国内外主要抗震规范重力式码头结构地震作用对比

重力式码头是我国分布较广、使用较多的一种码头结构形式,其依靠结构本身及其上面填料的重力来保持自身抗滑移稳定和抗倾覆稳定。对于强震区的重力式码头,除承受施工和使用过程中的一般静力作用外,还要承受地震产生的惯性力、动土压力、动水压力等作用。特别是水位较高时重力式码头墙身后的回填土处于饱和状态,强烈的地震作用会产生超孔隙水压力。因此,重力式码头的抗震设计非常重要。对比了国内外主要抗震规范重力式码头的地震作用。针对北非某拟建港区重力式码头,采用我国的《水运工程抗震设计规范》与PIANC《抗震设计指南》,对比分析地震工况下设计高水位时码头稳定性。     

欧标岸壁重力式码头拟静力抗震设计方法及应用

总结了基于欧标的重力式岸壁码头抗震设计方法要点,特别是地震惯性力、地震动土动水荷载的计算取值,及其共同作用下的抗滑移稳定性计算要点,给出了欧标拟静力设计方法流程,并与中国规范的相关规定进行了比较。结合吉布提多哈雷港一期工程案例进行了欧标拟静力抗震设计应用,参数化研究了沉箱底宽,可为类似工程设计作参考。     

强震区全直桩码头结构响应谱分析

利用有限元分析软件ANSYS,基于振型分解反应谱法对全直桩码头结构在强震下的抗震性能进行数值分析,探讨了此类结构在水平纵横向地震作用下位移和内力的变化规律。计算结果表明:全直桩码头结构的近陆侧桩承担的水平地震力最大,码头最可能发生的地震破坏为扭转剪切破坏。研究成果可为国内外强震区高桩码头结构抗震设计提供参考。     

基于改进拟动力法的沿河岩石边坡地震抗倾覆稳定性分析

流水河岸岩石边坡的稳定性评价具有重要意义,文章基于改进的拟动力分析法推导了在不同工况下沿河岩石边坡地震抗倾覆稳定地震安全系数计算公式。分析了在不同岩石地震放大系数下地震力、坡顶超载、张裂缝积水深度、锚索效应以及河水侵蚀影响下岩石边坡地震抗倾覆稳定性的变化规律,分析表明,在不同工况下张裂缝积水深度、水平向地震力、河水侵蚀高度等不利于岩石边坡地震抗滑稳定性,而竖向地震力、锚索锚固力、锚固高度、边坡超载等增强岩石边坡地震抗倾覆稳定;随着岩石地震放大系数的增大,地震力对岩石边坡地震抗倾覆稳定性的不利影响增大,边坡超载、张裂缝积水深度、锚索锚固力、锚索高度、河岸水位对岩石边坡地震抗倾覆稳定性的不利影响减小,而锚索角度、坡脚侵蚀高度对边坡地震抗倾覆稳定性的不利影响基本不变。     

考虑桩土相互作用高桩码头单桩地震反应

本文以唐山地震时天津地区港口高桩码头实际震害为背景，采用Ｎｏｖａｋ模型，研究桩土动力相互作用对码头单桩地震反应的影响；采用Ｐｏｕｌｏｓ差分法，考虑桩土静力相互作用，研究在地震引起岸坡永久变形作用下，码头单桩的地震反应；综合考虑桩土动、静力要互作用，研究单桩地震反应的各影响因素，分析桩的不同破坏形式茅坑同桩码头抗震提出建议。     

美国ASCE7-10规范在高桩码头抗震设计中的应用浅析

本文对美国ASCE7-10规范中的抗震设计进行了详细介绍,分析了抗震设计中的关键参数;以印尼某高桩码头为例,建立了高桩码头三维有限元模型,并计算了该结构在地震工况下桩基受到的等效地震侧向力的作用,对比分析了该结构在横向以及纵向两个方向的差异,得到了一些有益结论,为涉外工程提供了有益参考。     

高桩码头结构地震响应分析

为了研究强震区高桩码头结构在地震动作用下结构的安全性,采用快速拉格朗日时域有限差分法进行地震时程分析,并利用FLAC3D软件进行某高桩码头数值模拟。结果表明:双向地震动作用下,码头结构产生的水平、竖直残余位移较小;平台纵梁正应力及横梁正应力幅值波动较大,但均在材料的允许强度范围之内;桩体轴力幅值变化较大,但均小于其承载力。从码头结构刚度、强度角度分析,码头结构安全可靠。     

港口结构抗震设计方法的发展（5）

以我国、美国和日本的港口码头设计规范、手册为基础,对我国、美国和日本港口码头抗震设计的方法进行了分析,同时介绍了国际航运协会标准《港口结构抗震设计指南》的有关规定.此系列论文共分6部分,该文为第5部分,分析和比较了我国、美国和日本规范中高桩码头的抗震设计方法.比较表明:对于高桩码头抗震设计,我国规范和美国规范采用反应谱法确定地震力,日本规范则将地震危险性分析得到的结果作为输入的地震波,根据结构的反应确定地震系数.美国规范给出了多种码头变形的计算方法.     

