不同作用力下高桩码头叉桩受力分析

高桩码头结构的复杂性、桩体与土相互作用的非线性以及外力的多样性,使得桩体受力相当复杂。文章探讨了桩土相互作用的数值模拟方法,采用ANSYS有限元软件,建立了高桩码头桩体与土相互作用的数值计算模型,并结合正交化试验,进行了不同荷载下码头结构受力的仿真计算,并通过数理统计分析,得到了叉桩桩顶受力随荷载改变的变化规律以及叉桩桩顶受力的极限情况,为分析高桩码头叉桩破损原因提供了参考依据。     

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.     

高桩码头叉桩最不利受力工况分析

高桩码头结构的复杂性以及桩体与土相互作用的非线性,使得桩体受力相当复杂。文章分析了影响高桩码头叉桩受力的各种因素,通过建立ANSYS有限元模型计算各种工况下叉桩桩顶受力情况,得到了叉桩的破损机理,并结合各外力因素对叉桩不利受力进行敏感度分析,得到了叉桩受力的最不利工况组合和最敏感外力因素,对认识高桩码头叉桩破损的原因具有参考价值。     

高桩码头桩后回淤对桩的影响数值分析

以某国际集装箱码头为例,利用ABAQUS有限元分析软件,采用Mohr-coulomb准则,建立了高桩码头与土相互作用的三维数值模型。分析在不同回淤深度下对桩基的影响情况。分析结果表明:高桩码头桩后回淤对结构产生不利影响。当回淤深度大于3 m时,在距离桩顶2 m位置处,桩基的拉应力最大值大于抗裂应力,结构出现裂缝。     

高桩码头前后沿同时系靠泊ROBOT数值模拟

高桩码头前后沿同时系靠泊会增加后沿船舶撞击力,使码头结构的横向位移及桩基内力发生变化,针对其受力特点,采用ROBOT对两侧系靠泊的高桩码头受力特性和变形进行数值模拟分析,验证了ROBOT对实际工程计算的适用性。通过较为完整的荷载组合计算分析,指出:对于两侧系靠泊的高桩码头后沿撞击力的增加使码头的横向位移变大,且对直桩的弯矩和剪力影响很大,在设计中应引起足够重视。     

海岸软土地基桩-土相互作用的数值模拟及应用

桩基础是高桩码头整体结构受力的关键。通过建立桩-土的理论受力模型,对桩体、土体及其相互作用进行理论分析,采用傅里叶级数收敛法对对称的模型进行求逆简化,为计算机求解给定方向。在ANSYS有限元分析软件中通过APDL语言对桩-土相互作用模型进行编程化建模和加载,计算后得出桩体、土体的整体变形规律和桩侧摩阻随桩深的变化规律,将模型计算结果与现有的试验结论进行分析对比。结果表明:傅里叶级数收敛法在对称模型刚度矩阵求逆过程中可以将许多元素变为零,以增加计算机的计算效率;桩体、土体的整体位移在不同荷载作用下发生微小差异,桩土摩擦阻力呈分段线性分布,其中在入土深度32 m处应力达到最大值,在工程中应对该处布置更多纵向持力钢筋。     

软土地基上板桩码头结构方案研究

以某软土地基上的板桩码头工程为例,采用地下连续墙作前墙、混凝土梁连接前后桩基的设计方案。考虑到软土地基的材料非线性,地基土体采用邓肯-张模型,并使用有限单元法分析板桩码头各构件的应力分布规律和变形特点。另外,采用多种方案对比的方法对码头结构设计方案中的前墙入土深度和两排PHC桩基的桩长进行研究。分析前墙入土深度和PHC桩长对板桩码头位移和内力的影响,并给出前墙入土深度和PHC桩长的优化结果,为工程实践中板桩码头的结构优化设计提供依据。     

