高桩码头结构安全评价指标及其敏感性分析

针对高桩码头结构损伤引起的安全性评价问题,提出将宏观层面的横向位移、桩顶转角和微观层面的桩身应变作为高桩码头结构的安全性评价指标。基于工程实际建立了高桩码头结构的有限元分析模型,并与现场实测动力特性数据进行了对比验证;结合有限元模型和概率方法研究了高桩码头结构安全性能性能评估指标及其敏感性规律;得出宏观安全指标与桩的结构参数、强度参数以及土体参数有较大的相关性,微观安全指标只对桩的有效截面积及局部强度敏感。研究成果可为高桩码头结构损伤预警和状态评估提供依据。     

高桩码头结构安全监测预警模型及工程应用

高桩码头结构在服役期内会出现不同程度的损伤,导致码头结构安全性降低。为保证码头长期安全运行,可通过实时监测确定码头运行状态并及时预警。提出一种高桩码头结构安全监测预警模型,采用不同结构状态的设计控制值作为不同级别的预警阈值,每级预警阈值对应不同的风险程度,针对不同级别的预警提出相应处置措施。将该预警模型应用于南京港某高桩码头的安全监测,对可变荷载作用下码头结构位移和桩基应变进行实时监测,并计算设置码头结构位移和桩基应变三级安全预警阈值。结果表明,码头安全预警阈值的设置及安全告警的应对措施科学有效,实现了码头结构全工况整体技术状态评估和安全预警。     

在役高桩码头耐久性等级的灰色综合评估

在研究高桩码头耐久性损伤特点及其结构特征的基础上,建立了包括指标层、准则层和目标层的多层次评估模型。结合专家经验和已有的工程实例研究成果,给出了各指标的评估标准及构件、结构耐久性等级划分标准。运用层次分析法原理,确定各层次的初始权重,再运用熵的性质对初始权重进行修正。最后以灰色关联度为准则对在役高桩码头构件和结构的耐久性进行综合分级评估,为工程人员鉴定、评估提供依据。并以浙江省某梁板式高桩码头为例进行实际应用分析,结果表明这种方法具有一定的实际应用价值。     

在役高桩码头耐久性等级的灰色综合评估

在研究高桩码头耐久性损伤特点及其结构特征的基础上,建立了包括指标层、准则层和目标层的多层次评估模型;结合专家经验和已有的工程实例研究成果,给出了各指标的评估标准及构件、结构耐久性等级划分标准;运用层次分析法原理,确定各层次的初始权重,再运用熵的性质对初始权重进行修正;最后以灰色关联度为准则对在役高桩码头构件和结构的耐久性进行综合分级评估,为工程人员鉴定、评估提供依据.并以浙江省某梁板式高桩码头为例进行实际应用分析,结果表明这种方法具有实际应用价值.     

船舶撞击力作用下高桩码头的安全评估

针对高桩码头水平承载力,应用极限概率理论分析了荷载效应的统计参数;根据构件破坏准则,确定了码头破坏模式和功能函数;依托某码头实例,建立响应模型,计算其失效概率及可靠指标。分析的结果认为,船舶撞击能和船舶撞击力符合极值I型分布;高桩码头的主要破坏为桩基础的正截面受弯破坏和水平位移过大;结合某码头工程实例,利用ANSYS有限元分析软件建立结构响应模型和PDS模块,采用蒙特卡罗的方法进行可靠性分析,共进行了10万次抽样,抽样的结果显示,码头受船撞作用失效的概率为2.073 05×10-3,可靠指标为3.76,安全结构等级为2级。     

沿海老旧高桩码头检测与评估实例分析

水工码头通常处于恶劣自然环境下,钢筋砼易受到二氧化碳等腐蚀介质侵袭,码头在复杂受荷下因过载等原因出现裂化,影响码头结构耐久性。既有码头结构受到损伤会影响其使用性能,为掌握既有码头使用中的工作状态,需要对其安全性进行测评。根据《港口码头结构安全测评指南》相关规定,对高桩码头结构检测内容等进行技术说明,结合沿海高桩码头工程实例,对评估方法等进行阐述,为类似港口水工建筑物检测评估提供参考。     