重力式沉箱码头在双向振动下的地震响应有限元分析

重力式码头的抗震设计是港口水工建筑物地震响应研究的重要课题。基于ABAQUS有限元软件按照神户重力式码头PC1泊位沉箱的实际参数设计二维模型,用港岛地下32 m深处的实测地震加速度作为输入波形,考虑了码头结构-地基的相互作用、地震波的双向耦合以及无限元边界的滤波作用。研究结果表明：沉箱顶部海侧角的水平残余位移为2.53 m,竖向沉降稳定在1.11 m,与实测数据相比误差控制在1.7%之内,验证了模型的准确性;沉箱前趾与后踵周围地基土体已经发生塑性屈服,前趾下的地基土为应力集中区域,等效应力峰值达到0.8 MPa,是抗震设计中需要注意的部分。     

等效阻尼比模型对高桩码头地震位移需求的影响分析*

替代结构法是基于位移的高桩码头抗震设计方法中确定地震位移需求的主要方法之一,等效阻尼比则是该方法的关键参数,但不同码头抗震设计规范采用的计算模型差异较大,另外一些文献也专门针对码头提出相关模型。为分析等效阻尼比模型对地震位移需求的影响,对3个码头案例分别采用替代结构法和非线性时程分析方法进行位移需求分析,在分析中考虑规范和文献采用的4种阻尼比模型,计算两种方法结果的比值,并对位移比进行统计分析。结果表明,由4种阻尼比模型进行非线性静力分析得到的位移与采用非线性动力时程法分析得到的位移之比均值在0.8～1.2,位移比服从对数正态分布;规范公式精度较文献公式差,建议对于灌注桩和钢管桩码头采用长滩港码头设计标准中的公式;对于预应力混凝土桩码头宜采用ASCE/COPRI 61-14的公式,同时当保证率分别取50%左右、75%和95%时,建议将位移需求结果分别乘以1.10、1.25和1.65的放大系数以提高结果的可靠性。     

有波浪力重力式码头稳定性可靠指标的简化计算

研究了有波浪力情况下重力式码头的抗滑、抗倾稳定性抗力和荷载效应的统计特征,提出了抗滑、抗倾稳定性可靠指标的简化计算公式,根据10个方块码头和46个沉箱码头的JC法可靠指标计算结果确定了简化计算公式和简化设计公式的参数。研究表明,波浪力占总荷载效应的比例对可靠指标的计算结果影响很大;对于同种类型的重力式码头,在相同的墙后填料情况下,抗滑、抗倾稳定性计算中抗力和荷载效应的均值系数和变异系数可视为常数;采用简化公式计算的重力式码头抗滑、抗倾稳定性可靠指标与JC法的计算结果非常接近。     

重力式码头稳定性可靠指标简化计算方法

利用蒙特卡洛方法分析了影响方块、扶壁和重力沉箱式码头抗滑、抗倾稳定性可靠指标计算中作用效应与抗力变异性的主要因素,通过对蒙特卡洛模拟结果的回归分析,建立了重力式码头抗滑、抗倾稳定性可靠指标计算中作用效应与抗力变异系数与这些变量的关系,最后利用JC法计算的可靠指标进行校正,提出了方块、扶壁和沉箱式重力码头抗滑、抗倾稳定性可靠指标的简化计算公式.与分项系数法相比,在计算量增加不大的情况下,利用简化公式可求得重力式码头的抗滑、抗倾稳定性可靠指标.     

