等壁厚钢管桩横向焊缝应力集中系数的数值模拟

大型海洋工程结构多常用钢管桩,在钢管桩的制作和安装过程中通常会产生环向对接焊缝,由管节偏位引起的环向焊缝应力集中现象是焊缝疲劳热点应力评估和焊缝疲劳安全分析的重要影响因素.通过实用近似分析方法,研究在轴向拉力和平面内弯矩单独作用下等壁厚对接焊缝应力集中间题,得出等壁厚拉弯构件对接焊缝应力集中系数的近似计算公式;根据对钢...     

钢管桩环形焊缝应力集中系数的数值研究

钢管桩广泛应用于海港码头结构中,很多情况下钢管桩需要由多根通过环形对接焊缝连接的管节组装而成。焊接热循环过程在焊缝处残留角变形,该变形将加重焊缝处应力集中程度,大大降低钢管桩的疲劳寿命。本文首先介绍现有板-板对接焊缝角变形应力集中系数计算公式。然后,建立包含角变形钢管桩环形对接焊缝的有限元模型。基于有限元模型,揭示管径参数对应力集中系数的影响规律,探讨板-板公式在钢管桩环形对接焊缝角变形应力集中系数计算上的适用性。本文的研究结果可为工程设计提供参考。     

高桩码头变壁厚钢管桩环向焊缝应力集中系数研究

本文运用数值模拟的方法,建立非等壁厚钢管桩数值模型,通过改变过渡段长度,在弯矩作用下,得到过渡段长度对焊接位置处应力集中系数的关系,并对相应的理论公式做出修正。研究发现,在非等壁厚钢管焊缝位置处设置过渡段有利于降低焊缝位置处的应力集中系数,当钢管的直径在1 m~2.5 m之间时,应力集中系数下降幅度约为5%,当钢管直径取2.5 m~4 m之间时,应力集中系数下降幅度约为8%。说明钢管的直径越大,设置过渡段的效果越明显,该研究为进一步探析钢管桩焊接过程中的应力分布形式提供了参考,也为分析钢管桩焊缝的疲劳寿命打下基础。     

对码头工程钢管桩疲劳问题计算方法的探讨

本文从钢结构疲劳概念出发，参考国内外有关资料，探讨了码头工程钢管桩疲劳问题计算方法，可供设计及规范编制参考。     

打磨处理改善焊缝疲劳性能的试验研究

由于高强度钢的使用，船舶结构许用应力水平的提高，船舶结构的疲劳强度越来越受到关注。船舶结构的疲劳寿命取决于其焊接结构的疲劳寿命。因此，了解焊缝几何参数对焊件疲劳强度的影响以及采用经济实用的方法改善船舶结构的疲劳性能是十分重要的。本文首先对焊缝几何参数对焊件疲劳寿命的影响进行了分析，在此基础上用ABS钢和945钢两种钢板做试件，分别进行了简单拉伸实验及打磨和未打磨条件下对接接头的疲劳试验。试验结果表明焊件的疲劳寿命可以通过打磨焊缝得到改善；尤其对于高强度钢焊件。试验还说明手工打磨焊缝和机械磨削焊缝对焊件疲劳强度的改善效果差别很大，疲劳寿命的分散性也很大。因此，应当对改善焊件疲劳寿命的工艺进行更详细的研究。     

浮式再气化平台锚定嵌岩桩内力分析

基于国外某浮式再气化平台锚定嵌岩桩设计,介绍水平分层钢管混凝土复合截面参数和刚度计算,描述往复荷载及岩质条件下的P-Y曲线绘制方法并采用ANSYS软件编制通用程序实现桩土相互作用的P-Y曲线仿真模拟。讨论不同地质模型、往复荷载和非往复荷载作用下桩的P-Y曲线、嵌岩深度、荷载作用高程以及岩石单轴抗压强度对锚桩内力的影响。研究成果可为浮式再气化平台锚定嵌岩桩设计与施工提供参考。     

珊瑚礁灰岩地区超长钢管桩工程性状

针对珊瑚礁灰岩地质下超长钢管桩的工程性状的研究,结合东非某水工项目的桩基施工情况,剖析钢管桩在该地质情况下的沉桩规律。该桩基为1. 2 m直径钢管桩,采用锚桩法进行3根基桩静载荷试验,分别为12、18和24 mm壁厚,最大桩长为71. 2 m,基桩持力层为东非的珊瑚礁灰岩,进入持力层最大为31. 8 m。通过预先埋设在桩身上的低温敏光纤光栅传感器,结合沉桩规律总结和静载荷试验,揭示不同桩顶荷载作用下珊瑚礁灰岩的工程特性。为该地质条件下钢管桩设计及理论研究提供参考。     

海上单桩风力发电平台简化设计

采用在欧洲已经进行商业化运作的独立桩双段结构，桩基础采用带有过渡段的单桩。塔架上的风力发电机采用丹麦Vestas公司的V80风力发电机。参考DNV-OS-J101和API-RP-2A中的工作应力设计法，进行结构静力、桩基础的承载力，涡激振动、疲劳寿命，结构动力学等分析。静力分析分析极端环境下的组合工况；桩基础主要计算桩的轴向承载力和校核水平承载力，并采用有限元模型模拟桩土相互作用；涡激振动分析主要考虑不同风速下塔架的升力以及引起的横向振动；疲劳分析根据涡激振动分析的结果利用S-N曲线对基础寿命进行了评估；动力学分析求出了结构的固有频率，并进行了波浪力作用下的瞬态历程分析。     

肯尼亚珊瑚礁灰岩地区钢管桩终锤标准

针对肯尼亚珊瑚礁灰岩地区某水工项目钢管桩原设计收锤标准与施工情况不符的问题,进行新收锤标准下沉桩规律的研究,采用海利公式理论计算、高应变试验及锚桩法静载荷试验方法,并结合项目1440根基桩的实际沉桩工作,得出钢管桩在珊瑚礁灰岩地区的推荐收锤标准:1)珊瑚礁灰岩地区钢管桩沉桩施工时收锤控制推荐采用贯入度控制为主、设计桩尖高程为辅的原则; 2)打入式开口钢管桩施工,采用锤芯质量20 t、锤芯跳高1. 2 m时,φ1 200 mm×12 mm、φ1 200 mm×18 mm、φ1 200 mm×24 mm钢管桩推荐收锤贯入度分别为12～18、7～10、4～8 mm/击。对肯尼亚珊瑚礁灰岩地区钢管桩沉桩施工具有指导作用。     

长江中上游大水位差码头钢管混凝土桩基础设计

以湖北宜昌某码头为依托,探讨了钢管混凝土桩基中桩径、钢管壁厚、砼强度等级、排架桩数、排架横撑对码头结构位移的影响,为基于钢管混凝土桩基码头设计提供参考。