堆货荷载下高桩码头结构整体安全度分析

以大型通用有限元软件ANSYS为平台,建立了高桩码头结构整体极限承载力分析的非线性有限元数值模型。将蒙特卡洛方法与有限元数值模型相结合,求取出堆载下高桩码头结构整体极限承载力的概率分布及其统计参数。以结构整体极限承载力(结构抗力)和作用荷载(作用效应)为随机变量,构建反映高桩码头结构整体安全度的功能函数,采用JC法计算结构的安全指标,建立了高桩码头结构整体安全度分析的有效方法。研究了堆货荷载下高桩码头结构损伤与尺寸型式改变对极限承载力样本概率分布与统计参数的影响,得出了堆载下高桩码头结构极限承载力概率分布为正态分布,结构损伤与尺寸型式改变对其统计参数影响不大的结论。计算表明,利用此法分析堆货荷载下高桩码头结构整体安全度简便且可行。     

船舶撞击力作用下高桩码头的安全评估

针对高桩码头水平承载力,应用极限概率理论分析了荷载效应的统计参数;根据构件破坏准则,确定了码头破坏模式和功能函数;依托某码头实例,建立响应模型,计算其失效概率及可靠指标。分析的结果认为,船舶撞击能和船舶撞击力符合极值I型分布;高桩码头的主要破坏为桩基础的正截面受弯破坏和水平位移过大;结合某码头工程实例,利用ANSYS有限元分析软件建立结构响应模型和PDS模块,采用蒙特卡罗的方法进行可靠性分析,共进行了10万次抽样,抽样的结果显示,码头受船撞作用失效的概率为2.073 05×10-3,可靠指标为3.76,安全结构等级为2级。     

基于ANSYS的高桩框架码头可靠度分析

随着可靠度在结构设计中运用的增加,对于码头结构可靠度分析问题引起了人们的广泛关注。本文结合典型高桩框架码头工程,基于大型通用有限元软件ANSYS建立码头非线性有限元模型,从结构材料性能和几何尺寸等方面选取影响极限承载力的概率统计参数,将非线性有限元法与响应面法相结合,拟合出的以码头整体极限承载力为抗力和以堆货荷载为荷载效应的响应面,运用蒙特卡罗法进行框架码头整体可靠度计算分析,探讨了该方法的可行性和应用特点。     

ANSYS APDL在高桩码头移动荷载计算中的应用

研究了在移动荷载作用下,ANSYS在高桩码头结构计算中的应用;采用ANSYS的APDL参数化语言进行编程,建立高桩码头整体模型,对移动荷载分荷载步施加,并对结果求包络值;具体计算了轨道梁计算和门机上岸校核计算.结果表明,ANSYS APDL可以简便地应用在移动荷载作用下高桩码头结构的计算中,对实际工程计算具有一定的指导意义.     

门机荷载作用下高桩码头结构响应试验研究

通过对高桩码头泊位的码头结构进行调查,对门机荷载作用下的码头进行结构响应试验,同时对码头结构的承载力、裂缝宽度、挠度和抗裂等进行复核计算,结果表明:在门机荷载作用下,门机轨道梁应变未达到混凝土开裂极限,裂缝宽度变化可忽略,横梁混凝土应变未达到混凝土开裂极限;在设计荷载作用下,码头门机轨道梁抗弯承载力满足规范要求;剪力荷载作用效应设计值大于承载力设计值,不满足规范要求;最大裂缝宽度计算值大于裂缝宽度限值,不满足现行规范对裂缝宽度的限制要求;挠度计算值均小于挠度限值,满足规范要求。     

大水位差架空直立式全直桩框架码头在水平撞击力作用下的破坏模式研究

针对内河大水位差架空直立式全直桩框架码头的结构型式,对多种水平集中荷载工况下的结构进行了推覆分析,得到了结构在不同工况下的水平极限承载力,并明确了对结构最不利的水平荷栽工况.同时对寸滩码头结构试验模型进行了最不利水平荷载工况作用下的破坏试验研究,通过数值计算结果与试验结果的对比分析,得到了结构构件的开裂荷栽以及水平极限承载力;明确了结构的破坏模式,弄清了结构的薄弱环节.     

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。     

船舶撞击力作用下高桩码头桩基承载力的试验

为加强港区高桩码头安全管理,对码头泊位进行靠泊试验,研究船舶撞击力下高桩码头的桩基承载力,同时对码头桩基承载力进行复核计算,结果表明:无损检测码头桩基基本完好;在船舶撞击力作用下,码头桩基承载力满足规范要求,安全性较好;船舶靠泊平稳,码头能够承受所观测吨级减载船舶的荷载。     

旧高桩码头基桩承载力的计算与测试

首先采用ANSYS软件对某高桩码头的原构件及基桩承载力进行有限元分析;然后模拟试验预定的加载步骤分多次施加荷载,获得了相应荷载作用下码头试验段各构件的内力及群桩中的单桩承载力;最后在码头结构上进行加载试验,测出相应的内力及单桩承载力,并与计算结果进行了比较,结果表明,采用计算与测试相结合的方法能较准确地评估码头各构件及群桩的承载能力。     

桩基水平承载力计算方法

利用综合刚度下的双参数法对码头工程中的桩基水平承载力进行计算分析,码头桩基不仅受静力荷载影响,还受到波浪、潮汐等水文动力因素影响,计算方法相对复杂。本文通过对中细砂地质条件中的水平承载模型桩的试验研究,计算得到该条件下改进的双参数法的指数n的值介于0.5到0.9之间。本次研究的结果能够为后续中细砂地质条件下高桩码头中的桩基计算和设计提供参考,从而达到简化试桩要求的目的,而不用通过实测得到桩的最大弯矩及其位置,节约工程成本。     

