港口结构抗震设计方法的发展（4）

以我国、美国和日本的港口码头设计规范、手册为基础,对我国、美国和日本港口码头抗震设计的方法进行了分析,同时介绍了国际航运协会标准《港口结构抗震设计指南》的有关规定。此系列论文共分6部分,该文为第4部分,分析和比较了我国、美国和日本规范中重力式码头和板桩码头抗震设计的方法。比较表明,对于重力式码头抗震设计,我国规范计算惯性力时考虑了加速度系数沿码头高度的变化,日本规范在基于地震危险性分析结果确定的地震系数中包含着要求控制的变形。对于板桩码头抗震设计,我国、美国和日本规范计算拉杆拉力和板桩墙弯矩时采用的方法不同。     

美国重力式结构抗震设计方法

论述了美国重力式结构抗震设计的方法,比较了与我国重力式结构抗震设计方法的差别。分析表明,美国重力式结构抗震设计与我国抗震设计在地震系数的确定、动土压力计算及其土压力作用点的确定、土中水影响的考虑等方面存在差别。     

重力式方块码头的抗震动力性能分析

以抗震性能相对较差的带有卸荷板的重力式方块码头为研究对象,首先对其在静力荷载作用下的变形和等效应力及稳定性进行了初步分析,然后对其在规范拟静力地震作用下和基于动力时程的强震记录下的水平地震惯性力、水平和竖向变形、最大等效应力、抗滑移和抗倾覆稳定性进行了对比分析。结果表明强震作用下除了码头的抗倾覆和抗滑移验算外,对结构的水平残余变形和竖向沉降变形同样要给予密切的关注,按当前规范给出的标准进行抗震设计,罕遇地震下会存在一定的风险。     

重力式码头抗震设计中国标准和PLANC标准对比分析

重力式码头是一种常用的码头结构形式,其因施工简单、对荷载适应性强等优点在国内外港口结构中被广泛采用,其中抗震设计是一项重要内容。对比分析了中国规范、PLANC标准关于重力式码头抗震设计方面的差异,并通过实例进行了验算,此实例研究结果表明:对同一结构,中国规范和PLANC标准抗震验算不同,但结论和趋势相似。研究成果可为海外项目重力式码头抗震设计提供参考。     

多级重力式码头最不利失效模式分析

通过将上一级码头的竖向地基应力和横向摩擦力视为一种超载,并转化为土压力作用在下一级码头上,运用可靠度方法,结合纳溪沟码头工程实例分析多级重力式码头的最不利工况组合及最不利失效模式。结果表明:多级重力式码头的各种作用组合中,水位与多级重力式码头的上、下级码头墙身等高时的抗滑稳定性可靠度最低,即为控制工况。     

中欧重力式码头结构设计方法比较

重力式码头是一种常规码头结构形式,世界各国设计方法各有不同。综合对比分析中国港口工程规范和欧标(英标)对重力式码头结构设计的理论基础、计算参数、荷载组合、抗倾抗滑稳定验算和地基承载力验算等。结合算例,定量对比计算方法的差异,提出采用欧标进行重力式码头设计时须加以关注的方面。结果表明欧标(英标)计算方法总体偏于严格,尤其当采用土体强度考虑分项系数的验算方法时。     

欧标岸壁重力式码头拟静力抗震设计方法及应用

总结了基于欧标的重力式岸壁码头抗震设计方法要点,特别是地震惯性力、地震动土动水荷载的计算取值,及其共同作用下的抗滑移稳定性计算要点,给出了欧标拟静力设计方法流程,并与中国规范的相关规定进行了比较。结合吉布提多哈雷港一期工程案例进行了欧标拟静力抗震设计应用,参数化研究了沉箱底宽,可为类似工程设计作参考。     

地震作用下深水高桩码头动水压力特性研究

随着一些国家高桩码头建设走向强震区和深水区,地震作用下动水压力对深水高桩码头动力性能的影响成为亟待研究的课题。然而,世界各国针对考虑动水压力的深水高桩码头的地震动力响应研究很少,缺乏适用于强震区深水高桩码头的动水压力计算方法。基于附加质量理论,采用p-y曲线法模拟桩土相互作用,通过简化的Morison动水力计算式,研究深水高桩码头结构地震作用下,考虑动水压力和不考虑动水压力时深水高桩码头各项动力性能指标差异。研究结果表明:动水压力对结构的自振特性和结构动力特性影响较明显;强震区深水高桩码头抗震设计需要考虑动水压力对结构的影响。     

水工建筑物抗震设计中土超孔隙水压力计算

水工建筑物地震分析中,超孔隙水压比是判断土体是否液化与计算地震动土压力时的基本参数。针对美国规范水工建筑物抗震设计中超孔隙水压力的计算问题,介绍场地循环应力比、等效循环应力比、液化触发系数等概念,并考虑工程实际情况,通过一个重力式码头设计实例说明其计算步骤。结果表明,本方法可以解决土体超孔隙水压比的估算问题。     

中英规范重力式方块码头抗倾抗滑对比分析

重力式码头稳定性的验证方法主要有:单一安全系数表达的极限状态设计方法;以概率论为基础,以分项系数表达的极限状态设计方法。《重力式码头设计与施工规范》(1987)和BS 6349(1988)均采用安全系数法;JTS167-2—2009《重力式码头设计与施工规范》和BS 6349(2010)均采用以概率论为基础,以分项系数表达的极限状态设计方法。重点对比分析中国与英国BS新、旧规范在抗滑、抗倾计算上的差异,结合现有重力式方块码头工程实例,根据其计算结果验证分析的准确性,供海外项目重力式方块结构设计参考。     

