离岸深水码头波浪力作用下顶高程对码头损伤的影响

针对剪胀性海洋地基,建立了地基-桩-上部结构和波浪动荷载作用的三维动力响应数值模型。将损伤本构模型应用于码头结构,分析了不同码头顶高程下码头结构和地基的动力响应规律。研究结果显示:高桩码头受到波浪冲击,相对净空ΔhH为0. 33左右时内力最大,损伤最严重;相对净空为0. 5时损伤和内力明显减小;相对净空大于0. 42时桩基内最大等效应力随顶高程增加明显减小。虽然桩基周围土层的影响范围变化不是很大,但上部结构具有较大的动力放大效应,即使是小量的地基变形量变化也可能引起上部结构内较大的破坏,因此设计时应考虑地基-桩-上部结构-波浪的相互协同作用效应。针对海洋性地基的非线性变形特性,建议建立整体模型进行分析,使设计更加科学可靠。     

高桩码头二次受碰损伤发展的三维数值模拟分析

本文采用混凝土损伤本构模型,对码头受船舶垂直碰撞作用下动力响应与裂纹扩展过程进行了数值模拟分析。码头上部结构受船舶碰撞后裂纹从横梁底部开始扩展至面板和纵梁,面板的裂纹总数最多,根据裂纹分布特点可以对码头上部结构进行优化设计。二次碰撞后码头上部结构裂纹进一步扩展,累积效应明显,裂纹扩展分布范围的预测可以为受碰撞码头的安全评估和加固修复做参考。     

某拖轮码头高桩结构的设计优化

某拖轮码头为高桩梁板式结构,上部结构由预制桩帽、预制横梁、预制面板、预制靠船面板及现浇面板组成,结构复杂,施工困难,浇注质量难以保证,码头结构存在优化的可能性和必要性。通过对设计荷载、桩基结构进行优化,在维持原码头功能要求的前提下,降低桩基内力,重新设计钢管桩壁厚,节省钢管桩钢材用量;将上部结构更改为现浇结构,提高了施工效率和混凝土浇筑质量,节省钢筋用量。该设计优化可供类似项目借鉴。     

桩基地连墙码头结构新形式应用与研究

埃及塞德港集装箱码头二期工程成功应用桩基地连墙码头结构,项目设计过程采用三维有限元方法、考虑桩土相互作用进行结构计算,采用修正的竖向弹性地基梁法进行结构内力计算,整体稳定性计算考虑截桩力。项目在结构形式和设计计算方法方面均具有创新性。桩基地连墙组合码头结构,是介于桩基和地连墙结构间的新型结构,较适用于软弱土层较厚、具有陆上施工条件的大中型码头结构。     

悬吊底模法在印尼某高桩码头现浇下横梁中的应用

高桩梁板式码头的主体混凝土结构一般由桩基、横梁（现浇）、纵向梁系（现浇或预制后安装）、面板（现浇或预制后安装）、面层（现浇）等组成。码头上部荷载全部由横梁传递给桩基,因此对横梁的质量要求很高。而现浇横梁一般位于水位变动区,受潮汐影响严重,现场施工难度较大,施工质量不可控。印尼神华国华爪哇7电厂工程采用悬吊底模法施工高桩码头现浇下横梁,降低了潮汐对横梁施工的影响,现场施工便利,同时确保了横梁的施工质量,取得较好的经济和社会效益。     

在役码头桩基承载力静载试验

传统在役码头的桩基承载力检测需拆除上部结构,使得检测工作量大且工期较长。以某旧码头桩基检测工程为依托,阐述在保持上部结构完整的情况下,快速准确检测桩基承载力的方法。首先通过数值模拟分析上部结构与桩基荷载分担比例,初步确定试验堆载量。同时在码头下部的桩头安装传感器,加载过程中能较精确的测得桩顶的实际荷载。用该方法顺利地对该码头2根桩承载力进行检测,取得了较好的效果。     