基于曲率模态和小波变换的码头排架损伤识别方法*

为准确识别高桩码头的结构损伤,采用曲率模态、曲率模态差和小波变换法进行结构损伤识别,通过对码头排架不同损伤工况下的实例分析,验证了这3种方法在码头结构损伤识别中的可行性和适用性。研究结果表明,当结构无损模态未知时,采用曲率模态小波变换法能够较好地定位结构损伤;当结构无损模态已知时,运用曲率模态差法能准确定位结构损伤。进一步分析表明,曲率模态小波变换系数峰值和曲率模态差突变量还能用于初步判定码头结构多点损伤的损伤程度。     

高桩码头结构安全评价指标及其敏感性分析

针对高桩码头结构损伤引起的安全性评价问题,提出将宏观层面的横向位移、桩顶转角和微观层面的桩身应变作为高桩码头结构的安全性评价指标。基于工程实际建立了高桩码头结构的有限元分析模型,并与现场实测动力特性数据进行了对比验证;结合有限元模型和概率方法研究了高桩码头结构安全性能性能评估指标及其敏感性规律;得出宏观安全指标与桩的结构参数、强度参数以及土体参数有较大的相关性,微观安全指标只对桩的有效截面积及局部强度敏感。研究成果可为高桩码头结构损伤预警和状态评估提供依据。     

装配式高桩码头全简支梁水平力传递性能

全简支梁结构具有快速装配的优点,但由于对其水平力传递性能研究不足,在装配式高桩码头中应用较少。通过有限元模型计算对比,分析了全简支梁结构受水平集中力情况下码头结构的位移分布规律。结果表明：全简支梁体系对码头结构水平力传递性能削弱的影响较小,在面层连续的情况下能有效传递水平力,是可行的装配式技术方案。采用全简支梁体系的高桩码头结构宜在《码头结构设计规范》规定的基础上,将水平力分配系数及计算位移值适当提高。     

不同作用力下高桩码头叉桩受力分析

高桩码头结构的复杂性、桩体与土相互作用的非线性以及外力的多样性,使得桩体受力相当复杂。文章探讨了桩土相互作用的数值模拟方法,采用ANSYS有限元软件,建立了高桩码头桩体与土相互作用的数值计算模型,并结合正交化试验,进行了不同荷载下码头结构受力的仿真计算,并通过数理统计分析,得到了叉桩桩顶受力随荷载改变的变化规律以及叉桩桩顶受力的极限情况,为分析高桩码头叉桩破损原因提供了参考依据。     

高桩码头固有频率敏感性与相关性分析

高桩码头构件众多,不同位置、程度、数量的构件损伤会对码头动力特性造成不同的影响。采用概率灵敏度分析方法,研究混凝土基桩损伤、上部结构损伤等情况下码头动力特性的变化。通过建立高桩码头有限元模型,分析不同参数对码头整体动力特性的影响,发现码头结构动力特性对土体参数、桩有效截面面积以及部分桩的弹性模量较为敏感;对横梁和纵梁的损伤并不敏感;码头前三阶自振频率的变化可以作为反映整体损伤的指标,四阶以上频率因其振型为桩自身的局部振型,其频率值仅对部分单桩损伤敏感,而对其他桩的损伤不敏感;码头前三阶频率间相关性强,三阶以上频率与前三阶频率中等强度相关。     

影响在役高桩码头构件耐久性的因素

在役高桩码头构件的耐久性状况直接影响其使用寿命,从分析影响高桩码头构件耐久性的主要因素入手,简要介绍各种构件耐久性因素的检测方法,结合具体工程案例详细分析钢筋锈蚀劣化作用对构件的抗弯能力和抗剪切能力的影响,可为在役高桩码头构件的健康诊断和耐久性状况的评价提供依据,可供其他港口工程结构物的耐久性评价参考。     

高桩码头叉桩最不利受力工况分析

高桩码头结构的复杂性以及桩体与土相互作用的非线性,使得桩体受力相当复杂。文章分析了影响高桩码头叉桩受力的各种因素,通过建立ANSYS有限元模型计算各种工况下叉桩桩顶受力情况,得到了叉桩的破损机理,并结合各外力因素对叉桩不利受力进行敏感度分析,得到了叉桩受力的最不利工况组合和最敏感外力因素,对认识高桩码头叉桩破损的原因具有参考价值。     

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。     

多元荷载作用下软基深水高桩码头结构承载特性研究*

软基深水高桩码头结构受到恶劣外海环境荷载及复杂工作荷载等多元荷载的共同作用。研究表明,船舶撞击荷载是该结构水平向控制荷载,但波浪长期循环荷载作用会引起桩周土体软化,进而导致码头结构在其它荷载作用下承载特性的劣化。鉴于此,首先基于ABAQUS有限元软件建立了深水高桩码头结构-地基土体相互作用的三维弹塑性有限元模型;然后,借助USDFLD子程序实现了同时考虑土体强度弱化和刚度衰减的模拟,进而开展了未考虑土体软化、仅考虑土体强度弱化、仅考虑土体刚度衰减以及同时考虑土体强度弱化和刚度衰减对码头结构承载特性影响的对比分析。研究结果表明,与未考虑土体软化时撞击荷载作用下码头结构安全系数相比,仅考虑土体强度弱化时其值降低14.72%,仅考虑土体刚度衰减时其值降低15.28%,同时考虑土体强度弱化和刚度衰减时其值降低19.44%,且考虑土体软化后桩周土体的塑性应变范围明显增大,极限状态时桩身应力值减小,结构稳定性显著降低。