全装配式与传统高桩码头工程造价分析

为对比全装配式与传统高桩码头的经济性,以我国首座全装配式高桩码头为研究对象,通过计算其与传统结构码头平台的各部位混凝土用量及预制率,对全装配式高桩码头平台的工程造价组成进行分析,并在直接建造成本、建设融资成本等方面与传统码头进行比较。结果表明,全装配式码头各方面的经济性均优于传统高桩码头。研究结论可为推广全装配式高桩码头提供依据。     

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。     

高桩码头凹凸缝结构水平力传递的有限元计算

在高桩码头整体结构的三维有限元计算过程中,着重考虑了增加凹凸缝结构传递水平力的环节,从计算结果中发现,桩基内力结果比不考虑凹凸缝传递水平力的计算结果,无论是弯矩、剪力、扭矩和位移值均有一定程度的降低,从而达到减小桩型、节省工程造价的目的。     

基于BIM技术的装配式高桩码头设计计算一体化研究

高桩梁板式码头作为当前应用最为广泛的码头结构形式之一,在设计和施工中存在结构复杂、体量大、工期长等问题。对装配式高桩码头开展基于BIM技术的设计计算一体化研究,利用Autodesk Revit API接口二次开发一套装配式高桩码头数字化设计插件,实现Revit平台中的装配式高桩码头结构快速设计建模,并利用Revit平台与Robot Structural Analysis计算软件的交互技术,将码头结构模型导入Robot软件中进行结构计算,从而实现装配式高桩码头设计计算一体化流程,提高设计质量和效率,提升码头装配化技术。     

高桩码头桩基在倾斜泥面中的水平承载性能研究

现有的高桩码头设计方法在进行桩基水平承载力计算时都是基于普通天然地基的水平泥面假设，而对泥面倾斜情况下，桩基的水平承载力计算至今没有一套成熟的计算方法可循。为揭示高桩码头排架在斜坡面上的工作机理。本项目通过室内模型试验系统地研究了单桩在斜坡面上的水平承载特性。通过对室内模型试验结果分析，提出了基于泥面水平时桩基水平受力性能来确定不同泥面坡度下桩的水平承载性能的修正计算公式，包括桩身最大弯矩、最大弯矩点位置、桩顶位移、泥面位移以及考虑泥面坡度和桩入土深度的土弹簧刚度修正公式．对于处于倾斜泥面的高桩码头桩基设计计算提供了理论依据。     

装配式高桩码头智能化系统基础设施应用技术

针对装配式高桩码头设计建造过程中缺乏智能化系统基础设施相关研究的问题，对装配式码头智能化系统基础设施设置进行研究。通过归纳装配式高桩码头智能化系统基础设施的需求、类比装配式建筑智能化系统的设置原则，并通过工程案例分析总结预制与预埋分离、一体化协同设计的原则，提出装配式高桩码头智能化系统基础设施的设计原则和要点，从而提高装配式高桩码头智能化系统设计水平和施工质量，推动装配式全专业一体化技术的发展。     

装配式模块化高桩码头设计方法

针对装配式高桩码头结构设计理念与码头施工船机设备大型化发展趋势不一致的问题,本文梳理装配式高桩码头结构研究现状,提出了装配式模块化高桩码头设计方法,从设计原则、结构形式、计算方法、构造措施及耐久性设计等5个方面,详细论述装配式模块化高桩码头的设计过程,以及设计中的关键因素。针对具体结构形式提出了节点连接需要验算的位置和内容,以及构件在吊运过程中动力系数的取值。研究成果为装配式高桩码头设计提供了新思路,可为类似工程设计提供借鉴。     

水平力作用下全直桩高桩码头斜撑作用影响分析

针对较大水位差作用情况下,全直桩高桩梁板式码头结构的水平荷载抵抗能力不足的问题,提出了一种斜向支撑的结构形式。采用有限元分析方法,分别对不设支撑和设置斜向支撑两种结构进行计算,对比分析其在水平力作用下结构的变形和内力特征。结果表明斜向支撑能有效的提高全直桩高桩码头的水平抗力。     

强震区全直桩码头结构响应谱分析

利用有限元分析软件ANSYS,基于振型分解反应谱法对全直桩码头结构在强震下的抗震性能进行数值分析,探讨了此类结构在水平纵横向地震作用下位移和内力的变化规律。计算结果表明:全直桩码头结构的近陆侧桩承担的水平地震力最大,码头最可能发生的地震破坏为扭转剪切破坏。研究成果可为国内外强震区高桩码头结构抗震设计提供参考。     

美标抗震设计中钢管桩与上部结构连接的探讨

桩基与上部结构的连接形式一直是高桩码头设计中的重要一环。尤其是在码头抗震设计中,合理的桩与上部结构连接形式不仅能确保桩基与上部结构间力的有效传递,而且还能充分发挥结构位移能力,并对上部结构形成能力保护。我国桩基规范虽然对钢管桩与上部结构连接形式做了相关要求,但却没有提及具体的计算方法及地震作用下的设计要求。探讨美标抗震设计中几种钢管桩与上部结构连接形式。     