船闸闸室结构刚性桩加固地基承载特性分析

结合东部沿海地区某刚性桩加固地基船闸工程,运用ANSYS软件分别模拟一体式和分开式桩基加固地基船闸闸室结构,接触面均采用库伦摩擦模型,对两种桩基加固地基闸室结构分别进行闸室底板沉降与地基沉降、桩身竖向应力、桩身水平位移以及桩土荷载承担比共4个方面的对比分析。研究表明:一体式桩基加固闸室结构在一定程度上有利于减小闸室整体沉降和地基沉降,素混凝土垫层起到一定的调节作用;一体式桩基加固闸室结构桩基承担的竖向荷载大于分开式,土承担的荷载比例小于分开式;两种结构桩身水平位移沿桩基入土深度的变化趋势一样;分开式桩基加固闸室结构在一定程度上有利于减小闸室底板弯矩。     

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.     

整体预制横梁结构应用技术

传统高桩梁板式码头上部结构常规采用现浇上下横梁、桩帽节点加预制或现浇横梁等结构形式，现场混凝土浇筑量大、工序多、工期较长。结合上海某水上观景平台设计实例，提出一种预留桩基孔洞并预埋支撑工字钢的整体预制横梁结构，取消现浇桩帽结构，解决了预制横梁施工期搁置在桩基上的失稳问题和施工期预制横梁的结构安全问题，实现预制横梁与桩基结构的直接连接。在保证结构整体性的同时，提高了上部结构的预制装配率，大幅减少现场混凝土浇筑量，施工环保，工期更短，可为类似工程提供参考借鉴。     

毛里塔尼亚某25万吨级矿石码头工程创新设计

为了有效地节约成本,降低海上沉桩难度,提高施工速度等一系列问题,码头设计方大胆创新,采用靠船墩与码头平台分离的结构型式,桩基采用全直桩,突破常规采用叉桩来抵抗由波浪、船舶和装卸机械产生水平分力的常规做法,充分发挥钢管桩自身抗弯刚度大的特点。设计首次采用欧洲标准进行设计,桩基采用全直钢管桩,引桥横梁、码头桩帽、靠船墩和系缆墩采用薄壁外壳结构方案,大大降低了工程成本,提高了施工速度。     

高桩码头固有频率敏感性与相关性分析

高桩码头构件众多,不同位置、程度、数量的构件损伤会对码头动力特性造成不同的影响。采用概率灵敏度分析方法,研究混凝土基桩损伤、上部结构损伤等情况下码头动力特性的变化。通过建立高桩码头有限元模型,分析不同参数对码头整体动力特性的影响,发现码头结构动力特性对土体参数、桩有效截面面积以及部分桩的弹性模量较为敏感;对横梁和纵梁的损伤并不敏感;码头前三阶自振频率的变化可以作为反映整体损伤的指标,四阶以上频率因其振型为桩自身的局部振型,其频率值仅对部分单桩损伤敏感,而对其他桩的损伤不敏感;码头前三阶频率间相关性强,三阶以上频率与前三阶频率中等强度相关。     

重力式岸壁码头位移调查与分析

部分重力式码头位移的调查结果表明,码头位移在施工期可基本完成且达到码头高度的0.2%以上,具备码头墙后产生主动土压力的必要条件,与设计预期相符合;使用期的码头位移一般较小,地基压缩性较低时均可在25 mm以内,不影响码头正常使用。进一步的统计分析表明,岸壁码头位移无论在施工期还是使用期均与地基状况密切相关,即地基越好,码头位移越小。建造在压缩性较明显的一般黏性土地基上的重力式岸壁码头,其使用期位移量可达100 mm以上,对码头正常运行将产生不利影响,需要采取适当的措施。     

码头岸坡土体相关距离的求解

码头岸坡多为天然土层沉积而成,土体参数具有空间变异性,应用随机场理论可以实现土性参数的点变异性到空间变异性的转化。土性参数随机场是一个平稳随机场,相关距离是描述土性参数随机场的一个重要指标。基于随机场理论,利用静力触探曲线数据按相关函数法拟合求解了码头岸坡土体的相关距离,为今后开展码头岸坡的可靠度研究打下基础。     

