圆沉箱结构优化设计分析

分析了圆沉箱结构的受力特点,通过工程实例对比分析了3种圆沉箱结构的筒壁的内力及变形,并根据内力进行配筋及裂缝宽度验算,结果表明无隔墙圆沉箱结构内力及变形最大,但是在该工程中3种圆沉箱结构均能满足内力配筋及裂缝宽度要求,最后提出圆沉箱设计中应先考虑无隔墙圆沉箱结构,在不满足要求的情况下,考虑其它有隔墙的结构形式。     

考虑实际约束的沉箱底板内力计算

沉箱为薄壁构件，沉箱外壁和隔墙厚度通常小于底板厚度，难以对底板施加有效约束，不满足现行规范的四边固结板假设。通过采用有限元模型模拟沉箱外壁和隔墙对底板的实际约束效果，分析沉箱底板内力分布规律，并与四边固结板计算结果进行对比，表明按照四边固结板计算的跨中弯矩偏小10%左右，当不存在悬臂趾板时，四边固结板计算的支座弯矩偏大25%;当存在悬臂趾板时，四边固结板计算的支座弯矩偏小，偏差程度与悬臂趾板尺度有关。相关结论对沉箱的设计具有指导意义。     

沉箱底板结构的有限元计算分析

采用ABAQUS有限元方法,对长宽比较大的沉箱的底板受力进行了计算,所得结果与规范方法进行了比较分析。计算表明,长边较长的沉箱底板的应力分布仍较好满足规范线性分布的假定;基顶应力在隔墙附近局部出现非线性特征从而导致支座剪力比规范算法偏大,工程中应引起重视。     

大型椭圆沉箱结构侧壁内力计算

针对预制椭圆沉箱持续大型化引起的波浪荷载计算超出规范问题,对设计椭圆沉箱结构进行圆形墩柱等效简化研究,采用规范计算圆形墩柱简化结构波浪荷载与椭圆沉箱码头最大水平总波浪力及波压强的物理模型试验结果进行对比的方法,可以判断结构简化的合理性,进而对椭圆沉箱侧壁波压强设计取值进行合理选择。依据相关规范公式对椭圆沉箱侧壁内力进行计算,并与采用有限元软件计算的结果进行对比与验证,得出椭圆沉箱侧壁由波浪引起的内力的准确计算结果,为类似工程设计提供借鉴。     

大型椭圆沉箱结构侧壁内力计算

针对预制椭圆沉箱持续大型化引起的波浪荷载计算超出规范问题，对设计椭圆沉箱结构进行圆形墩柱等效简化研究，采用规范计算圆形墩柱简化结构波浪荷载与椭圆沉箱码头最大水平总波浪力及波压强的物理模型试验结果进行对比的方法，可以判断结构简化的合理性，进而对椭圆沉箱侧壁波压强设计取值进行合理选择。依据相关规范公式对椭圆沉箱侧壁内力进行计算，并与采用有限元软件计算的结果进行对比与验证，得出椭圆沉箱侧壁由波浪引起的内力的准确计算结果，为类似工程设计提供借鉴。     

与胸墙连接的沉箱外墙及隔墙内力计算模式探讨

对于大型沉箱重力式码头，沉箱外墙及隔墙的内力计算结果与计算模式的选择有关。按现行有关规范可不考虑上部胸墙对沉箱的约束。但构造要求需符合固接处理条件。结合某沉箱重力式码头工程，在考虑胸墙约束的模式下，对沉箱外墙及隔墙的内力计算．按不同模式进行对比分析，并给出相关结论和建议。     

沉箱箱壁计算分析和局部优化

采用结构计算程序AN SY S,对北方某港拟建的15万吨级矿石转水码头大直径圆沉箱箱壁进行了计算。对桥梁计算中通用的影响线加载程序进行修改,编制成适用于卸船机荷载的动态规划程序,并嵌入结构分析程序中,计算出最不利组合工况下的沉箱箱壁受力;同时参考AN SY S拓扑优化结果,对沉箱消浪孔形式和布置位置等进行了调整,计算分析后给出了受力性能更为合理的细部构造布置。     

沉箱结构的有限元分析

某码头为大直径圆沉箱重力墩式结构，应用大型有限元分析软件ANSYS，对沉箱结构建立三维有限元模型，分别按考虑地基与沉箱作用和不考虑地基与沉箱作用进行计算。计算与分析结果表明，2种算法上部结构的计算结果相近，不考虑沉箱与地基共同作用的底板内力过于保守。     

大型异型沉箱在LNG取水工程中的应用

沉箱结构被广泛应用于港口工程重力式码头结构中,作为码头的墙身结构。针对LNG项目取水的需求,设计了一种不同于传统沉箱的异型沉箱作为LNG项目的取水泵房,并根据实际施工能力,提出了沉箱二次浇注的设计方案。首先,在岸上预制沉箱外壁与底板,安装定位后,二次现浇沉箱内隔墙、支撑横梁、立柱等。施工期浮运、安装过程中,由于沉箱未整体成型,根据受力特点采用钢结构对沉箱外壁进行支撑。本工程以不同时期的荷载要求为基础,结合可行的施工方案,对沉箱结构进行了详细设计,实现了大型异型沉箱在LNG取水工程方面的应用,可以为类似工程提供借鉴。     

