遮帘式板桩码头抗震特性及设计参数研究

板桩码头是港口工程建筑物一种重要的结构形式,但受墙身高度限制,只适用于中小码头建造。遮帘桩的加入,极大地改善了前墙受力,使码头泊位大型深水化成为可能。作为一种新型的结构形式,遮帘式板桩码头抗震特性尚不清楚,地震破坏机理与变形灾变性能是抗震安全设计中需考虑的较复杂的问题。基于非线性有限元分析技术,考虑遮帘桩到前墙间距、遮帘桩长度和遮帘桩厚度等一系列抗震设计参数,研究不同参数时,遮帘式板桩码头前墙残余变形分布特征、墙身以及拉杆受力特性,阐述各设计参数下板桩码头的抗震机理和变形特性,给出各设计参数的合理抗震取值,研究结果为遮帘式板桩码头的抗震安全设计提供参考。     

遮帘式板桩结构简化计算及与离心模型试验对比研究

遮帘式板桩码头是一种新型的结构型式,其主要荷载是作用于前墙的土压力,由于设置了遮帘桩与卸荷板,以至于使板桩结构受力更趋复杂化,目前没有成熟的理论和计算方法,本课题开展了离心模型试验,进行了土压力现场测验,测试了板桩结构上土压力的分布规律,并测试了遮帘式板桩结构弯矩及位移的分布规律,通过有限元数值分析,探讨了分离卸荷式板桩码头结构的受力与变形规律,数值计算结果与试验数据基本吻合,证明了简化计算方法的合理性,为遮帘式板桩码头结构的计算和工程设计提供了理论依据。     

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。     

深厚软土地基深水板桩码头变形控制优化设计

针对软土区采用深层水泥搅拌桩（DCM）加固的板桩码头结构,板桩变形控制是设计难点之一。以深厚软土地基的某深水板桩码头为研究对象,通过PLAXIS软件进行有限元模拟,分析在不同DCM置换率下码头前墙受力与变形的特性,比较DCM及拉杆的不同布置模式下的前墙位移,研究码头后方堆载预压对锚碇墙和土体变形的影响,最终对地基处理工序、DCM置换率及布置范围、拉杆布置进行优化设计。设计方案保证经济合理的同时,较好地限制了板桩的变形,缩短了施工工期,可为类似工程提供借鉴。     

堆载过程中分离卸荷式板桩码头结构变形特性

分离卸荷式板桩码头结构主要由前墙、锚碇墙、拉杆以及卸荷平台体系组成,通过卸荷平台体系承载码头上部结构荷载,以达到减小前墙荷载、加大港池开挖深度的效果。对这种新型码头结构堆载过程进行的数值模拟是码头数值模拟的基础。通过FLAC3D软件进行数值分析,探讨堆载过程中,分离卸荷式板桩码头的受力与变形特性,以及码头结构上土压力分布规律。通过与原型观测数据和离心模型试验结果对比,验证堆载模拟方法的合理性。     

侧向变位对板桩墙土压力影响的研究综述

板桩码头具有结构简单、施工方便、对复杂的地质条件适应性强等诸多优点,被广泛应用于沿海和内陆地区。常规的设计方法假定作用在板桩墙前后的土压力达到主动与被动极限状态,然而在板桩墙的施工和使用过程中,由于受到土体与锚碇结构的共同作用,整个墙体的侧向变形和位移会受到不同程度的限制,所以实际的土压力并不处于极限状态,这可能导致工程设计过于保守而造成浪费或过于轻率而产生安全隐患。因此,众多学者围绕侧向变位对板桩墙前后土压力的影响开展了卓有成效的研究。文中对土体侧向变形对土压力系数的影响和板桩墙变位对土压力的影响进行了综述和归纳,明确了板桩墙所受土压力的变化规律,并探讨了后续需进一步研究的问题。     

钢管桩/AZ型钢板桩组合墙的受力性能分析

钢管桩/AZ型钢板桩组合墙是一种新型板桩结构，具有构造简单、抗弯刚度大、变形量小以及经济等优点，应用前景广阔，但在国内大型深水码头中尚无工程实例，有待于对组合墙的性能进行深入研究。以某板桩码头工程为例，采用竖向弹性地基梁法，同时考虑桩土作用的影响，对组合墙的受力性能进行了研究。结果显示：组合钢板桩相比普通钢板桩具有更大的抗弯刚度；由于水平土拱作用结构受力分配合理，具有良好的经济性；组合墙位移变形较小，水平位移满足使用要求。     

可液化场地20万吨级卸荷式板桩码头地震反应分析

地震作用下场地液化是码头结构发生破坏的主要原因之一。针对一种20万吨级卸荷式板桩码头建立二维有限元数值模型，采用有效应力法对该码头结构进行动力时程分析，研究其在可液化场地条件下的受力变形特征以及周围土体的动力反应。结果表明：可液化场地条件下，板桩码头的前墙变形与传统单锚式柔性挡墙不同，未出现明显的凸胀变形；地震作用过程中前墙承担的弯矩最大，最大弯矩位于海底泥面附近；码头结构对周围土体的地震反应有放大效应，临空面对土体地震动峰值加速度(PGA)影响范围随地震强度的增加有减小的趋势；墙后填土液化范围随地震动强度的增加逐渐扩大，在0.50g情况下存在整体滑移的危险。     

