基于分项系数法的板桩式坞墙稳定性设计

目前现行的JTS 190—2018《船厂水工工程设计规范》规定板桩式坞墙稳定性按照JTS 167—2018《码头结构设计规范》中有关板桩码头的相关条文进行验算,但板桩码头的水压力比坞墙小,直接采用板桩码头“踢脚”稳定性验算的分项系数表达式和分项系数取值是否合理有待研究。通过校准按旧规范JTJ 252—1987《干船坞设计规范(水工结构)》设计的板桩式坞墙稳定性的可靠度,得出板桩式坞墙“踢脚”稳定性的目标可靠指标,并确定按现行规范设计时的坞墙稳定性可靠指标。结果表明,板桩式坞墙“踢脚”稳定性的目标可靠指标应取4.0,而按现行规范设计时的可靠指标均值略大于4.0,故现行规范中分项系数的取值是合理的。     

分离卸荷式板桩码头中桩基-卸荷承台结构的卸荷机理研究

分离卸荷式板桩码头结构是在传统单锚式板桩码头结构的基础上通过前墙后方埋深的桩基卸荷承台结构承担部分荷载从而实现卸荷效应。为了研究该码头结构的卸荷机理,文章通过有限元数值模拟对分离卸荷式板桩码头结构在施工过程中的承载特性进行研究,并通过对比工程原型观测数据验证模型的正确性。在此基础上,通过对比单锚式、双排桩和分离卸荷式三种板桩码头结构在相同工况下的结构内力与变形以及应变能差异,分别探究桩基卸荷承台结构的双排桩和卸荷承台结构的卸荷效应及其组合后的影响。结果表明双排桩在水平方向通过自身抗弯能力与桩土间相互作用达到对前墙的遮帘作用,而卸荷承台在竖直方向形成土压力卸荷区减小前墙荷载,此外卸荷承台与双排桩之间能相互影响,增强系统的稳定性,提高桩基卸荷承台结构的承载能力与负荷比例,达到更好的卸荷效果。     

双排板桩变形与应力分析

本文综述了双排板桩变形与应力分析研究现状，存在问题，结合大坞工程实例，利用梁杆有限元法，变形曲线拟合法计算双排板桩的变形与应力，计算结果与实测结果相互吻合。     

重力式码头升级改造板桩墙后土压力分布

针对重力式码头升级改造新建板桩墙方案板桩墙后土压力分布问题,开展新建板桩墙距已有重力式墙身不同距离的土压力分布规律研究。采用有限元数值模拟和理论公式计算对比分析,得出作用在前板桩墙上的土压力小于理论主动土压力,即存在贮仓效应的结论。建议重力式码头改造工程设置前板桩墙时,采用公式合理选取贮仓尺寸,或根据新建板桩墙距已有码头墙身的距离采用有限元计算作用在板桩墙上的土压力,避免保守或激进设计。     

高桩梁板与板桩复合结构对板桩码头原位升级改造思路

以东莞虎门港某1 000吨级码头原位升级改造为5万吨级码头的工程实例，通过对工程现状及存在问题的分析，提出采用高桩梁板与板桩的复合结构，将板桩墙和高桩梁板结构连成一体，形成整体卸荷式结构，有效减少作用于板桩墙的土压力，使板桩结构能满足大吨位深水码头的建造要求。论述了改造方案选型并进行结构分析计算，根据弹性理论建立有限元三维数值模型，计算结果满足工程要求。该复合结构基于特定条件下提出，结构特点鲜明，可作为类似码头升级改造工程借鉴。     

遮帘式板桩结构简化计算及与离心模型试验对比研究

遮帘式板桩码头是一种新型的结构型式,其主要荷载是作用于前墙的土压力,由于设置了遮帘桩与卸荷板,以至于使板桩结构受力更趋复杂化,目前没有成熟的理论和计算方法,本课题开展了离心模型试验,进行了土压力现场测验,测试了板桩结构上土压力的分布规律,并测试了遮帘式板桩结构弯矩及位移的分布规律,通过有限元数值分析,探讨了分离卸荷式板桩码头结构的受力与变形规律,数值计算结果与试验数据基本吻合,证明了简化计算方法的合理性,为遮帘式板桩码头结构的计算和工程设计提供了理论依据。     

新技术

<正> “新型双排大管桩码头上部结构研究”科研成果通过审查由上海港湾设计研究院承担的“新型双排大管桩码头上部结构研究”成果近日通过了交通部水运司组织的审查。新型双排大管桩码头结构兼顾了双排板桩和重力式结构的优点,采用无承载面板码头结构和桩间分层填沙加固工艺。研究中通过整体受力变形计算、桩基受力变形计算和     

Plaxis在板桩结构分析中的应用

上海市某船闸引航道拟采用板桩结构,为选取合适的板桩结构形式,利用岩土工程有限元分析软件Plaxis对锚碇墙拉锚板桩结构、锚碇叉桩拉锚板桩结构、叉桩式高桩承台结构、直桩式高桩承台结构这4种不同板桩结构形式进行数值模拟分析,得出了各种板桩结构形式的结构位移变形、结构内力及桩侧土压力分布情况。计算成果显示:锚碇墙拉锚板桩结构和直桩高桩承台结构水平位移较大,达60~70 mm;叉桩高桩承台结构和锚碇叉桩拉锚结构在水平位移较小,约20 mm;叉桩高桩承台结构还具有卸荷作用,板桩所受主动土压力较小,板桩弯矩值最小。本项目宜采用叉桩高桩承台结构。     