重力式码头稳定性可靠指标简化计算方法

利用蒙特卡洛方法分析了影响方块、扶壁和重力沉箱式码头抗滑、抗倾稳定性可靠指标计算中作用效应与抗力变异性的主要因素,通过对蒙特卡洛模拟结果的回归分析,建立了重力式码头抗滑、抗倾稳定性可靠指标计算中作用效应与抗力变异系数与这些变量的关系,最后利用JC法计算的可靠指标进行校正,提出了方块、扶壁和沉箱式重力码头抗滑、抗倾稳定性可靠指标的简化计算公式。与分项系数法相比,在计算量增加不大的情况下,利用简化公式可求得重力式码头的抗滑、抗倾稳定性可靠指标。     

特定条件下重力式码头结构设计优化

提出特定条件下重力式码头结构设计优化,如设置沉箱尾部结构、沉箱后倾、大圆筒设置抗倾加强结构、码头底部设置抗滑板、重力式结构设置锚碇结构等,上述结构优化设计在适用条件下具有良好的适应性和应用价值。     

遮帘式板桩码头抗震特性及设计参数研究

板桩码头是港口工程建筑物一种重要的结构形式,但受墙身高度限制,只适用于中小码头建造。遮帘桩的加入,极大地改善了前墙受力,使码头泊位大型深水化成为可能。作为一种新型的结构形式,遮帘式板桩码头抗震特性尚不清楚,地震破坏机理与变形灾变性能是抗震安全设计中需考虑的较复杂的问题。基于非线性有限元分析技术,考虑遮帘桩到前墙间距、遮帘桩长度和遮帘桩厚度等一系列抗震设计参数,研究不同参数时,遮帘式板桩码头前墙残余变形分布特征、墙身以及拉杆受力特性,阐述各设计参数下板桩码头的抗震机理和变形特性,给出各设计参数的合理抗震取值,研究结果为遮帘式板桩码头的抗震安全设计提供参考。     

中欧重力式码头结构设计方法比较

重力式码头是一种常规码头结构形式,世界各国设计方法各有不同。综合对比分析中国港口工程规范和欧标(英标)对重力式码头结构设计的理论基础、计算参数、荷载组合、抗倾抗滑稳定验算和地基承载力验算等。结合算例,定量对比计算方法的差异,提出采用欧标进行重力式码头设计时须加以关注的方面。结果表明欧标(英标)计算方法总体偏于严格,尤其当采用土体强度考虑分项系数的验算方法时。     

方块码头安装偏差过大的计算分析及解决办法

依据安哥拉某重力式方块码头施工过程中发生的安装偏差超标的实例,根据海侧实测数据,利用静力计算、修正静力计算、有限元分析计算3个阶段的渐进过程分析偏差超标方块的受力情况,为后续工作的合理安排提供依据,在解决施工问题并保证进度方面具有普遍的参考意义。     

格型钢板桩与复合地基组合式岛壁稳定性研究

结合某海上人工岛工程实例,以有限元软件PLAXIS 3D作为分析平台,建立格型钢板桩岛壁结构稳定性分析的空间弹塑性有限元模型。研究软土地基上格型钢板桩结构的变形与稳定特性,分析当格型体与多种复合地基相组合时对岛壁结构稳定性的影响。结果表明,对格型钢板桩内外土体进行地基加固后,结构稳定性均有不同程度的提高,特别是在岛内即格型体陆侧进行一定宽度高压旋喷桩的处理后,岛壁结构的稳定性大幅度提高,并能有效控制使用期人工岛的沉降量。分析成果对类似工程以及格型钢板桩结构在软土地基上的推广应用有参考意义。     

循环弹塑性本构模型在港口沉箱码头抗震理论中的应用

在港口抗震中采用循环弹塑性本构模型对港工建筑物的地震破坏机理进行数值分析与振动台实验。选取在港口建设中最常见的沉箱码头作为研究对象,采用循环弹塑性本构模型,FD-FE耦合方法模拟地震荷载作用下地基土液化导致的沉箱码头岸壁的整体失稳。然后通过水下大型振动台的模型实验进行验证。数值分析与模型试验破坏趋势基本吻合。结论表明：循环弹塑性本构模型在港口工程抗震理论研究中有一定的参考应用价值,为循环弹塑性本构模型在港口建设实际工程中的推广起到一定的铺垫作用。     

不均匀沉降影响下的方块码头胸墙内力有限元分析

针对方块码头普遍存在的不均匀沉降问题,进行不均匀沉降影响下的胸墙内力数值分析。通过有限元软件ANSYS的静力求解模块及接触分析方法,计算得出不均匀沉降影响后在自重及使用期荷载作用下的胸墙内力。结果表明,不均匀沉降影响后的方块码头胸墙内力将显著增加。因此,必须采取一些设计和施工的措施来减小不均匀沉降对方块码头胸墙的影响。