撞击力对大水位差框架码头空间排架结构的影响

本文依托重庆港江津港区珞璜作业区改扩建工程,采用Midas空间有限元软件,对长江上游地区典型的大水位差框架直立式码头进行三维空间数值建模计算,假定其他各工况荷载不变,在不同撞击力作用位置工况下,通过汇总各空间排架的剪力值增量与撞击力的比值表示水平撞击力对各空间排架的影响系数,分析探讨了码头纵撑、横撑、桩径对各空间排架承受船舶撞击力作用的影响情况。     

架空直立式码头船舶撞击力横向分配系数数值模拟*

采用Ansys有限元软件,对5种不同码头承台宽度、5种不同桩直径进行数值分析,探讨承台宽度、桩直径对架空直立式码头水平撞击力分配系数的影响。结果表明,承台宽度和桩直径对排架分配系数有着不可忽视的影响,承台宽度的增大有利于排架的均匀分配,桩直径的增大不利于排架的均匀分配。为使结构受力均匀,可适当加大承台宽度、减小桩直径。同时对这两个因素对水平撞击力分配系数的影响进行敏感性分析。     

高桩码头排架船舶撞击力分配系数的空间整体研究

对５跨排架分段的高桩梁板、高桩框架和全直桩连片式码头的靠船平台，就其在船舶撞击力作用下，用弹性力学方法计算平台各排架相应撞击点的节点在撞击力方向上的相对位移，以此对各排架的船舶撞击力的分配系数进行比较分析。     

水平荷载作用下高桩码头叉桩扭角布置研究

以湛江某高桩码头标准结构段桩基布置为例,运用有限元软件ANSYS建立空间有限元模型,考虑4种水平荷载作用控制工况,对不同叉桩扭角布置方案码头桩基内力进行计算分析,讨论水平地震荷载及船舶荷载对叉桩扭角布置的影响.计算结果表明:结构横向水平位移与桩弯矩随扭角的增大而增大,结构纵向水平位移和桩弯矩随扭角的增大而减小;在纵向水平地震荷载组合工况下,码头结构位移及桩弯矩最大;综合考虑纵横向刚度的影响,本码头结构段叉桩扭角选用20°较为合理.     

桩基布置对高桩码头撞击力分配的影响

通过建立包含船、护舷、码头的有限元模型,给定船舶的靠泊速度模拟了船舶靠泊的全过程,得到更符合实际情况的船舶撞击力变化曲线和码头结构的动力反应。研究发现因为叉桩扭角的影响,横向的船舶撞击力在码头较薄弱的纵向也会产生较大的纵向力,最大可达撞击力峰值的6%~8%,这是规范所不曾考虑的。通过对比5种不同的桩基布置方式的分配系数,可得出全对称布置方式优于非对称布置方式的结论。     

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。     

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。     

全直桩码头转动刚度对水平力分配的影响

针对全直桩码头在水平力作用下相对于叉桩码头易产生转动的特点,分析全直桩码头在水平方向转动刚度的计算方法,推导得出考虑转动刚度影响的全直桩码头水平力分配的计算公式。结合工程算例,分别计算了在横向水平力作用下3种宽长比的全直桩码头的转动刚度及各横向排架的水平力分配系数,并与有限元法、规范法的计算结果进行比较。结果表明,全直桩码头宽长比越大,码头转动刚度越大,各排架的水平力分配系数越均匀;本文公式的计算结果和有限元结果吻合较好,随着码头转动刚度增大,本文公式计算值与规范值相差增大,最大水平力分配系数最多相差22%。     

水平集中力在无梁板式高桩码头中的分配

针对无梁板式高桩码头内力计算方法的问题,分析无梁板式高桩码头排架内力并进行水平集中力的分配系数的研究。采用ANSYS有限元软件进行数值模拟,得出水平集中力在不同跨数与排架间距的无梁板式高桩码头中的分配系数。结果表明:该横向分配系数与现行规范中高桩梁板式码头横向分配系数进行比较均偏小,横向分配系数最小偏差1.8%,最大偏差39.6%。横向分配系数随着横向排架间距的增加而增大,当纵向排架间距、沿纵向跨数或沿横向跨数增大,则水平力横向分配系数减小。     

高桩梁板码头按平面横向排架计算时门机荷载作用取值

通过所选模型进行高桩码头结构空间计算与简化的平面排架计算对比,分析门机不同位置时传递到所简化横梁的作用效应,从而得出门机荷载的传递分配规律及传递的经验系数。     

框架码头主体与接岸结构在变水位条件下的相互作用研究

目前,国、内外针对水深和水位变幅较大的内河架空直立式框架码头的研究成果不多,针对码头使用过程中主体结构与接岸结构间相互作用的研究就更少。根据这类码头的受力特点,通过在码头前方承台的横梁与接岸结构之间增设弹簧隔振装置模拟接岸结构和码头主体的作用力,利用PLAXIS软件研究不同的水位下降速度对码头主体与接岸结构间相互作用的影响,求得到结构的内力和变形,并在此基础上提出弹簧的刚度系数。     

波浪上托力作用下高桩码头结构的动力分析

通过有限元计算软件ANSYS,对波浪上托力作用下高桩码头结构进行动力分析。研究结果表明：波浪缓变压强 作用下,采用动力计算和采用静力计算得到的码头结构各处的内力基本相同,波浪缓变压强可等效为静力来计算码头结构 内力;波浪冲击压强作用下,采用动力计算得到的码头结构内力明显小于静力计算结果,波浪冲击压作用下的高桩码头结构 宜进行动力分析;由于波浪上托力频率与码头结构自振频率相差甚远,因此其作用下的高桩码头结构不会产生共振现象。     

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。     

金华江重力式码头三维数值模拟分析

结合金华江航道特性和现存重力式码头结构建立三维模型,通过对桩基承载特性进行研究,分析结构的稳定性。计算不同荷载状况下桩基的位移曲线和码头面板的位移曲线,分析撞击力和系缆力分别作用时对码头结构的整体受力变形的影响。     

高桩码头前后沿同时系靠泊ROBOT数值模拟

高桩码头前后沿同时系靠泊会增加后沿船舶撞击力,使码头结构的横向位移及桩基内力发生变化,针对其受力特点,采用ROBOT对两侧系靠泊的高桩码头受力特性和变形进行数值模拟分析,验证了ROBOT对实际工程计算的适用性。通过较为完整的荷载组合计算分析,指出:对于两侧系靠泊的高桩码头后沿撞击力的增加使码头的横向位移变大,且对直桩的弯矩和剪力影响很大,在设计中应引起足够重视。     

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。     

高桩码头异常靠泊有限元仿真模拟

船舶大型化、靠泊作业频繁、管理漏洞以及某些不可抗力因素造成异常靠泊事故时有发生。目前,码头在异常靠泊情况下的受力及位移特性尚不明确,损伤评估缺乏理论基础,为使现场检测更有针对性,利用ANSYS有限元结构分析软件建立了受损码头的数学模型,考虑了桩土间相互作用及橡胶护舷对碰撞的缓冲作用。将模型碰撞损伤结果与码头实际受损情况进行对比,简要分析了碰撞中部分结构受力极值的相对关系和位移情况。结果表明：在该碰撞实例条件下,模型运行基本可反映异常靠泊发生时高桩码头结构损伤情况。