叉桩和平联撑在高桩码头中抵抗水平力作用分析

当高桩码头承受较大水平力荷载作用时,码头因位移大而存在安全隐患。为此,研究叉桩和平联撑在高桩码头中抵抗水平力作用大小。运用易工水运工程结构CAD集成软件建立高桩排架空间结构模型,计算分析叉桩排架结构在水平力作用下,码头横梁、桩基的内力和位移大小随叉桩的斜度和转角改变的规律,同时对比叉桩和平联撑在高桩码头中抵抗水平力大小。结果表明:叉桩排架结构抵抗水平力产生的位移作用远大于设置平联撑的排架结构。     

测斜仪在码头变形监测中的应用*

分析高桩码头的工作原理、损伤机理以及监测指标.以某运河码头工程监测项目为例,介绍测斜仪在码头监测中的应用情况,并对连续跟踪观测的动态数据进行汇总分析,掌握结构土体实时位移状态,做出各个监测点的位移-深度变化曲线,并分析各测点产生位移的原因;还探讨监测点水平位移速率的变化规律及影响因素,针对实际操作中出现的问题,分析测斜仪在使用过程中的局限性.     

基于ANSYS的高桩墩式码头可靠度分析

利用ANSYS有限元分析软件自带的概率设计系统(PDS)中的响应面法,对某一实际工程中的高桩墩式码头进行了三维有限元分析,得到结构的响应面方程。再利用Matlab软件结合验算点法(JC法),通过迭代搜寻验算点,最终求得了结构在各项外部荷载及其自身重力作用下的结构可靠性指标。由于结构的极限状态方程未知J,C法无法正常使用。根据ANSYS中响应面法的计算原理,采用了一种新的方法将上述荷载正态当量化。此外,还进行了高桩墩式码头可靠度的敏感性分析,得到了敏感性因素。计算结果与实际情况符合较好,可为高桩墩式码头的结构设计校核提供参考依据。     

高桩码头运营期耐久性模糊评估方法*

根据高桩码头结构特点,基于层次分析法,采用模糊综合评估理论,建立了高桩码头适用的耐久性层次结构模型,给出了分层评估指标变权重和隶属函数的计算方法,提出了一套高桩码头运营期耐久性模糊综合评估方法,该方法将复杂的高桩码头耐久性评估问题层次化、定量化,可操作性强,为高桩码头耐久性评估提供了理论依据.     

地震作用下码头钢管桩的损伤演化规律

为研究全直钢管桩码头的损伤演化规律,采用欧进萍地震损伤模型量化码头钢管桩的损伤程度,通过ABAQUS有限元软件建立码头排架结构的计算模型,分析结构在地震作用下的动力时程响应,研究码头桩基随地震时程、地震动强度的损伤演化规律。结果表明,码头各桩损伤发展主要发生在地震响应剧烈的时期,桩顶是塑性发展区域,桩基反复进入塑性状态,导致结构逐步破坏;桩基损伤值由位移项和能量项构成,位移项前期贡献较大,能量项后期贡献较大,位移损伤的占比要高于耗能损伤;各桩损伤值随地震动强度的增大呈上升趋势,由海侧向陆侧桩基的损伤逐渐增大,陆侧桩承担更大的水平地震力,是耗散地震能量的主要构件。     

梁板式高桩码头三维数值计算分析

针对现行的高桩梁板式码头平面设计方法的不足,提出利用Ansys有限元软件对梁板式高桩码头进行三维有限元计算与分析.通过后处理能够得到码头各部分的位移、应力、应变、剪力及弯矩的详细数据,计算结果更符合工程实际,为以后梁板式高桩码头的结构设计校核提供了参考依据.     

