PLAXIS数值模拟在分离卸荷式钢管板桩码头计算中的应用

选取加纳某钻井设备维修码头为工程实例,利用国际岩土有限元软件PLAXIS软件对分离卸荷式钢管板桩码头进行平面二维与空间三维有限元分析。探讨和对比了该新型码头结构在二维和三维模拟中与土体间的相互作用、前板桩与卸荷平台下桩基的内力与变形、拉杆的拉力等,同时对比了2D与3D简化模型的计算结果,找出不同计算模型下的差异与特点,提出若干模型简化的建议,为其他类似结构计算提供参考。     

基于ANSYS/LS-DYNA的水平荷载作用下拱式纵梁码头叉桩布置研究

拱式纵梁码头作为一种适用于深海的新型码头形式,其受力特性和部件结构需进行相关计算分析。文章基于ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件,通过p-y曲线理论所建立的土弹簧模拟桩土相互作用,建立了拱式纵梁码头结构三维有限元数学模型。计算并分析了船舶水平撞击力作用下,叉桩扭角角度和叉桩布置位置分别对该码头结构受力特性的影响程度。研究结果表明:设置叉桩可有效减小码头的整体水平位移,在必要工程中拱式纵梁码头设置叉桩是必要的,且叉桩扭角取15°能充分发挥码头各部件受力性能,可定为最优扭角角度;拱式纵梁码头在受到船舶撞击力作用时,基桩与墩台连接处、墩台与上部结构连接处易发生应力集中,施工时应进行局部加固处理,预防连接段的应力损伤。文章的研究成果可为拱式纵梁码头今后的实际工程应用提供依据。     

游艇码头定位桩受力增大系数计算和分析

游艇码头定位桩单桩受力增大系数由于影响因素复杂,很难从理论上确定其影响程度。运用小挠度理论,选取定位桩直径和自由长度为变量参数,提供了钢管桩和PHC桩2种桩型单桩受力增大系数的计算方法,同时也列出了各种参数组合下的增大系数,并研究其规律,为游艇码头定位桩设计时单桩受力增大系数的计算和合理选取提供参考。研究结果表明:受力增大系数随桩直径的增大而增大,随桩自由长度的增大而减小,且均较为离散。     

考虑后期维护费用的高桩码头结构优化

高桩码头建成后,受水工结构桩基的影响,水动力条件发生变化,部分地区码头面下部泥沙淤积较为严重。为保证码头结构安全,码头下方和后方在后期需要定期疏浚,维护困难且费用较高。为使工程初期投入和后期维护成本达到最优,考虑桩基与土之间的相互作用,采用三维实体有限元分析方法,结合某工程实例分析了泥沙淤积对码头基桩的影响。根据分析结果和结构受力特点,针对不同结构方案进行了优化计算和成本分析。分析表明：桩顶弯矩较大的向岸基桩采用钢管桩、其余基桩采用混凝土大管桩组合桩,工程初期投入和维护成本最优。     

前板桩高桩承台码头结构计算

结合某工程前组合钢管板桩高桩承台码头实例,运用高桩墩台计算软件建立简化模型,并运用有限元程序ANSYS建立三维模型,对比两种情况下结构的内力变形。结果表明:有限元模型计算的结果比简化计算的结果更符合实际受力情况。     

PHC钢管组合桩在复杂地质条件港口中的应用

针对当前复杂地质条件下PHC管桩沉桩困难问题，以三亚某公务船码头工程为依托，结合PHC管桩和钢管桩的优点以及相关行业规范确定了PHC钢管组合桩的结构形式。针对PHC钢管组合桩的特点，从穿透较厚砂层角度出发，通过结构计算软件以及相关规范公式给出码头结构极限承载力状态，对结构计算、受力特性与桩基检测结果进行分析，提出桩基改进措施和沉桩控制条件，得出满足工程设计要求的PHC钢管组合桩。结果表明：该种PHC钢管组合桩方法满足桩基承载力及应变要求；PHC钢管组合桩在穿透较厚砂层的条件下技术可行、经济合理。     

PHC钢管组合桩在复杂地质条件港口中的应用

针对当前复杂地质条件下PHC管桩沉桩困难问题，以三亚某公务船码头工程为依托，结合PHC管桩和钢管桩的优点以及相关行业规范确定了PHC钢管组合桩的结构形式。针对PHC钢管组合桩的特点，从穿透较厚砂层角度出发，通过结构计算软件以及相关规范公式给出码头结构极限承载力状态，对结构计算、受力特性与桩基检测结果进行分析，提出桩基改进措施和沉桩控制条件，得出满足工程设计要求的PHC钢管组合桩。结果表明：该种PHC钢管组合桩方法满足桩基承载力及应变要求；PHC钢管组合桩在穿透较厚砂层的条件下技术可行、经济合理。     

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。     

提高高桩码头钢管桩桩基承载力的方法

确定和提高高桩码头钢管桩的承载力是工程界一直致力于研究的问题。结合多年来的高桩码头钢管桩基的施工工程实例,分析了钢管桩的受力机理,介绍了在同等条件下提高钢管桩承载力的方法。     

全直桩高桩码头平联撑作用影响分析

对自由高度较大的全直桩高桩码头,桩基设计是码头设计的关键。以某工程设计为例,对全直钢管桩高桩码头桩基增设2种平联撑措施前后的设计进行对比分析,研究平联撑对码头平台受力的影响特性。结果表明合理的平联撑可有效减小排架位移、减小桩顶弯矩,使桩身弯矩更为协调。     

