基于ANSYS的透空式防波堤波浪力计算

采用文氏谱模拟芦潮港渔港的随机波浪,确定透空堤上部结构水平波浪力、桩基水平波浪力及上托力,推导计算出100 a一遇极端水位下的力谱值。继而利用有限元和动力响应基本原理,采用有限元软件ANSYS对透空堤进行数值模拟,从静力分析、模态分析和功率谱密度分析角度出发,对比挡浪板双侧受力和单侧受力的结果,得出双侧挡浪板桩基透空堤结构形式的合理性;分析各部位的安全隐患,结合静力计算结果与动力计算结果差异,为设计提供参考。     

大尺度结构波浪力计算研究

文章以线性波浪绕射理论为基础,依据边界元法,建立计算大尺度结构所受波浪力的三维数学模型。为验证模型的准确性,分别将该模型与经典圆形墩波浪力的解析值以及平潭海峡公铁大桥围堰波浪力的实测值进行对比,结果均表明该模型具有较高的精度。其中与实测值的对比在国内外同类研究中极少见到。最后将该模型应用于平潭海峡公铁大桥Z03#基础承台波浪力计算,取得了较为满意的结果。     

密排桩基防波堤波浪力试验分析

针对密排桩基防波堤波浪力计算的问题,基于某密排桩基防波堤工程,进行密排桩基防波堤波浪力的物理模型试验研究。结果表明：密排桩基防波堤波浪力计算可采用直墙式建筑物波浪力理论公式,OCDI公式结果与试验值较接近;波浪力沿堤身轴线呈现堤身大、堤头小的趋势;斜向浪对密排桩基防波堤波浪力有一定影响,可采用Goda 公式折减系数进行近似评估。     

低桩承台直立式结构波浪作用力研究

针对低桩承台直立式结构的波浪力计算,设计通常参考《港口与航道水文规范》中波浪对直墙式建筑物的作用力计算方法,但由于承台前沿线与承台下方的直立墙不在同一直线上,使得两者的波浪力存在差别。以深圳机场三跑道海堤工程为研究对象,通过物理模型试验,研究不规则波作用下低桩承台直立堤波浪作用力变化规律。研究结果表明,承台底部冲击压强在Δh/H_s=0. 2附近出现峰值;承台前沿波浪压强受承台结构的影响较小,其变化规律与直墙式建筑物波浪压强相似;承台下方直立墙波浪压强在-0. 5Δh/H_s≤1. 5时,具有明显的冲击特性,是普通直墙式建筑物波浪压强的数倍。     

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。     

海洋平台波浪荷载数值模拟研究

针对以往采用理论公式和试验方法计算波浪荷载存在一定局限性的问题,基于计算流体动力学软件Flow3D建立三维数值波浪水池模型,模拟规则波与自升式海洋平台相互作用过程,并将波浪力计算结果与理论值进行对比.     

考虑流固耦合影响的桩基波浪力简化计算方法

离岸深水全直桩码头,由于其桩基的自由高度大、柔度增加、自振周期长,且位于无掩护开敞海域,波浪与结构相互作用问题突出。如何考虑流固耦合作用对桩上波浪力的影响,并建立便于工程应用的计算方法,是工程实践提出的亟待解决的课题。文中利用有限元软件ADINA建立了水体和桩基结构相互作用的三维有限元数值模型,并采用有限元数值模型对考虑流固耦合影响的改进Morison波浪力计算公式进行了验证。采用改进Morison波浪力计算公式研究了流固耦合对桩身波浪力的影响,并给出了考虑流固耦合影响的波浪力放大系数图表。在此基础上,提出了考虑流固耦合影响的波浪力简化计算方法。     

低承台桩基墩柱式结构水平荷载作用下的桩基计算

某船闸靠船墩结构采用低承台桩基墩柱式结构。按照《建筑桩基技术规范》考虑承台、基桩协同工作和土的弹性抗力作用计算受水平荷载的桩基内力及位移，内含大量插值查表，计算复杂，具有一定的人为偏差。采用STAAD.PRO软件建立桩基、承台及土单元模型，并将上部墩柱结构及荷载进行力学转换后作用于承台，分析低承台桩基墩柱式结构桩基内力及位移，并与工程实例计算结果对比。结果表明，STAAD.PRO计算结果与规范计算结果基本一致，工程实践中可使用该软件方便地计算低承台桩基墩柱式结构水平荷载作用下的内力及位移。     

陡坡海岸栈桥式码头波浪浮托力计算

针对陡坡海岸栈桥式码头在长周期波和浅水变形工况下的波浪浮托力计算问题，以援萨尔瓦多拉利伯塔德省码头建设项目为例，对于上部结构承受的波浪浮托力采用物理模型试验和国内外相关规范手册的理论计算结果对比分析，结果表明：1）理论公式多适用于行进波，对于长周期的卷破波，很少有适用的理论公式；2）断面物理模型试验考虑了陡坡海岸地形、长周期、波浪浅水变形、波浪破碎等因素，较为贴合实际波况，浮托力试验值相对合理准确；3）波浪浮托力的确定建议综合采用物模试验和理论公式的数值。成果用于水工结构的优化设计，并为以后类似工况的码头设计提供一定的借鉴意义。     

陡坡海岸栈桥式码头波浪浮托力计算

针对陡坡海岸栈桥式码头在长周期波和浅水变形工况下的波浪浮托力计算问题，以援萨尔瓦多拉利伯塔德省码头建设项目为例，对于上部结构承受的波浪浮托力采用物理模型试验和国内外相关规范手册的理论计算结果对比分析，结果表明：1）理论公式多适用于行进波，对于长周期的卷破波，很少有适用的理论公式；2）断面物理模型试验考虑了陡坡海岸地形、长周期、波浪浅水变形、波浪破碎等因素，较为贴合实际波况，浮托力试验值相对合理准确；3）波浪浮托力的确定建议综合采用物模试验和理论公式的数值。成果用于水工结构的优化设计，并为以后类似工况的码头设计提供一定的借鉴意义。