钢管板桩结构有限元计算方法

结合巴基斯坦QASIM港国际集装箱泊位二期扩建工程,介绍一种新型板桩结构——钢管板桩码头,并介绍采用有限元软件ANSYS和商业软件WALLAP对钢管板桩码头的结构模拟的计算方法,将实测工程实例与WALLAP计算结果对比,验证了数值计算方法的准确性。     

板桩码头的ANSYS有限元分析

本文利用ANSYS有限元软件对板桩码头进行了三维实体模拟,对板桩码头的板桩、拉杆、锚定墙与土之间的相互作用进行了分析研究。通过ANSYS有限元软件的后处理,得到了板桩码头各构件的位移、剪力、等效应力等。计算结果符合实际情况,这为板桩码头的结构设计校核提供了可靠的参考数据。     

港池开挖对遮帘式板桩码头结构影响分析

遮帘式板桩码头是近几年开发的新结构,施工经验不足。为研究港池开挖过程中码头的应力一变形,基于ANSYS计算软件,以某遮帘板桩码头为工程背景,建立码头三维有限元模型,模拟港池开挖。计算结果表明：港池开挖对码头结果侧向位移影响较大,沿桩、墙顶距呈现由大变小的规律;遮帘桩的设置,很好的改变了前墙土压力的分布,是板桩码头深水化的关键。     

板桩码头计算模式对比分析

板桩码头计算主要依据现行板桩码头设计规范。为提高计算精度,以某实际工程为例,采用其他两种改进的计算方法对板桩码头结构进行计算,对比各方法在计算模式上的异同点,分析各方法的计算结果。弹性地基梁法计算最重要的参数是水平地基反力系数随深度增大的比例系数m,建议按照土层的粘聚力c、内摩擦角φ确定m值     

板桩码头板桩墙入土深度计算方法对比

板桩墙的入土深度和内力是否准确关系到整个码头结构的稳定性,我国实际工程中板桩码头的内力计算以线性方法为主。以镇江中船重件码头为例,分别用弹性线法、竖向弹性地基梁法以及自由支撑法计算板桩的入土深度。将3种方法的计算结果进行了对比分析,得出不同方法的适用范围、利弊及改进方法,为实际工程的设计提供参考和指导。     

基于PLAXIS 的板桩结构非线性有限元分析

利用岩土工程有限元软件PLAXIS对某板桩码头模型进行非线性有限元分析,得出板桩的变形、板桩的弯矩和剪力分布、桩周的土压力分布;并分析荷载作用下板桩墙后的地基土的沉降和应力状况。与弹性线法和m法的计算结果进行对比和分析,验证了PLAXIS软件的精确性和可靠性,说明用PLAXIS软件求解板桩结构的合理性。     

卸荷式板桩码头的数值模拟分析

为了得到卸荷式板桩码头真实的受力特性,使用PLAXIS 2D软件对其进行数值模拟分析,得出了码头从建造到使用过程中各个工况下的位移、前板桩弯矩、桩基轴力以及整体的安全系数.该计算方法考虑了土体的非线性特性和前板桩与土体共同作用,比较符合工程实际情况.计算结果与常规弹性地基梁法的计算结果进行了对比,表明该方法的可行性和适用性,可为相似工程设计提供了有益的参考.     

钢管板桩结构位移分析

钢管组合板桩结构作为一种新型板桩结构,在大型深水码头中应用在国内尚无工程实例。此种新型结构计算方法尚未成熟,在设计计算中采用规范简化方法无法对结构位移进行全面分析,有必要运用多种数模软件进行计算分析,同时结合施工的步骤,全面分析结构受力,为设计提供技术支撑。结合某20万DWT集装箱深水码头工程,利用Autodesk Robot、PLAXIS、ABAQUS等软件进行计算,得出一致结论:本工程设计施工工序合理,位移可控;大部分位移发生在施工期且位于桩顶,最大水平位移10 cm左右。该设计方法和结论为类似工程设计提供参考。     

摩擦板支撑型高桩梁板码头设计

桩基结构设计是高桩码头设计的重点，常规高桩码头水平荷载完全由桩基本身承担，从而导致码头桩基数量多、尺度大、工程造价高。针对水平荷载导致码头桩基结构增加的难题，通过在码头后方设置摩擦板支撑系统，承担水平荷载，并利用有限元计算方法与传统高桩码头进行对比计算，揭示摩擦板支撑系统的作用机理和作用效果。结果表明，摩擦板支撑系统可大幅降低桩基内力，从而减少桩基数量、优化结构尺度、节约工程投资。     

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。     

一种新型码头结构型式——半遮帘式深水板桩码头结构的推出

结合某港码头加深改造工程的技术经济研讨，推出了一种新的码头结构型式——半遮帘式板桩码头结构，并提出了相应的设计计算方法。由于该结构型式所具备的一系列优点，将为码头改造工程开辟一个新的思路。     

高桩梁板码头基于能级提升的结构受力分析与实测研究

以上海港某码头为工程实例,利用通用有限元软件ANSYS进行空间有限元建模,研究高桩梁板码头结构设计中的空间有限元分析方法、平面分析方法和监测数据,提出较为合理的数值计算模型,为码头结构加固设计和使用提供依据,得到的结论能够对将来完善高桩码头的设计方法提供参考.     