钢管板桩结构影响因素数值模拟分析

以苏丹某钢管板桩码头为例,运用PLAXIS 3D岩土有限元软件,进行钢管板桩结构内力的研究,并分别对土体内摩擦角、土体弹性模量、拉杆直径、钢管桩直径以及外力作用点等敏感因素进行分析,得出钢管板桩码头结构的受力特点,为类似码头结构内力分析和优化提供参考。     

LNG码头引桥墩台桩基结构选型

以广西液化天然气(LNG)码头引桥墩台桩基为研究对象,根据工程地质及岩土设计参数、工艺荷载、设计水位等主要设计条件,提出钻孔灌注桩和钢管桩两种设计方案。从桩基承载力受力、结构受力、施工工艺、工程造价、沉桩情况及检测结果等方面分析比较两种方案,得出该工程引桥墩台结构的桩基选型采用钢管桩方案设计较为合理。     

曹妃甸30万吨级原油码头超重型钢管桩沉桩施工

曹妃甸30万吨级原油码头桩基采用直径1.8 m钢管桩,桩长64.5～77 m,桩重81.37～94.51 t,桩重为目前国内之最.文章论述了打桩锤、打桩船的选择和打桩锤、打桩船的技术性能;钢管桩节点的布置及受力计算;以及沉桩施工步骤.经优化的沉桩工艺,使超长、超重钢管桩顺利施打完毕,施工质量达到优良水平.     

LNG船与高桩码头碰撞的力学特性

基于有限元方法研究LNG船与高桩码头碰撞过程的受力特性,基于ANSYS/LS-DYNA软件建立LNG船和高桩码头的结构模型,数值仿真了不同撞击速度、撞击角度时LNG船与高桩码头的有效应力与撞击力,分析撞击过程结构的受力特性.针对撞击力,对比分析不同规范计算结果与软件计算结果,结果表明,《AASHTO桥梁船舶撞击设计指南》计算结果与软件计算结果吻合较好,实际中可采用该规范初步估算LNG船与高桩码头的撞击力.     

基于旧码头改造的钢管板桩结构静力分析

结合国内某港区散杂货泊位改造工程,对基于高桩码头改造所产生的新建钢管板桩结构进行数值分析。首先,建立数值模型,将传统板桩码头前墙结构受土压力作用的数值计算结果与理论计算结果进行比较,验证数值方法的准确性;其次,基于此数值方法建立研究土体边界选取的三维数值模型,分析土体的边界范围对码头结构应力的影响;最后,对钢管板桩结构进行运营荷载作用下的三维数值模拟,对结构的应力及位移进行分析。通过数值模拟及理论分析发现:在钢管板桩结构数值模型中,当土体边界达到60～80 m时,可以忽略土体的边界效应;在码头面设计荷载作用下,新建结构所受土压力和产生的位移小于传统的板桩码头结构。     

中外钢管桩内力验算方法对比

钢管桩作为一种多轴对称的钢结构,性能稳定,受力机理相对明确,在国内外港口工程中主要用于高桩码头的基础结构和板桩码头的主体结构。通过对比研究国标、欧标、美标API和美标AISC共4种国内外规范对于钢管桩内力验算方法,探究4种规范验算方法的差异性,为海外港口工程钢管桩内力验算方法选取提供参考建议。以某港口高桩墩台结构为例对比4种规范钢管桩内力验算方法,结果表明:1) AISC规范计算结果最小,即其充分考虑发挥结构的性能,偏安全。2)欧标计算的结果最大,相对保守。3)国标和API规范计算结果介于AISC规范和欧标之间。     

泡沫轻质土在板桩码头结构中的应用

板桩码头在采用传统回填材料时,由于回填料自重较大,易导致码头竖向沉降大、前墙水平位移较大,不利于码头结构整体稳定。针对上述问题,利用新型材料泡沫轻质土作为回填材料,采用PLAXIS 3D三维有限元软件构建码头结构与土体的空间三维模型,分别计算码头上方使用回填泡沫轻质土和中粗砂2种材料时结构的受力特性。通过结果对比分析可知,码头上部回填泡沫轻质土时,前墙弯矩、位移、拉杆拉力均有一定程度的降低,码头整体稳定安全性增大,可为类似工程建设提供参考。     

框架码头结构二维和三维计算对比分析

高桩框架码头是高桩码头结构型式之一,实际工程设计时,设计人员往往采用平面计算的方法来进行设计计算,这种计算得出的结果往往会使桩内力值与实际偏差增大,这使得结构安全可能存在隐患或浪费。本文依托安徽铜陵港某工程,利用易工软件和Autodesk Robot软件分别进行二维和三维结构计算分析,对高桩框架码头承受船舶荷载这一问题进行较为深入的研究。     

用图解法求钢管桩的补桩方案

在武汉市长江边某码头施工中,临水最前排的一根直桩沉桩后桩位偏差1.4 m,为了后续施工不得不把其泥面以上部分割掉,并在原位补一个几何尺寸完全一样的钢管桩,计算十分困难。通过用CAD二维图解法圆满地解决了此难题,并且在施工中一举成功,实践证明本补桩方案是切实可行的。     

高桩墩式码头结构的空间有限元分析

选取江苏南通某高桩墩式码头为工程实例,利用通用有限元软件ANSYS对高桩墩式码头进行空间有限元分析。通过建立有限元模型,对各种不同工况下码头的受力进行分析,得出了较为合理的计算结果,可为码头设计提供理论依据,也可供高桩墩式码头设计者参考。