分离卸荷式板桩码头中桩基-卸荷承台结构的卸荷机理研究

分离卸荷式板桩码头结构是在传统单锚式板桩码头结构的基础上通过前墙后方埋深的桩基卸荷承台结构承担部分荷载从而实现卸荷效应。为了研究该码头结构的卸荷机理,文章通过有限元数值模拟对分离卸荷式板桩码头结构在施工过程中的承载特性进行研究,并通过对比工程原型观测数据验证模型的正确性。在此基础上,通过对比单锚式、双排桩和分离卸荷式三种板桩码头结构在相同工况下的结构内力与变形以及应变能差异,分别探究桩基卸荷承台结构的双排桩和卸荷承台结构的卸荷效应及其组合后的影响。结果表明双排桩在水平方向通过自身抗弯能力与桩土间相互作用达到对前墙的遮帘作用,而卸荷承台在竖直方向形成土压力卸荷区减小前墙荷载,此外卸荷承台与双排桩之间能相互影响,增强系统的稳定性,提高桩基卸荷承台结构的承载能力与负荷比例,达到更好的卸荷效果。     

分离卸荷式地下连续墙板桩码头运行初期前墙工作性状的观测与研究

唐山港京唐港区18#-19#泊位是我国首个采用分离卸荷式地下连续墙结构建设的深水板桩码头,是深水板桩码头结构创新相关研究的重要组成部分.通过分析研究该泊位在码头前沿疏浚期间和投入运营1 a后所进行的系统性原型测试成果,进一步了解和掌握码头前板桩墙的结构内力和变形情况.测试结果显示,在运营初期码头前墙的内力和变形均较小,...     

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。     

遮帘桩对板桩码头地震响应的影响

为了研究地震作用下遮帘桩对板桩码头前墙、锚碇墙以及拉杆受力性能的影响,运用ABAQUS软件对京唐港32#遮帘式板桩码头进行动力有限元分析.结果表明,遮帘桩可显著减小地震作用下前墙弯矩和拉杆拉力,对锚碇墙的受力性能影响较小;遮帘桩厚度对地震作用下拉杆拉力、泥面高程以下部分的前墙弯矩影响较大,对泥面高程以上部分的前墙弯矩和...     

港池开挖对遮帘式板桩码头结构影响分析

遮帘式板桩码头是近几年开发的新结构,施工经验不足。为研究港池开挖过程中码头的应力一变形,基于ANSYS计算软件,以某遮帘板桩码头为工程背景,建立码头三维有限元模型,模拟港池开挖。计算结果表明：港池开挖对码头结果侧向位移影响较大,沿桩、墙顶距呈现由大变小的规律;遮帘桩的设置,很好的改变了前墙土压力的分布,是板桩码头深水化的关键。     

重力式码头升级改造板桩墙后土压力分布

针对重力式码头升级改造新建板桩墙方案板桩墙后土压力分布问题,开展新建板桩墙距已有重力式墙身不同距离的土压力分布规律研究。采用有限元数值模拟和理论公式计算对比分析,得出作用在前板桩墙上的土压力小于理论主动土压力,即存在贮仓效应的结论。建议重力式码头改造工程设置前板桩墙时,采用公式合理选取贮仓尺寸,或根据新建板桩墙距已有码头墙身的距离采用有限元计算作用在板桩墙上的土压力,避免保守或激进设计。     

软土地基钢板桩码头允许位移探讨

板桩码头的位移是一种普遍现象,位移的量值通常与板桩结构、地质条件、回填材料等因素有关,不同工程差异较大,正因为如此,板桩码头设计规范中未就允许位移作出相关规定.根据某钢板桩码头沉降位移实测情况,通过模拟计算测算钢板桩各结构部位的受力,给出了特定情况下位移值和结构受力的相关性,对钢板桩结构的允许位移进行探讨,并提出建议.分析结果表明,对于一般的单锚钢板桩结构,累计位移控制在结构挡土高度的1.0%～1.2%是安全的.如果超出该值,建议通过模拟计算或其他方式确定钢板桩的受力.     

罗源湾2×5万吨级码头结构选型

由于地质条件复杂,罗源湾北岸2×5万吨级码头结构选型较为困难。为了解决此问题,对类似地质条件下的码头结构展开了调研和对比分析,进行码头结构方案优选。从技术可行性和经济合理性角度,对优选的透空式前板桩高桩码头结构进行分析。同时收集了码头实测数据,并与计算结果进行对比,从而验证了透空式前板桩高桩码头结构的可靠性和经济合理性。     

基于桩土相互作用板桩码头数值计算方法研究

本文基于桩土相互作用,选择合理的计算参数,建立了板桩码头数值计算模型。通过数值计算得到板桩前墙弯矩、墙后主动土压力、最大拉杆拉力值及板桩墙锚固点水平位移,并对比研究了该计算数据与板桩码头土工离心试验数据,从而给出了板桩码头的数值计算方法。     

泡沫轻质土在板桩码头结构中的应用

板桩码头在采用传统回填材料时,由于回填料自重较大,易导致码头竖向沉降大、前墙水平位移较大,不利于码头结构整体稳定。针对上述问题,利用新型材料泡沫轻质土作为回填材料,采用PLAXIS 3D三维有限元软件构建码头结构与土体的空间三维模型,分别计算码头上方使用回填泡沫轻质土和中粗砂2种材料时结构的受力特性。通过结果对比分析可知,码头上部回填泡沫轻质土时,前墙弯矩、位移、拉杆拉力均有一定程度的降低,码头整体稳定安全性增大,可为类似工程建设提供参考。     

基于PLAXIS 的板桩结构非线性有限元分析

利用岩土工程有限元软件PLAXIS对某板桩码头模型进行非线性有限元分析,得出板桩的变形、板桩的弯矩和剪力分布、桩周的土压力分布;并分析荷载作用下板桩墙后的地基土的沉降和应力状况。与弹性线法和m法的计算结果进行对比和分析,验证了PLAXIS软件的精确性和可靠性,说明用PLAXIS软件求解板桩结构的合理性。     

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。