基于ANSYS/LS-DYNA的水平荷载作用下拱式纵梁码头叉桩布置研究

拱式纵梁码头作为一种适用于深海的新型码头形式,其受力特性和部件结构需进行相关计算分析。文章基于ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件,通过p-y曲线理论所建立的土弹簧模拟桩土相互作用,建立了拱式纵梁码头结构三维有限元数学模型。计算并分析了船舶水平撞击力作用下,叉桩扭角角度和叉桩布置位置分别对该码头结构受力特性的影响程度。研究结果表明:设置叉桩可有效减小码头的整体水平位移,在必要工程中拱式纵梁码头设置叉桩是必要的,且叉桩扭角取15°能充分发挥码头各部件受力性能,可定为最优扭角角度;拱式纵梁码头在受到船舶撞击力作用时,基桩与墩台连接处、墩台与上部结构连接处易发生应力集中,施工时应进行局部加固处理,预防连接段的应力损伤。文章的研究成果可为拱式纵梁码头今后的实际工程应用提供依据。     

基于桩—弹簧模型芜申运河城区段三排桩支护受力验算分析

芜申运河芜湖城区段退建工程采用三排桩支护结构形式,通过本项目实际工程案例,介绍了工程地质条件、支护设计参数和施工流程,并基于桩-弹簧模型对典型断面(K0+480)桩基受力情况进行验算分析;分析得到三排桩桩顶水平位移基本一致,达到19.4mm,桩基最大弯矩达到1067.7kNm,桩基最大剪力达到468.4kN,两者都位于前排桩;桩基最大轴力为652.5kN,位于后排桩;芜申运河芜湖段退建工程三排桩支护形式开创先河,为类似工程提供宝贵经验。     

基于旧码头改造的钢管板桩结构静力分析

结合国内某港区散杂货泊位改造工程,对基于高桩码头改造所产生的新建钢管板桩结构进行数值分析。首先,建立数值模型,将传统板桩码头前墙结构受土压力作用的数值计算结果与理论计算结果进行比较,验证数值方法的准确性;其次,基于此数值方法建立研究土体边界选取的三维数值模型,分析土体的边界范围对码头结构应力的影响;最后,对钢管板桩结构进行运营荷载作用下的三维数值模拟,对结构的应力及位移进行分析。通过数值模拟及理论分析发现:在钢管板桩结构数值模型中,当土体边界达到60～80 m时,可以忽略土体的边界效应;在码头面设计荷载作用下,新建结构所受土压力和产生的位移小于传统的板桩码头结构。     

考虑后期维护费用的高桩码头结构优化

高桩码头建成后,受水工结构桩基的影响,水动力条件发生变化,部分地区码头面下部泥沙淤积较为严重。为保证码头结构安全,码头下方和后方在后期需要定期疏浚,维护困难且费用较高。为使工程初期投入和后期维护成本达到最优,考虑桩基与土之间的相互作用,采用三维实体有限元分析方法,结合某工程实例分析了泥沙淤积对码头基桩的影响。根据分析结果和结构受力特点,针对不同结构方案进行了优化计算和成本分析。分析表明：桩顶弯矩较大的向岸基桩采用钢管桩、其余基桩采用混凝土大管桩组合桩,工程初期投入和维护成本最优。     

高桩码头健康监测系统中桩基应变监测位置的选择与实施

桩基关键位置的应变监测是结构健康监测系统中一个不可缺少的监测参数。本文根据沿海高桩码头结构的运营荷载分布规律,分析了高桩码头结构桩基的荷载效应特点;指出了高桩码头结构健康监测中桩基应变监测的关键位置,并选择天津港某高桩码头为依托工程,实施了桩基应变监测传感器的安装与保护,对传感器选型、性能指标要求及相应监测传感器的安装实施方法进行了论述,研究成果可为沿海高桩码头的结构健康监测系统建设提供技术参考。     

高桩码头安全评估中桩身完整性检测比例的探讨

在役高桩码头检测评估中桩身完整性是必测项目,根据现行水运行业标准一般采用低应变反射波法,抽检数量不少于桩总数的10%或20%,且不得少于10根,当检测发现缺陷桩时,应扩大桩的抽检比例。根据多年在役高桩码头安全检测评估、尤其是交通运输部开展码头靠泊能力核查和沿海港口码头结构加固改造工作中遇到的问题,通过现行水运工程和相关行业规范的对比分析,结合桩基完整性检测割桩损伤对码头水平承载力影响计算结果,探讨了桩基完整性检测抽样比例的合理性。提出在役高桩码头安全检测应以码头桩基施工质量合格为基础,以排除运行过程中产生的安全隐患为目的。安全检测时只需考虑在役高桩码头运行年限、靠泊方式、运行环境、异常靠泊率和结构型式等运行因素,选择较不利受力以及外观检查中桩基完整性存疑的桩基作为对象进行验证检测。     

