考虑约束及初始方案的高桩墩台桩位遗传进化*

高桩墩台在港口工程中常用于承受船舶撞击力和系缆力等各方向作用力，合理的桩位布置是设计的重难点，通常需要兼顾拔桩力、压桩力、桩身强度、变形、现场可实施性等各方面的要求。在上述限制下，传统的设计手段通常需要多次迭代，耗时长且不一定得到满意的优化效果。针对桩位优化问题，将有限元建模计算融入到遗传算法中，以每根桩的扭角、仰角、桩顶坐标为决策变量，以经验得出的若干布置形式为初始方案，并设置内力限值、几何不干涉等约束条件，实现高桩墩台桩位布置的遗传进化，并据此编制计算软件，通过实际案例计算展示桩位优化过程。     

斜坡式防波堤护面块体(ANTIFER)设计实例

依托在建的阿尔及利亚Bethioua矿石码头项目,介绍了地中海地区常用的斜坡式防波堤护面块体Antifer块的设计方法。针对项目在三维物理模型试验过程中直立堤与斜坡堤连接处Antifer护面块体局部失稳问题,通过观察模型试验现象并分析类似防波堤损坏特点,得出波浪在连接处波能集中波高变大、部分波浪破碎产生强烈的冲击作用、连接处块体摩擦作用降低是导致连接处护面块体失稳的主要原因。提出了合理布置防波堤方向、加大护面块体质量、降低坡度和布置潜堤等保证连接处护面块体稳定性的方法,为类似工程设计提供参考。     

液化天然气高桩码头结构抗震非线性时程分析

针对地中海沿岸某液化天然气(LNG)高桩码头结构,为获取LNG管线接入点在地震激励下的振动幅度、振动频率和振动循环次数,为上部LNG管线设计提供必要的信息,进行结构非线性时程分析。基于国际上认可度较高的规范,探讨非线性时程分析的具体流程,包括抗震等级的确定、地震激励曲线的获取及对目标谱的匹配、材料非线性和桩-土相互作用的模拟、塑性铰的设置等。结果表明,LNG管线接入点在地震工况下的位移可以满足LNG操作基准地震动和安全停运地震动的要求。     

底梁式全直桩码头结构的地震响应

底梁式全直桩码头结构是近年来在长江中上游地区应用较多的结构形式,近年来该地区常常遭受地震灾害,有必要系统研究该新型结构的抗震性能,为其抗震设计提供参考。采用经典的EI-Centro地震波,研究了底梁式全直桩结构的自振特性,以及底梁布设和地震烈度对该结构的面板和桩基位移、桩身弯矩与损伤等的影响效应。分析结果表明,底梁布设有效提高结构刚度、减小桩基内力,从而改善结构抗震能力;其次,随着地震烈度的增大,面板和桩基的响应增大、损伤加剧,底梁设置对桩基侧移的降幅也相应增大,并与桩基处泥面高度相关,桩基弯矩的最不利位置也与该泥面高度相关。     

隔震与非隔震高桩码头结构的Pushover对比分析*

高桩码头叉桩刚度大,在地震作用下极易发生脆性破坏而引起码头结构的破坏,隔震技术作为提高结构抗震安全性的成熟技术,已经广泛应用于建筑、桥梁等结构中。为此,在叉桩桩顶处增加橡胶隔震支座提高码头结构的抗震安全性。以顺岸无梁板式码头为研究对象,通过SAP2000软件建立全直桩码头结构、非隔震叉桩码头结构、隔震叉桩码头结构3种有限元分析模型,进而对3种结构进行二维Pushover对比分析,对比结构的自振周期、静力Pushover曲线、塑性铰、桩身弯矩以及位移能力5个方面。结果表明,隔震叉桩码头结构具有较大的水平承载能力和位移变形能力,可以有效解决叉桩脆性破坏的问题。     

带反弧角的直立堤平均越浪量计算方法比较

反弧角对降低平均越浪量有良好效果,但不同的文献和规范给出的相关计算方法存在差异。根据国内外学者基于三维波浪模型的试验成果以及相关的规范、文献,并结合实际工程的物模试验,对带反弧角直立式堤平均越浪量的各种计算方法进行分析比较。结果表明,Eur Otop法适用性广且结果贴近试验值,CEM法公式简单且结果保守,可为类似的港口工程提供参考。     

高震区斜坡式护岸的岸坡稳定性分析

对位于菲律宾高震区的某斜坡式护岸结构的岸坡进行稳定性评估,分析国际上主流抗震设计规范,结合该工程的具体设计条件,提出合适的地震岸坡稳定分析方法、稳定标准和分析流程,并采用Newmark法和非线性动力分析对该护岸的震后残余位移进行计算。结果表明：高震区的岸坡稳定分析宜以控制位移为目标,水准1、2地震下的残余位移宜分别不超过5、30 cm;当采用Newmark法计算时宜取其上限位移,而通过非线性动力分析可获得岸坡残余位移和最大剪应变等的分布,从而对地震下的岸坡稳定做更为全面的设计和评估。     

深基槽重力式码头地基应力分布研究及基槽开挖优化

对于基槽较深的重力式码头,若按照《重力式码头设计与施工规范》进行基槽底宽设计,基槽开挖量和回填量较大。为此文章通过有限元计算,探讨了在不同深度、不同基槽外侧土体弹模和下卧层土体弹模、以及不同基顶应力和后方边载情况下的地基应力分布规律,发现在较深处,后趾处的地基竖向附加应力可能比前趾处大,上述规范可能会高估地基应力扩散范围及低估地基应力值。之后基于Boussinesq理论解,给出相应荷载和基槽深度下地基应力扩散角的计算表,可以据此对基槽的底宽进行优化,并提出一种采用4个控制点的地基应力简化计算方法。进一步提出不按应力扩散范围确定基槽底宽的优化设计方法,并指出两点注意点,一是底宽范围内可能会发生应力集中现象,二是基槽外两侧土体的承载力需要进行验算。     

波浪作用下双排圆筒结构受力特性

依托阿尔及利亚矿石码头项目,提出一种新型的双排圆筒结构,采用Abaqus有限元分析软件对其波峰作用下的结构拟静力非线性响应进行数值分析。对于两排圆筒间采用简支板连接及采用混凝土厚板连接的两种方案,后者更可以保持变形的协调性,基顶应力的最大值也更小,且连接板的强度要求不难满足,但其造价较高。简支板方案中,对于连接板缝里填充柔性材料与不填充柔性材料两种情况,前者的填料土压呈现上大下小的线性分布,后者则相反,且连接板传递的荷载会占较大的比例,基顶应力也更大。