全直桩码头结构振型反应谱抗震分析

针对全直桩码头结构形式,以国外某码头工程为研究对象,采用振型分解反应谱法对不同水平地震方向激励进行纵横轴不对称结构动力响应分析,探讨了在不同水平地震方向作用下桩基结构位移和内力的变化规律。计算结果表明:结构平面质量中心和刚度中心不重合时,水平扭转效应对结构受力影响明显,结构地震作用及其扭转耦联振动效应可采用振型分解反应谱法计算;在水平地震作用下,全直桩码头结构的近陆侧桩承担的水平地震力最大,边桩比中间桩群承担了更多的水平地震力,设计中应重视边角桩的受力情况及调整桩基布置形式来减小扭转产生的不利影响。     

一种连接装配式横梁的新型桩顶结构设计

装配式高桩码头采用整体预制横梁与桩基直接连接时,桩顶结构设计是技术方案的重难点,在确保横梁、桩芯与桩基三者可靠连接的同时,还要保证桩芯结构有足够的承载力。依托实际工程,提出一种适用于整体装配式横梁的新型桩顶结构,并对其进行计算分析。结果表明：整体预制装配式开孔横梁预留空腔内模可采用免拆除的波纹钢管提高新老混凝土的结合能力;桩芯结构采用型钢组替代钢筋笼是可行的技术方案;鉴于型钢与混凝土的黏结力不同于钢筋与混凝土的黏结力,型钢结构桩芯应进行在装配式横梁预留空腔内的锚固计算。     

石化码头墩台结构波浪力研究

海上栈桥式码头的上部一般由置于静水面以上的带有纵横梁水平面板构成,为估算作用于结构上的波浪力,已有相当多的理论和试验研究,提出许多波浪力和相应的压强分布经验公式。然而,由于影响因素非常复杂,且工程梁系结构多变,因此通过模型试验来确定梁系结构等的波浪上托力和水平力是十分必要的。利用物理模型试验,测定了厦门港海沧港区石化码头结构在不同水位波浪组合情况下码头平台、墩台和桩基上的波浪力,并且得到了设计部门的实际采用。     

水平荷载作用下变刚度多层框架码头空间特性及分配系数

采用桩基剪力法、弹性支撑刚性梁法等多种方法对水平荷载作用下的变刚度多层框架码头的空间特性及排架分配系数进行计算与比较分析,结果表明:桩基剪力法能更好地反映出结构的空间特性;在排架刚度变化幅度不大的情况下,弹性支撑刚性梁法的计算结果与规范中的排架分配系数接近。在此基础上,通过改变大刚度排架的刚度值及位置,得出排架间刚度差异、大刚度排架位置与分配系数的相互关系;分析空间特性及面板刚度对水平分配系数的影响。     

转动刚度对水平力在高桩码头排架中的分配影响研究

针对水平集中力在高桩码头排架中的分配问题建立新的简化模型,给出模型求解方法。确定水平集中力的横向分力在各排架中的分配时,可将码头上部结构在水平方向视为一个刚性连续梁,而排架对上部结构除了水平约束作用,还有转动约束。由此,提出排架转动刚度系数的概念及计算方法,修正规范假定的计算简化模型,并推导出水平力在高桩码头排架中的简化分配公式,此公式对有斜桩的高桩码头同样适用。结果表明,与规范相比,用简化公式计算全直桩码头的水平力分配系数精度更高,可以更好地节省材料、降低成本,为结构设计和规范修订提供参考。     

撞击力作用下拱式纵梁码头排架受力特性分析

简述了拱式纵梁的码头结构形式,分析了船舶撞击力作用下结构横向受力特性,通过ANSYS有限元分析平台建立了该结构的空间计算模型,以码头的一个结构段为例,对撞击力作用下码头排架的受力特性进行了分析研究。结果表明：由于结构的特殊性,撞击力作用于排架时,周边排架仅能承受10％左右的横向荷载;从结构角度来说,可适当增强纵向联接,以增大横向刚度,提升整个结构的水平承载能力。在纵梁简支条件下,撞击力作用时的结构计算可简化为平面问题。结果可为拱式纵梁结构在码头工程中的应用提供依据。     

装配式高桩码头插槽式横梁安装工艺

插槽式横梁为一种内置空腔的新型结构，在安装时不同于高桩码头纵梁等上部预制构件，其无下部构件作为支撑面，且需要将桩基套入构件内置空腔内，施工未有先例，安装难度大。针对插槽式构件的安装工艺，开发了构件安装操作平台、集成精确定位装置等，并研究不同形式起重船的安装方法。通过国内首个全装配式高桩码头上实践应用，取得良好的效果，可为类似工程提供参考。     

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。     

高桩码头上部结构波浪力物理模型试验研究

在不同水位、相同波浪要素组合条件下进行波浪对码头上部结构作用力的模型试验研究,得到上部结构所受最大波浪水平力、最大波浪上托力、最大波浪水平力对应的波浪上托力以及最大波浪上托力对应的波浪水平力,分析最大波浪水平力和最大波浪上托力之间的相位差;并对最大波浪上托力和理论值进行分析比较。试验结果表明:随着水位的增高,作用在码头上部结构的波浪力先增大后减小,在设计高水位时,码头上部结构受到的波浪力最大;最大波浪上托力和最大波浪水平力并不同时出现,存在相位差。