弹性支承连续梁结构设计方法的探讨

在港口码头设施中,轨道式起重机是最常用的装卸设备.这些在轨道上运动的机械设备荷载(轮压)非常大.如果轨道梁采用桩基支承,其结构应按弹性支承连续梁的力学模型进行结构计算,那么在桩基的轴向刚度系数(弹性支座的刚度)的取值、桩距的确定、梁截面的选择等弹性支承连续梁设计参数中弹性支座的刚度系数取值是关键所在.     

钢筋混凝土轨道梁最优断面尺度的确定

针对钢筋混凝土轨道梁荷载基本相当而断面尺度差别较大的问题,分别选取典型轮压工况下桩基轨道梁和弹性地基轨道梁两种结构形式,采用二维弹性支撑连续梁模型,利用大型有限元软件STAAD进行数值分析。钢筋混凝土轨道梁截面高度是轨道梁内力的一个重要影响因素,其他条件不变的情况下内力随梁高增大而增大;弹性地基轨道梁截面高度以0.4~1.0 m为宜,且应配置抗剪受力钢筋;桩基轨道梁最优断面主要受桩间距影响,在轮压和桩间距一定的情况下存在一个所需钢筋最小的梁高,此梁高可作为设计梁高。     

高桩码头大跨度非完全排架结构承载特性

针对高桩码头大跨度非完全排架结构承载特性问题,采用ANSYS建立三维模型,研究不同工况对其结构承载特性的影响。结果表明:门机荷载对该新型结构的桩基内力影响较大,均布荷载主要影响中纵梁和横梁内力,而门机荷载则主要影响轨道梁内力;此外,中纵梁下方的桩基轴力明显较轨道梁下方桩基轴力大,而桩身弯矩则由码头前沿向陆侧逐渐增加;相邻排架间轨道梁下的双直桩对轨道梁的内力起到应力重分配的作用,使各轨道梁受力更加均匀,有利于各跨轨道梁协同作用、共同发挥承载作用。     

高桩码头端部排架桩基布置

高桩码头横向排架内力通常简化为平面结构进行计算，但码头端部的排架作为艏艉缆绳的受力排架或受制于相邻结构的影响，其桩基布置往往不同于其他排架，平面计算并不能准确反映端部排架的受力和变形。结合鱼山出灰码头桩基布置设计实例，采用平面计算法和空间计算法对水平荷载作用下码头结构分段端部排架不同桩基布置方案进行对比分析，得出不同计算方法及不同桩基布置下各排架桩基内力和变形计算结果的差异。结果表明，对于对称性水平荷载，平面计算的桩基轴力结果与码头结构分段端部自由的端部排架桩基轴力结果基本相当；对于非对称性水平荷载，平面计算的桩基轴力结果普遍大于空间计算的结果；端部排架布置双排桩加强后，码头结构的位移会有一定程度减小。     

基于ANSYS的高桩码头轨道梁内力分析

采用ANSYS软件对移动机械荷载作用下轨道梁的刚性支承和弹性支承进行有限元模拟,得到不同模型下的结构内力以及支座反力。对计算模型的结果进行对比分析,并探讨支座刚性系数变化对弹性支承轨道梁结构内力的影响。计算结果表明:分布弹性支承对支座处弯矩有较好的削峰效果,也能起到减小跨中弯矩的作用,轨道梁结构内力宜采用分布弹性支承连续梁模型计算;采用不同桩基时支座刚性系数的变化对结构内力影响较小,适当增大支座刚性系数对结构安全有利。     

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.     

水平地震作用下全直桩码头底梁作用影响分析

以全直桩梁板式码头单层梁结构和增设底梁的双层梁结构为研究对象,采用振型分解反应谱法,对两者在水平地震作用下的动力响应进行对比分析,研究底梁对结构自振特性、位移响应、桩基及横梁内力的影响。结果表明,增设底梁可有效提高结构刚度,减小结构侧向位移和桩顶弯矩,改善桩基和横梁内力分布,从而提高结构抗震能力。     

基于有限元计算的自动化堆场轨道基础方案

轨道基础对港区自动化堆场的安全高效运营至关重要。以实际工程项目为例，比较了桩基轨道基础方案与复合地基轨道基础方案的优缺点。针对PHC桩基轨道梁方案，通过SAP2000有限元建模分析不同桩径、桩距和梁截面组合下的轨道梁基础受力，比选取桩基承载力利用率最大情况下的桩基轨道梁方案。     

基于国际标准的强震作用下高桩结构LNG码头桩基布置

LNG码头抗震等级要求高,抗震分析是高桩结构LNG码头需要重点研究的问题。按国际标准采用振型分解反应谱法,通过有限元软件,对不同桩基布置形式的高桩结构进行地震动力响应分析。结果表明不同桩基布置形式对结构自身刚度影响较大,从而改变结构自振周期,使结构承受不同的地震荷载;斜桩控制地震作用下的水平位移效果较好,但桩力偏大;对于具有多排多列的高桩墩式结构,桩基宜对称布置,同时边桩与内侧桩基可采用不同斜率来改善桩基受力分布情况。     

水平荷载作用下高桩墩台结构三维有限元计算分析

高桩墩台结构承受水平荷载的能力与码头的桩基是否布置斜桩有很大的关系。寻求在相同水平力方向荷载作用下高桩墩台桩基合理布置方案及桩基选型,可充分发挥桩基承载力,不仅对工程造价、码头使用,而且对提高结构抗水平荷载的能力有着十分重要的现实意义。本文以佛山某高桩靠船墩台的标准结构桩基布置和选型为例,运用有限元计算软件Midas,对比相同水平荷载作用下,不同的桩基结构形式的内力变形,并重点讨论了水平荷载作用下码头结构的桩基受力特性,在此基础上提出码头桩基选型及布置的建议。