洋山四期码头水工结构设计要点

洋山四期工程为全自动化集装箱港区,装卸桥荷载超出常规。码头水工结构的设计需要适应超常规的荷载和自动化工艺,特别是根据自动化装卸工艺要求,码头面层特定区域不能含有金属,以免干扰磁钉信号。针对四期工程设计条件论证码头结构形式和桩基方案,并结合工艺特点对码头主要构件设计进行创新。通过论证认为,码头适宜采用高桩梁板式结构,桩基根据覆盖层的变化分为打入桩和嵌岩桩,同时为适应超出常规的装卸桥荷载和全自动化装卸工艺,轨道梁采用深梁理论进行设计,码头面层设计中首次采用纤维增强复合材料。     

基于参数化模型的架空直立式码头损伤诱因反演

近年来架空直立式码头成为长江上游地区码头主要的结构形式之一,由于其构件数量多、外部损伤因素复杂,又缺乏有效的损伤获知手段,导致很多码头处于“亚健康”服役状态。桩基作为整个码头结构的关键构件,是“窥视”码头结构受力状态及外界损伤诱因作用的重要“窗口”。通过构建神经网络反演模型对采集的有限元计算数据进行分析,采用Python-MANSYS建立了简化计算模型,通过与实体单元模型进行对比,验证了简化计算模型的适用性。通过抽样的方式获取参数化分析的数据样本空间,并通过降维提取反演模型所需数据。在此基础上,对主要损伤诱因的相关参数进行反演,并对反演结果和模型性能进行分析。     

循环荷载波形变化对天津滨海软土刚度软化特性的影响

为研究循环荷载波形对结构性软土刚度软化的影响,以天津滨海新区天津港保税区海积软土为研究对象,对其施加不同波形、不同幅值的循环荷载。试验结果表明:当循环荷载应力幅值较小时,软土刚度软化速率慢,不同波形循环荷载对软土刚度软化影响差别不大;当循环荷载较大时,软土刚度软化速率加快,荷载波形变化对结构性软土刚度软化速率影响明显,其中方波循环荷载作用下软土刚度软化的速率最大,正弦波次之,三角波最小。通过对比分析不同波形、不同应力幅值荷载作用下软土软化指数衰减曲线,得到综合考虑荷载波形和应力幅值的软化指数经验公式。     

复杂荷载条件下变刚度多层框架码头设计优化

以常德达门船舶有限公司吊机码头工程为例,建立多个框架码头三维有限元模型,在分析研究变刚度多层框架码头承受不同位置船舶水平撞击力下的变形特性的基础上,通过对比有无竖向斜撑、水平斜撑等方案对码头整体变形的影响,提出增加竖向斜撑而不增加水平斜撑的优化方案。该优化减少了复杂荷载条件下框架码头结构的变形,在有限的工程投资下,增加了结构的整体性,提高了结构的可靠度。     

意大利威尼斯离岸深水港自动化集装箱码头结构选型

意大利威尼斯离岸深水港项目拟在外海建设现代化全自动集装箱港区,其关键技术之一是在深厚高压缩性土体且广泛存在极软弱泥炭夹层的极不均匀和复杂地质条件下,采用何种码头结构形式才能满足全自动化集装箱码头较高的使用要求。为此,对高桩码头+组合式桩基承台驳岸结构、重力式沉箱结构和全高桩(高桩码头+高桩堆场)结构3种方案进行综合比选,并利用有限元数值模拟分析,提出采用全高桩码头结构形式。该结构形式适合工程的地质条件和使用要求,技术成熟,风险小,且投资较低。     

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。     

VSP与CT技术对在役高桩码头结构损伤的检测与应用

在役高桩码头结构检测时由于结构形式复杂、需水上作业等因素,采用传统方法难以对其进行全面损伤检测。本研究在自主研发相关仪器设备的基础上,综合采用VSP基桩测试设备与混凝土结构内部损伤CT扫描设备,对船舶撞击后的某油田钻井平台码头进行检测与评判。检测结果发现,采用VSP与CT联合检测技术,能对在役高桩码头上部结构及基桩的损伤进行准确检测,并可根据检测结果对码头上部结构与基桩的损伤程度做出科学的评价,较好地解决了在役高桩码头结构损伤全面检测的技术难题,可作为一种新型的在役码头检测手段进行应用推广。