Plaxis在板桩结构分析中的应用

上海市某船闸引航道拟采用板桩结构,为选取合适的板桩结构形式,利用岩土工程有限元分析软件Plaxis对锚碇墙拉锚板桩结构、锚碇叉桩拉锚板桩结构、叉桩式高桩承台结构、直桩式高桩承台结构这4种不同板桩结构形式进行数值模拟分析,得出了各种板桩结构形式的结构位移变形、结构内力及桩侧土压力分布情况。计算成果显示:锚碇墙拉锚板桩结构和直桩高桩承台结构水平位移较大,达60~70 mm;叉桩高桩承台结构和锚碇叉桩拉锚结构在水平位移较小,约20 mm;叉桩高桩承台结构还具有卸荷作用,板桩所受主动土压力较小,板桩弯矩值最小。本项目宜采用叉桩高桩承台结构。     

分离卸荷式板桩码头中桩基-卸荷承台结构的卸荷机理研究

分离卸荷式板桩码头结构是在传统单锚式板桩码头结构的基础上通过前墙后方埋深的桩基卸荷承台结构承担部分荷载从而实现卸荷效应。为了研究该码头结构的卸荷机理,文章通过有限元数值模拟对分离卸荷式板桩码头结构在施工过程中的承载特性进行研究,并通过对比工程原型观测数据验证模型的正确性。在此基础上,通过对比单锚式、双排桩和分离卸荷式三种板桩码头结构在相同工况下的结构内力与变形以及应变能差异,分别探究桩基卸荷承台结构的双排桩和卸荷承台结构的卸荷效应及其组合后的影响。结果表明双排桩在水平方向通过自身抗弯能力与桩土间相互作用达到对前墙的遮帘作用,而卸荷承台在竖直方向形成土压力卸荷区减小前墙荷载,此外卸荷承台与双排桩之间能相互影响,增强系统的稳定性,提高桩基卸荷承台结构的承载能力与负荷比例,达到更好的卸荷效果。     

专利名称:适用于深水卸荷式板桩岸壁结构的概化模型设计方法

深水卸荷式板桩岸壁结构的概化模型设计方法利用弹性连杆模拟地基土与结构之间的相互作用,简化了深水卸荷式板桩岸壁结构的计算模型;将土压力分为自重土压力和超载土压力分别进行计算,且同时考虑了卸荷作用和遮帘作用,从而能够更加合理准确的计算作用于结构的土压力,依据主动土压力理论,考虑卸荷作用和遮帘作用进行前墙的土压力计算。     

遮帘式板桩码头结构原位测试研究

通过对埋设在深水遮帘式板桩码头结构内的测试元件进行位移、内力等方面的原位观测,得到板桩码头前墙、遮帘桩和锚碇墙的变形、沉降、土压力、钢筋和混凝土应力等观测数据,研究码头结构变形和内力等相关参数的变化规律,为码头结构的优化设计和正常使用提供技术支持。     

堆载过程中分离卸荷式板桩码头结构变形特性

分离卸荷式板桩码头结构主要由前墙、锚碇墙、拉杆以及卸荷平台体系组成,通过卸荷平台体系承载码头上部结构荷载,以达到减小前墙荷载、加大港池开挖深度的效果。对这种新型码头结构堆载过程进行的数值模拟是码头数值模拟的基础。通过FLAC3D软件进行数值分析,探讨堆载过程中,分离卸荷式板桩码头的受力与变形特性,以及码头结构上土压力分布规律。通过与原型观测数据和离心模型试验结果对比,验证堆载模拟方法的合理性。     

中交一航院4项技术创新成果获国家实用新型专利授权

2008年,中交一航院研发的“亲水消浪格型结构防波堤”、“矩形方形灌注桩成孔组合钻具”、“直排式真空预压法加固软土地基结构”、“分离卸荷式板桩岸壁结构”等4项技术创新成果获得国家实用新型专利授权。     

大刚度板桩码头有限元分析

本文针对大型板桩码头的截面形式和结构进行优化研究。运用规范中关于板桩内力及入土深度的计算方法对矩形、T形以及工字形截面的前墙进行计算,并从配筋率和造价方面进行截面优化,得出对于大型大刚度的板桩码头,前墙和锚碇结构采用T形截面更经济,且施工质量可靠。在此基础上运用有限元模型,对T形截面板桩墙的位移和内力进行影响因素分析,并对板桩码头结构进行优化,得到了大型板桩码头的优化截面和结构。成果对于大型深水板桩码头的设计具有参考价值。     