板桩码头新一轮规范试设计介绍

以新开河起步工程板桩码头为例，采用新一轮《板桩码头技术规范》和１９８７《板桩码头技术规范》进行试设计，对新、老二种设计结果进行了对比和分析。通过试设计检验，证明新一轮《板桩码头技术规范》具 好的适用性和可操作性。     

深水板桩码头变形计算方法

板桩码头变形计算的常规方法为竖向弹性地基梁法,由于该方法未考虑土体的非线性及土体的历史应力状态等因素,其变形计算结果往往存在较大偏差。特别是对于深水板桩码头,加卸载引起的土体刚度变化不可忽略,计算时应充分考虑该因素的影响。通过数值模拟方法,采用摩尔-库伦模型、硬化土模型、小应变硬化土模型等3种土体本构模型,计算广州南沙某深水钢管板桩码头的变形,并与实测数据进行对比。结果表明小应变硬化土模型计算精度较高,可供类似工程参考。     

一种新型码头结构型式--半遮帘式深水板桩码头结构的推出

结合某港码头加深改造工程的技术经济研讨,推出了一种新的码头结构型式--半遮帘式板桩码头结构,并提出了相应的设计计算方法.由于该结构型式所具备的一系列优点,将为码头改造工程开辟一个新的思路.     

板桩码头前防冲刷计算方法研究

现行港工规范对于板桩码头前防冲刷计算规定不太完善,国外工程设计难于取信于人.鉴于此,结合国外专业论述及规范给出适合国外工程板桩码头前防冲刷计算的具体方法,并以实际工程作为算例,按照上述方法及国内规范规定方法进行计算对比,以此指出我国板桩码头防冲刷设计未考虑船舶引起的防冲刷的不足,建议对现行规范进行修编,与国际规范接轨.     

地震作用下板桩码头结构动力响应研究

为探究地震作用下板桩码头结构动力响应,采用有限元软件ABAQUS建立了板桩码头二维有限元模型,对板桩码头进行了地震动力响应数值分析,研究了板桩墙入土深度对码头结构地震动力响应的影响及地震作用下的板桩墙后动土压力分布规律。研究表明:(1)板桩墙底部达到嵌固状态后,板桩入土深度的增加对于板桩墙的稳定性没有改善,反而小幅度增加了板桩顶位移及拉杆拉力;(2)地震模拟过程中的表层砂土动土压力较规范计算值偏大,其原因是板桩墙上部受到拉杆的约束作用及板桩墙自身变形,使表层砂土的动土压力更接近于动被动土压力,而在规范计算方法中表层砂土按照动主动土压力计算,表层砂土动土压力计算仍有待进一步完善。     

间隔嵌岩板桩结构在越南永安港码头中的应用

以越南永安港5#、6#通用泊位工程建设为依托,根据该区域波浪条件差、地质条件复杂等特点综合比选高桩梁板式结构、重力式沉箱结构、板桩式结构等以确定最优的码头结构方案,对工程区域沉桩可行性进行深入研究,并使用Plaxis软件进行结构计算。结果表明,工程推荐采用前墙间隔嵌岩钢管桩、钢拉杆锚定墙板桩式码头结构,该结构方案是安全的,其内力、位移可控。     

吉布提牲畜码头结构设计方案比选分析

结合工程区域自然条件,从结构合理性、施工便利性、工程造价方面,对吉布提牲畜码头从钢管板桩方案、重力式沉箱方案、钢管桩方案、大直径钢圆筒方案等进行了多方案的比较分析,结果表明钢管板桩结构更具优势。文中同时对钢管板桩码头主要设计过程、计算方法和结果及常用软件进行了介绍。实践成果对类似工程的码头结构方案选择具有参考价值。     

美国板桩码头抗震设计方法

论述了美国板桩码头抗震设计的方法,比较了与我国板桩码头抗震设计方法的差别。分析表明,美国板桩码头抗震设计与我国抗震设计在地震系数的概念、动土压力计算及其作用点的确定、土中水影响的考虑、板桩墙弯矩和拉杆拉力计算、土参数和安全系数等方面存在差别。