整体卸荷式板桩码头原型观测技术

目前整体卸荷式板桩码头设计理论尚不成熟，相关规范没有涉及具体计算方法，对码头结构开展原型观测是掌握这种新型结构工作特性的一种有效方法。本文结合整体卸荷式板桩码头结构形式及主要施工工艺，开展原型观测，得到不同施工阶段前墙钢管板桩应力、土压力、深层土体位移等参数变化规律。结果表明，由于桩间距较小，板桩墙后土体受到桩基挤密作用明显，前墙板桩弯矩和承台桩基均小于设计值，沉降和码头前沿水平位移最大值均大于正常使用极限状态计算值。     

专利名称:适用于深水卸荷式板桩岸壁结构的概化模型设计方法

深水卸荷式板桩岸壁结构的概化模型设计方法利用弹性连杆模拟地基土与结构之间的相互作用,简化了深水卸荷式板桩岸壁结构的计算模型;将土压力分为自重土压力和超载土压力分别进行计算,且同时考虑了卸荷作用和遮帘作用,从而能够更加合理准确的计算作用于结构的土压力,依据主动土压力理论,考虑卸荷作用和遮帘作用进行前墙的土压力计算。     

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。     

双排桩结构的研究概况

介绍了国内外在双排桩结构方面计算与试验的研究概况。国外在上世纪70年代就提出了宽深比较大的双排板桩结构的计算方法，并在其模型试验方面取得了一定的研究成果；国内目前主要集中在对宽深比较小的双排圆桩结构的计算方法探讨和模型试验上。文章最后对今后双排桩结构的研究进行了展望。     

葛氏法计算船闸坞式结构底板时荷载简化方式研究*

采用葛氏法查表计算船闸坞式结构时,要将闸墙所受荷载简化到底板上,通过不同荷载简化方式的计算,并与有限元方法计算结果比较分析,认为传统荷载简化方式无论从结构力学的角度,还是从计算结果的合理性来看,均存在一定问题,针对不同的坞式结构特点,推荐了相对较合理的荷载简化方式.     

桩基重力式支护结构的不同计算模型

桩基重力式支护结构由重力式胸墙和双排桩组成,是一种半刚性半柔性支护结构。对该结构的设计,相关单位根据规范采用平面钢架弹性支点法计算下部双排桩,同时将上部胸墙简化为悬臂梁进行计算,但由于胸墙为刚性体,受力特征及对双排桩的约束与悬臂梁不同。为了系统研究该结构在不同计算模型中的变形及内力分布特征,对比规范设计和实体模型的计算结果。结果表明:参照相关规范设计时,上部胸墙产生线性位移,后排桩的弯矩及剪力都大于前排桩;而在实体计算模型中,上部胸墙发生平动位移模式,由于基坑开挖受到主要的土压力差作用,前排桩产生的弯矩和剪力都大于后排桩。     

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。     

大刚度板桩码头有限元分析

本文针对大型板桩码头的截面形式和结构进行优化研究。运用规范中关于板桩内力及入土深度的计算方法对矩形、T形以及工字形截面的前墙进行计算,并从配筋率和造价方面进行截面优化,得出对于大型大刚度的板桩码头,前墙和锚碇结构采用T形截面更经济,且施工质量可靠。在此基础上运用有限元模型,对T形截面板桩墙的位移和内力进行影响因素分析,并对板桩码头结构进行优化,得到了大型板桩码头的优化截面和结构。成果对于大型深水板桩码头的设计具有参考价值。     

学术动态与行业信息

“半遮帘式板桩结构”和“全遮帘式板桩结构”两项专利获国家实用新型专利授权本刊从中交一航院获悉,近日,由中交一航院研发的“提高板桩墙承受能力的半遮帘式板桩结构”和“提高板桩墙承受能力的全遮帘式板桩结构”两项专利获国家实用新型专利授权。据称,半遮帘式板桩结构的实     

大型干船坞多锚衬砌式坞墙结构的有限元分析

在某大型干船坞设计中,对于工程地质条件好的区段,采用多锚衬砌式结构形式的坞墙,并利用大型有限元软件MSC.Marc对该结构进行了计算分析。结果表明,多锚衬砌式坞墙的整体稳定性、锚杆锚固长度以及坞墙本身的强度均可满足规范要求。该结构简单、经济、施工便利,在条件允许的地区采用具有较大的优越性。     

软土地区大型船坞底板优化设计

采用PLAIXS软件分析了船坞开挖卸荷和坞墙侧限对底板承载力的影响,结果表明,目前底板设计没有考虑土体开挖的卸荷效应和坞墙的侧限效应显得过于保守。考虑桩土共同作用,用理论的方法分析了船坞底板的受力特性,得到了不同土层分布对底板沉降和土体荷载分担的影响。计算结果与有限元计算值进行对比分析,验证了该方法的正确性。     

衡重式板桩结构在码头中的应用

分别建立无锚式、单锚式和衡重式板桩码头有限元概化模型,并以某10万吨级板桩码头为原型,进行数值分析。结果表明：衡重式板桩的最大水平位移值分别为无锚式板桩的1/13和单锚式板桩的1/2;无锚式板桩入土段土压力分布突变明显,单锚式板桩入土面以上墙后土压力分布突变明显,衡重式板桩墙后和墙前土压力分布均较平顺;无锚式和单锚式板桩弯矩、剪力分布均出现多次反转,尤以无锚式板桩最明显,衡重式板桩除在衡重台位置出现弯矩突变外,其他位置弯矩、剪力分布均较平顺;工程案例分析中衡重式板桩桩身水平位移和弯矩属于正常范围,同时衡重式结构不需设置锚碇系统、后排灌注桩等组合结构,具有场地适应性强、施工简单和建设成本低等诸多优势,在板桩码头中具有较强的应用价值。