大直径钢护筒、钢横撑与钢筋混凝土桩基联合受力的节点力学性状研究*

对直径2.2 m钢护筒内填钢筋混凝土桩基与纵横向直径1.5 m空心钢管联系撑组成的码头水工结构节点,在大型 通用有限元工具Abaqus二次开发和平行算法的基础上,建立考虑节点局部细化的码头三维数值模型。通过与现场测试对比 验证和大量变动参数的数值分析,得到了核心钢筋混凝土桩基应力、外侧钢护筒应力、纵横联系撑应力、钢筋拉力和破坏 模式等节点力学性状,并分析了最不利荷载工况组合时节点工作机理,随后针对节点的力学性状和“强节点、弱构件”的 原则对节点进行了优化设计。     

钢护筒与混凝土桩水平受力机理数值分析与模型验证*

大直径钢护筒与钢筋混凝土水平受力桩基由于桩身刚度不连续,导致桩基与基岩结合部、钢护筒与基岩结构部出现较复杂的应力状态,需要提出科学评判依据来确定这类桩基的有效嵌固深度。建立考虑钢护筒与混凝土桩水平受力的室内物理模型和数值模型,通过大量变动参数的数值模拟和对比测试研究,探讨研究影响钢护筒与混凝土桩水平承载性能的各种因素,得到钢护筒与桩基共同作用下地基基础的力学性状规律。     

大水位差架空直立式码头连续排架结构的水流作用研究

以重庆港寸滩码头三期工程的为依托,基于大涡模拟理论,应用有限元软件Fluent模拟高雷诺数条件下的三维流场,得出超临界状态下串联桩上的水流速度和压强,探讨码头结构各排架桩上的阻力系数、水流压强衰减、消能等相关规律,为三峡库区大水位差架空直立式码头在结构设计时考虑水流力的影响提供参考.     

钢护筒与钢筋混凝土协同受力机理数值分析与模型验证

以果园二期桩基为原型,对6个钢护筒与钢筋混凝土短柱结构和2个钢管混凝土短柱进行轴压试验。基于ABAQUS有限元软件,以钢护筒厚度、配筋率、配箍率为参数进行分析。结果表明,钢护筒与钢筋混凝土短柱结构中,钢护筒与箍筋对核心混凝土均有约束作用,且双重约束效应明显,有效抑制混凝土裂缝开展,使结构具有更高的承载力、塑性和韧性。箍筋对混凝土的约束作用对钢护筒与钢筋混凝土短柱的承载力、塑性及延性性能影响显著,随着箍筋间距的减小,构件的承载力及延性性能有明显提高。     

钢护筒与钢筋混凝土结构承载力试验研究

为了研究钢护筒与内部钢筋混凝土(RCFST)联合受力的机理和破坏模式,以果园港二期工程桩基为原型,开展钢结构与钢筋混凝土结构协同受力机理及其设计优化技术的研究。以钢护筒厚度、配筋率、配箍率为变量,进行RCFST结构短柱轴压试验。根据不同参数构件的试验结果,分析RCFST结构的破坏模式及受力机理。试验结果表明:RCFST短柱结构中,钢护筒与箍筋对核心混凝土均有约束作用,且双重约束效应明显,钢护筒与箍筋对核心混凝土的约束效应可以有效地抑制混凝土裂缝开展,使得钢护筒较传统的钢管混凝土结构具有更高的承载力以及更好的塑性和韧性;在钢护筒具有足够的约束效应时,钢护筒、混凝土及纵筋均在试件破坏时达到屈服,材料性能得以充分利用。     

薄壁钢护筒-钢筋混凝土柱偏心受压破坏机理研究

薄壁钢护筒与钢筋混凝土联合受力架空直立式作为一种新的码头结构形式逐渐被应用到实际工程中,然而绝大多数的组合构件处于偏心受压状态。目前对应用于码头结构的薄壁钢护筒-钢筋混凝土组合结构偏心受压承载性能的研究较少,还未有定论。对薄壁钢护筒-钢筋混凝土柱进行单向偏心受压承载性能试验,通过各试件的破坏状态和试验数据,得到荷载-应变曲线,分析其破坏机理。结果表明:钢护筒壁厚的增大和偏心率的减小对结构承载性能提升有直接影响,可为实际工程中的结构设计提供参考。     

大水位差架空直立式码头平面框架结构水平承载力分析

针对内河高水位差架空直立式码头的结构形式,对多种荷载下的结构静力非线性响应做了数值分析,通过与室内模型试验测试数据对比,验证了分析方法的可靠性.随后对该类结构进行了大量的数值计算,得到了码头结构和桩基在不同荷载下的力学响应.分析结果表明:利用静力非线性分析方法,能够较好地分析结构受力响应的过程,同时还能发现其中的薄弱环节;在结构分析中计算各类截面塑性铰的性能,很容易判断构件是否屈服或破坏;对于该类结构,在结构优化设计时,宜分成桩1和其它桩两类,通过优化两类桩之间的联系方式使结构受力更合理.     

灌注桩钢护筒在高桩码头施工平台中的应用

在高桩码头水上冲孔灌注桩施工过程中,利用灌注桩钢护筒进行水上施工平台搭设,是确保施工质量、工期和安全的关键。文章对直线段和接岸段施工平台进行结构设计,并进行波浪作用下稳定性验算,沉降位移量均满足设计及规范要求,水上施工平台稳定安全,并在施工检测成果中得到验证。     

内河高桩框架码头结构应用及受力特性分析

本文以西江流域上游贵港港桂平港区一期码头为实例,研究这一地区内河高桩框架码头结构的受力特性,为同类型码头工程设计提供技术支撑。     

全直桩和嵌岩斜桩架空直立式码头结构特性分析

随着基岩中斜桩施工技术的不断成熟,在内河架空直立式码头中采用嵌岩斜桩已成为可能。以果园港二期工程为工程背景,提出带嵌岩斜桩的架空直立式码头结构形式,采用有限元数值模拟方法计算分析该结构形式的内力和变形,并与果园港原设计的码头结构受力特性进行比较。研究表明,带嵌岩斜桩架空直立式码头能满足果园港工程设计和使用要求,并且具有更好的适用性,可为内河港口建设的结构选型提供参考。     

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。