Z型钢板桩码头转角段三维数值模拟

为了探讨板桩码头转角段的受力与变形特性，以广州南沙港某Z型钢板桩码头为例进行研究。土体本构采用小应变土体硬化模型，利用国际大型通用有限元软件分别建立了板桩码头标准段、内转角段和外转角段3个空间数值模型，对比分析了前墙、拉杆和锚碇墙的内力和位移分布特征。计算结果表明：1）Z型钢板桩码头转角段前墙的弯矩和位移、拉杆拉力、锚碇墙位移均比标准段小。2）按照标准段的计算成果进行转角段设计偏于保守，可进一步优化。     

高桩码头位移原因分析及其预防措施

高桩码头的位移一直是工程界关注的问题。结合工程实例分析了高桩码头横向水平位移的原因,提出了预防措施和建议。在软弱地基上建造高桩码头,应从勘察、设计、施工和使用等方面避免岸坡变形及滑坡事故。     

基于塑性铰性能的高桩码头地震损伤分析

以高桩码头为研究对象,从塑性铰性能角度对码头的损伤特性进行分析,并根据2个实际码头结构建立模型,通过有限元软件SAP2000对结构的24种工况进行Pushover分析,研究码头结构在不同等级地震下的损伤情况,建立了基于塑性铰的码头损伤等级和位移延性损伤指数之间的对应关系。结果表明:不同烈度地震下,码头的破坏形式主要为桩基塑性铰的产生和桩顶发生一定侧向位移,上部结构从开始到最终破坏并未出现塑性铰;高烈度罕遇地震作用下,纵向的码头桩基塑性铰发展程度和位移延性损伤指数均大于横向的各对应指标,表明码头纵向刚度较小,更容易发生破坏;通过码头桩基塑性铰的性能将码头在地震作用下的损伤分为基本完好、轻微破坏、中等破坏、严重破坏、倒塌5个等级,其对应的位移延性损伤指数分别为0~0.1、0.1~0.35、0.35~0.6、0.6~0.8、0.8。     

CDM法加固高桩码头软土岸坡的有限元分析

天津港曾多次发生岸坡变形导致高桩码头构件损伤的工程案例,现有的工程实践表明,CDM基础是加固高桩码头岸坡的有效方法。文章基于ABAQUS建立高桩码头的岸坡-CDM-结构三维有限元模型,分析采用CDM加固岸坡的效果。通过对比加固前后的岸坡土体位移、桩基变形和桩基内力,验证CDM方法加固高桩码头岸坡的有效性。为提高CDM加固高桩码头岸坡的实际应用,对不同CDM加固深度下的加固效果进行研究,结果表明,随CDM加固深度的增加,高桩码头桩帽-横梁处的剪力和弯矩、桩身最大拉应力均先减小后增大,存在最优加固深度。     

工程建设资料缺失的在役高桩码头结构检测评估

针对工程建设资料缺失的在役高桩码头结构检测评估问题,结合工程实例,采用常规检测项目和基桩完整性检测与结构荷载试验等非常规检测项目相结合的方法,查明码头结构现状性能和评定码头结构安全等级,从而达到检测评估的目的。结果表明,常规检测项目和非常规检测项目相结合的方法在在役高桩码头结构检测评估中的应用取得良好效果。建议在高桩码头交工检测、竣工检测和定期检测中增加结构静力荷载试验,并对在役高桩码头进行基桩完整性核查。     

高桩码头桩基动力损伤识别方法

结构的损伤对其动力特性会产生一定的影响,利用结构损伤前后的模态参数的变化来进行结构的损伤识别是行之有效的方法。然而结构在完整状态下的模态参数很难得到,损伤程度更是难以确定。针对上述问题,提出一种基于损伤状态下的拟合曲率模态的损伤识别方法:首先通过损伤后的位移模态拟合出无损伤位移模态,然后根据拟合出的位移模态得到拟合曲率模态,基于损伤后的真实曲率模态相对于拟合曲率模态的突变来判别损伤位置;引入曲率相对改变量、损伤位置参数和模态阶数作为损伤样本的特征向量,通过支持向量机判断结构损伤程度。实例分析表明该方法能够对高桩码头排架结构的损伤进行识别。     

在役高桩码头结构物的检测与评估

在役高桩码头结构物的加固、修补或者升级前需要对结构物进行检测与评估。本文通过介绍检测评估的工作特点,在考虑码头老化与损伤的情况下对现有检测评估执行标准和规范进一步细化,归纳分析了适合于在役高桩码头结构物的检测评估流程和评估方法,并结合工程实例进行阐述,成果可作为其他港工结构物检测评估的参考依据。     

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。