桩基础抗震储备对桥梁结构抗震安全影响

地震中桩基础一旦发生损伤或破坏,会带来地震后桥梁安全排查困难和抢修时间长等问题,而且因基础加固难度大和加固成本高,还会严重影响灾后的恢复工作。因此,许多国家越来越重视桥梁基础的抗震储备。但是,这一理念在我国尚未得到普遍认识,导致我国桥梁桩基础结构普遍偏弱,其抗震储备低于桥墩。通过分析桥梁抗震设计原则,比较中日两国典型桥梁下部结构的配筋以及分析典型桥梁的非线性地震响应,阐述桩基础抗震储备对桥梁结构抗震安全影响。     

海底管线抗震设计方法研究

现用海底管线的地震应力计算方法存在着计算应力过大、管线几何参数和埋设深度对计算结果几乎没有影响等问题,研究在考虑了海底管线实际埋设环境的基础上,通过计算发现在设计地震条件下,管土之间的约束实际上已进入了塑性滑移状态.结合理论分析,给出了考虑地震时管线周围约束土壤进入塑性滑移状态后的极限地震应力计算方法,来计算海底埋设管线在地震作用下所产生的最大地震应力.并用该新方法分析了一实际管线工程的地震应力,通过与现用方法计算结果的比较,证明该方法克服了现用设计方法仅考虑管土之间为弹性约束、管线几何尺寸对抗震设计影响很小等问题,有效反映了实际铺设环境对海底管线地震应力的作用.最后通过新的应力计算法,结合工程实例计算,进一步明确了管线几何参数和埋设深度对极限地震应力的影响规律,为准确计算海底管线的地震应力、制定海底管线抗震规范、进行在役海底管线的地震风险评估和寿命预测奠定了基础.     

海外工程岩土抗震参数选取

随着境外项目的增多,经常遇到海外工程如何选用岩土抗震参数的问题。部分国家抗震区划图或研究资料不足,且中标抗震体系与海外差异较大,参数选取往往会影响整个项目的造价。关于岩土抗震参数的研究很多,但系统性的总结研究不多,特别是针对具体项目如何应用研究不足,工程实例少,实用性不强。结合某境外地勘项目,对比分析国外标准与中标抗震参数的差异以及选取时的注意事项,提出了参数选取流程。给出了部分工程案例分析,为以后海外项目抗震参数的选取提供指导意见。     

桥梁抗震分析方法对比研究

实际桥梁工程结构复杂多样,在进行抗震分析时选用一种最佳的分析方法对设计和研究人员非常重要。本文对现有的主要抗震方法,如反应谱法、动力时程法、功率谱法、Push-over法等进行了分析,介绍了各种分析方法的特点和进展。     

基于位移的高桩码头抗震设计方法

在美国高桩码头抗震设计规范的基础上,从设计流程、设计地震动和性能目标、材料特性、结构分析模型、抗震分析方法等方面,介绍了高桩码头基于位移的抗震设计方法,并对规范采用的方法及有关问题进行解释,通过一个工程案例说明高桩码头基于位移的抗震设计的实施过程。基于位移的抗震设计可以很好地实现多地震水平、多设防目标的抗震设计思想,是目前和未来高桩码头抗震设计发展的方向。     

土质边坡地震稳定性研究进展

土质边坡地震稳定性研究方法主要有稳定安全系数法、地震永久变形法、模型试验法和数值模拟法四种.对这四种方法,并主要对基于概率理论的地震永久变形简化耦合算法(Bray-Travasarou法(2007))和振动台模型试验法这两种方法的基本内容和国内外最新研究进展进行评述,分析其存在的问题,并对这些方法的发展提出建议.     

大型深水物探船船型研究

介绍国际上大型物探船的船型发展情况及其主要作业特点。结合我国近年新建的大型物探船,分析该船型在总布置、性能指标、谐波控制、水下噪声等方面的技术难点。     

岸堤边坡地震反应影响的有限元分析

选取库区的岸堤边坡开挖锚固工程,结合1976年天津地震波曲线,采用有限元数值模拟的方法计算边坡的稳定性及其地震相应的规律,并使用有限元强度折减法计算了岸堤边坡的安全系数K值.     

地震作用下板桩码头结构动力响应研究

为探究地震作用下板桩码头结构动力响应,采用有限元软件ABAQUS建立了板桩码头二维有限元模型,对板桩码头进行了地震动力响应数值分析,研究了板桩墙入土深度对码头结构地震动力响应的影响及地震作用下的板桩墙后动土压力分布规律。研究表明:(1)板桩墙底部达到嵌固状态后,板桩入土深度的增加对于板桩墙的稳定性没有改善,反而小幅度增加了板桩顶位移及拉杆拉力;(2)地震模拟过程中的表层砂土动土压力较规范计算值偏大,其原因是板桩墙上部受到拉杆的约束作用及板桩墙自身变形,使表层砂土的动土压力更接近于动被动土压力,而在规范计算方法中表层砂土按照动主动土压力计算,表层砂土动土压力计算仍有待进一步完善。     

高震区斜坡式护岸的岸坡稳定性分析

对位于菲律宾高震区的某斜坡式护岸结构的岸坡进行稳定性评估,分析国际上主流抗震设计规范,结合该工程的具体设计条件,提出合适的地震岸坡稳定分析方法、稳定标准和分析流程,并采用Newmark法和非线性动力分析对该护岸的震后残余位移进行计算。结果表明：高震区的岸坡稳定分析宜以控制位移为目标,水准1、2地震下的残余位移宜分别不超过5、30 cm;当采用Newmark法计算时宜取其上限位移,而通过非线性动力分析可获得岸坡残余位移和最大剪应变等的分布,从而对地震下的岸坡稳定做更为全面的设计和评估。