD中调整波面与码头结构断面相对位 置,分工况计算了某工程实例,供工程设计时参考。     

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.