满足桩轴向刚度条件的高桩码头桩基计算模型

通过在桩身一定的位置施加一个轴向弹簧,建立高桩码头的桩基计算模型。根据《高桩码头设计与施工规范》 中关于桩轴向刚性系数的计算公式,给出了不同情况下轴向弹簧刚度系数大小以及施加位置的计算方法。该方法能满足嵌 固点法和m法计算模式下桩基计算模型的轴向刚度相同且与规范规定一致。结合该方法,分别采用嵌固点法和m法建立某高 桩码头工程实例的空间有限元模型。计算结果对比表明：桩身轴力、桩顶弯矩、上部结构各构件的内力均十分接近,验证 了该方法的合理可行性,可为高桩码头结构计算提供参考。     

高桩码头排架结构型式对比分析

本文结合某大型散货码头,利用ANSYS分别建立传统高桩码头结构和设"中直桩"的高桩码头结构型式三维模型,对比分析两种结构的受力特性。结果表明:相对传统高桩码头结构,设"中直桩"的高桩码头结构能够显著降低轨道梁下桩基的轴力和排架下各桩基的桩身弯矩,有效降低轨道梁的弯矩,而对横梁弯矩影响相对较小。     

高桩码头水上沉桩施工质量控制要点分析

高桩码头是目前较为常见的几种码头结构形式之一,主要由桩基和上部结构两部分组成。桩基施工作为整个高桩码头的基础工程,其施工质量的优劣将直接影响高桩码头后续施工过程中的进度及质量控制。朱家桥外贸码头桩基工程无论是从桩基正位率还是桩基承载力方面,均达到了较高的施工水平。现根据本工程桩基施工的整体过程,对高桩码头桩基施工质量控制要点进行分析。     

高桩码头PHC桩定位施工工艺及方法研究

近年来随着PHC桩生产工艺的日益成熟,PHC桩在诸多高桩码头工程中得到广泛应用,其中桩位定位技术也随之日益发展和完善。对于PHC桩高桩码头而言,PHC桩基的施工质量在高桩码头整体工程质量中起着决定性的作用,其中桩位的控制对桩基的质量有着很大的作用,桩定位的好坏直接影响上部结构的尺度和受力情况,从而影响整体码头的质量。桩的定位可根据项目实际环境条件及桩位布置进行选择相应适合的技术方法,桩的定位分平面定位和高程控制,测量定位所用到的仪器设备可选择水准仪、经纬仪、全站仪和GPS,仪器间可互相配合使用。本文就PHC桩定位施工方法进行总结阐述,并结合实际的施工案例进行实际应用的谈论,以期为相似高桩码头工程桩定位控制提供参考。     

基于现场监测数据的高桩码头结构受荷响应研究*

为完善高桩码头结构在实际复杂运营环境中的受荷响应研究,基于某高桩码头现场监测数据,结合船讯网、现场监控以及监测系统多方位信息融合技术,对高桩码头结构的受荷响应进行分析。结果表明,多方位信息融合技术能够高效准确地判断并识别船舶靠泊监测节点,靠船撞击力较为符合右偏的对数正态分布;PHC管桩应力响应受码头上部岸桥荷载影响明显,同时地基土体约束使泥面下方桩基的应力响应相较于上方桩基出现滞后现象;岸桥移动过程中横纵梁应力监测数据变化明显,且对岸桥荷载作用位置较为敏感。     

高桩码头桩基损伤形状及大小对结构的影响分析

随着我国航运事业的高速发展,各种码头工程越来越多。在码头工程的建设过程中,桩基部分的建设质量对工程质量有着非常直接的影响,如果其强度没有达到设计的强度,容易造成各种安全隐患。为了对高桩码头的桩基强度进行检测,通常采用的是低应变反射波检测法,在实际检测中,需要在桩体上切割传感器和激振平台,对桩体会造成一定的损伤。为此,本文将以一个高桩基码头的桩基为研究对象,有效研究水平载荷作用下割桩损伤大小和形状对桩身压力所产生的影响。根据研究结果显示,在桩基割上部位存在着一定的应力集中现象,对损伤的形状也比较敏感。该试验结果对桩基检测切割平台的形状设计可以提供有效的参考看。     

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。