布置输水廊道的船闸闸室底板受力分析及有限元计算

布置输水廊道和消能设施的船闸闸室底板结构具有明显的三维特性。按《船闸水工建筑物设计规范》中的弹性地基上的框架或均布地基反力的框架进行受力计算时,难以确定底板框架的刚度,且无法模拟底板的三维受力特性。通过分析某船闸布置廊道的闸室底板受力情况,采用有限元计算软件建立其三维有限元模型,计算分析闸室底板的内力和变位。     

圆沉箱内隔墙的设置方式

重庆内河运输条件优越。大力发展重庆水运,将极大地促进重庆经济迅猛发展。结合重庆水运的实际情况,从可持续发展的角度,建立了一套科学、有效、全面的评价重庆水运可持续发展能力的指标体系。采用层次分析法确定指标权重,对重庆水运进行综合评价。通过实例分析验证了指标体系对重庆水运可持续发展能力评价的合理性,为重庆水运走可持续发展道路提供决策依据。     

扇形箱格之圆形沉箱浮游稳定的计算法

引用矩形沉箱浮游稳定计算的相同原理,把扇形重心轴的惯性矩通过转轴公式的转换,再经数学证明,得到带箱格圆形沉箱浮游稳定计算的通用公式和计算方法。     

大型沉井浮运阻力研究

利用计算流体软件FLUENT对大型圆形铜沉井浮运时受到的水阻力进行数值计算，得到了不同流速不同吃水工况下沉井外壁和沉井总体的水流力；并将FLUENT计算结果与经验公式估算结果比较分析，验证了经验公式中只规定外壁为挡水面积是不合理的。在实际浮运中沉井内壁也受到了较大的水流力，并且不可忽略。依据FLUENT数值结果对经验公式进行修正，修正后的公式考虑了内壁受到的水流力，可更准确地估算大型圆形沉井浮运时的水流力。此修正经验公式可为工程实际提供参考。     

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。     

桩基-重力式复合结构码头的有限元分析

通过大型有限元计算软件ANSYS,对荷载作用下的某桩基-重力式复合结构码头内力进行三维空间有限元分析。选择两种不同地基模型来模拟沉箱与地基的相互作用,结果表明,文克勒地基模型与半无限空间地基模型,除沉箱地板内力有一定差别外,码头结构其它部位内力基本相同,且两种模型中桩基与底部沉箱的连接处的节点应力较大,设计时有必要对此处进行加强。     

圆沉箱护岸结构波浪力试验研究

大直径圆沉箱护岸适用于水深较大的外海海域。采用物理模型试验,探究带有连接件的大直径圆沉箱压力分布的规律及影响因素,研究包括沉箱上部胸墙的位置,胸墙顶超高与波浪要素等因素。通过比较试验结果与各家水平波浪压力的理论公式,进行波浪总水平力的计算方法研究,给出合田良实公式的折减系数来拟合大直径圆沉箱护岸的波浪总水平力计算公式,供工程设计参考与进一步研究。     

沉箱内砂土振冲施工密实度检测方法及振冲参数优化

针对重力式码头沉箱内仓格空间狭小、排水困难、内部填料密实加固困难、沉箱侧壁及底部完整性难以保证等问题,对比分析4个采用了不同振冲参数的沉箱仓格的砂土的静力触探试验结果。对影响加固效果的3个振冲参数(振冲点数、密实电流、留振时间)进行优化,最终确定单点振冲、密实电流80 A、留振时间20 s的工况最佳,该工况能在保证填料密实度要求的同时,将振冲对沉箱的影响降低,并节约了施工成本。同时发现沉箱内振冲密实电流与对应位置平均锥尖阻力存在二次曲线相关关系。     

椭圆沉箱浮游稳定的计算法

在矩形箱格的矩形沉箱和扇形箱格之圆形沉箱的浮游稳定计算原理的基础上,对两种类型椭圆沉箱两端半圆段内不同几何形状的箱格之自身对称轴的惯性矩,经图形转轴公式和平行移动公式转换,并经数学推导得到对椭圆形沉箱纵向形心轴平行的箱格自身形心轴的惯性矩i及其之和Σi的计算式,从而解决了椭圆形沉箱浮游稳定计算的问题。     

带横隔板开孔沉箱所受波浪力的研究

研究了斜向波与无限多开孔沉箱的相互作用。依照结构物的几何形状,整个流域被分成无限多个子域,在每个子域内应用特征函数展开法求解速度势。对于沉箱内的波浪运动,引入相位差概念;同时,在构造反射波模型时,考虑了结构物的几何形状影响。进行了数值试验,分析了开孔沉箱水平波浪力及横隔板受力特点,详细讨论了波浪入射频率、入射角度、相对消浪室宽度及开孔影响系数对开孔沉箱波浪力的影响。     

规则波作用下有顶板开孔沉箱垂直波浪力试验研究

通过二维规则波波压力试验,在规则波作用下无顶板开孔沉箱波浪力研究的基础上,对规则波作用下有顶板开孔沉箱所受到的垂直波浪力进行了系统的研究。提出了有顶板开孔沉箱所受垂直波浪力的计算方法,为开孔沉箱的实际工程应用提供了有价值的结果。