衡重式板桩结构在码头中的应用

分别建立无锚式、单锚式和衡重式板桩码头有限元概化模型,并以某10万吨级板桩码头为原型,进行数值分析。结果表明：衡重式板桩的最大水平位移值分别为无锚式板桩的1/13和单锚式板桩的1/2;无锚式板桩入土段土压力分布突变明显,单锚式板桩入土面以上墙后土压力分布突变明显,衡重式板桩墙后和墙前土压力分布均较平顺;无锚式和单锚式板桩弯矩、剪力分布均出现多次反转,尤以无锚式板桩最明显,衡重式板桩除在衡重台位置出现弯矩突变外,其他位置弯矩、剪力分布均较平顺;工程案例分析中衡重式板桩桩身水平位移和弯矩属于正常范围,同时衡重式结构不需设置锚碇系统、后排灌注桩等组合结构,具有场地适应性强、施工简单和建设成本低等诸多优势,在板桩码头中具有较强的应用价值。     

船坞接长工程锚拉结构施工技术

在船坞改造工程中,为有效提高坞墙锚拉结构施工速度,避免或减少船坞接长施工对原船坞的影响,满足原船坞连续生产需要,改进了锚碇板桩桩顶结构,将锚入锚碇墙的主筋直接外露,免除桩顶混凝土凿除工序,缩短了施工周期;制作了适应锚碇板桩桩顶主筋外露的沉桩桩帽,并采取有效措施保证了桩顶完整性;使用了一种锚拉杆中间张拉连接装置,优化了施工工序,增加了施工作业面,提高了施工组织效率。为船坞坞墙锚碇体系相关施提供一定的参考。     

技术专利介绍

<正>专利名称:锚拉式重力式方块码头专利类型:实用新型专利号:ZL 2013 2 0168398.0专利权人:中交第一航务工程勘察设计院有限公司技术领域:本实用新型属港口或海岸工程建设中的一种重力式码头、重力式防波堤、护岸结构,特别是一种锚拉式重力式方块码头。专利摘要:本实用新型提供一种锚拉式重力式方块码头,该重力式码头包括有墙身、胸墙、基础、墙后     

可液化场地20万吨级卸荷式板桩码头地震反应分析

地震作用下场地液化是码头结构发生破坏的主要原因之一。针对一种20万吨级卸荷式板桩码头建立二维有限元数值模型，采用有效应力法对该码头结构进行动力时程分析，研究其在可液化场地条件下的受力变形特征以及周围土体的动力反应。结果表明：可液化场地条件下，板桩码头的前墙变形与传统单锚式柔性挡墙不同，未出现明显的凸胀变形；地震作用过程中前墙承担的弯矩最大，最大弯矩位于海底泥面附近；码头结构对周围土体的地震反应有放大效应，临空面对土体地震动峰值加速度(PGA)影响范围随地震强度的增加有减小的趋势；墙后填土液化范围随地震动强度的增加逐渐扩大，在0.50g情况下存在整体滑移的危险。     

整体卸荷式板桩码头原型观测技术

目前整体卸荷式板桩码头设计理论尚不成熟，相关规范没有涉及具体计算方法，对码头结构开展原型观测是掌握这种新型结构工作特性的一种有效方法。本文结合整体卸荷式板桩码头结构形式及主要施工工艺，开展原型观测，得到不同施工阶段前墙钢管板桩应力、土压力、深层土体位移等参数变化规律。结果表明，由于桩间距较小，板桩墙后土体受到桩基挤密作用明显，前墙板桩弯矩和承台桩基均小于设计值，沉降和码头前沿水平位移最大值均大于正常使用极限状态计算值。     

遮帘桩对板桩码头地震响应的影响

为了研究地震作用下遮帘桩对板桩码头前墙、锚碇墙以及拉杆受力性能的影响,运用ABAQUS软件对京唐港32#遮帘式板桩码头进行动力有限元分析.结果表明,遮帘桩可显著减小地震作用下前墙弯矩和拉杆拉力,对锚碇墙的受力性能影响较小;遮帘桩厚度对地震作用下拉杆拉力、泥面高程以下部分的前墙弯矩影响较大,对泥面高程以上部分的前墙弯矩和...     

学术动态与行业信息

“半遮帘式板桩结构”和“全遮帘式板桩结构”两项专利获国家实用新型专利授权本刊从中交一航院获悉,近日,由中交一航院研发的“提高板桩墙承受能力的半遮帘式板桩结构”和“提高板桩墙承受能力的全遮帘式板桩结构”两项专利获国家实用新型专利授权。据称,半遮帘式板桩结构的实     

板桩结构非线性有限元分析

采用有限元法对板桩结构受力特点进行了分析,结果表明,前墙入土深度和抗弯刚度对板桩结构受力特性有显著影响。入土深度一定时,前墙位移、陆侧弯矩、锚碇墙陆侧弯矩和拉杆拉力均随前墙抗弯刚度的增加而减小,前墙海侧弯矩随之增加;前墙抗弯刚度一定时,前墙陆侧弯矩、拉杆拉力随入土深度增加而减小,入土深度大于某值后,对各项影响较小。     

深厚软土地基深水板桩码头变形控制优化设计

针对软土区采用深层水泥搅拌桩（DCM）加固的板桩码头结构,板桩变形控制是设计难点之一。以深厚软土地基的某深水板桩码头为研究对象,通过PLAXIS软件进行有限元模拟,分析在不同DCM置换率下码头前墙受力与变形的特性,比较DCM及拉杆的不同布置模式下的前墙位移,研究码头后方堆载预压对锚碇墙和土体变形的影响,最终对地基处理工序、DCM置换率及布置范围、拉杆布置进行优化设计。设计方案保证经济合理的同时,较好地限制了板桩的变形,缩短了施工工期,可为类似工程提供借鉴。     

板桩码头向深水化发展的方案构思和实践--遮帘式板桩码头新结构的开发

针对板桩结构型式仅适用于中小码头建设这一长期困扰水运工程界的课题,研究开发了半遮帘式和全遮帘式板桩码头结构型式.在京唐港区2万t级板桩码头改造为5万t级泊位工程中,利用半遮帘桩减小作用于原前板桩下半部分的土压力,而且不设锚碇拉杆,取得了成功;采用全遮帘式板桩结构,又成功建设了10万t级深水泊位.经南京水利科学研究所进行离心模型试验,验证了设计是正确的.     

分离卸荷式地下连续墙板桩码头运行初期前墙工作性状的观测与研究

唐山港京唐港区18#-19#泊位是我国首个采用分离卸荷式地下连续墙结构建设的深水板桩码头,是深水板桩码头结构创新相关研究的重要组成部分.通过分析研究该泊位在码头前沿疏浚期间和投入运营1 a后所进行的系统性原型测试成果,进一步了解和掌握码头前板桩墙的结构内力和变形情况.测试结果显示,在运营初期码头前墙的内力和变形均较小,...     

Z型钢板桩码头转角段三维数值模拟

为了探讨板桩码头转角段的受力与变形特性,以广州南沙港某Z型钢板桩码头为例进行研究。土体本构采用小应变土体硬化模型,利用国际大型通用有限元软件分别建立了板桩码头标准段、内转角段和外转角段3个空间数值模型,对比分析了前墙、拉杆和锚碇墙的内力和位移分布特征。计算结果表明：1)Z型钢板桩码头转角段前墙的弯矩和位移、拉杆拉力、锚碇墙位移均比标准段小。2)按照标准段的计算成果进行转角段设计偏于保守,可进一步优化。     

板桩码头向深水化发展的方案构思和实践——遮帘式板桩码头新结构的开发

针时板桩结构型式仅适用于中小码头建设这一长期困扰水运工程界的课题，研究开发了半遮帘式和全遮帘式板桩码头结构型式。在京唐港区2万t级板桩码头改造为5万t级泊住工程中，利用半遮帘桩减小作用于原前板桩下半部分的土压力，而且不设锚碇拉杆，取得了成功；采用全遮帘式板桩结构，又成功建设了10万t级深水泊位。经南京水利科学研究所进行离心模型试验，验证了设计是正确的。