大水位差全直桩框架码头排架中的水平撞击力分配系数研究

针对大水位差全直桩框架码头多层系缆层以及相对于传统高桩码头存在纵横撑的两大特点,应用sap2000对结构多种水平撞击力工况进行了数值分析。通过计算各排架基底剪力与撞击力的比值,得到了各工况下排架的水平撞击力分配系数。分析结果表明：撞击力位置越低,荷载分配越集中,分配系数越大;纵撑增大了结构的纵向刚度,改变了荷载传递途径,有利于水平撞击力的均匀分配;同时,横撑有利于撞击力的横向传递,但不利于撞击力的纵向分配。     

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。     

船舶撞击高桩码头的系统动力仿真研究

利用LS-DYNA显式动力分析软件建立船舶撞击高桩码头的系统动力仿真模型,该模型将船舶—码头—土体视为整体系统,统筹考虑土体的弹塑性、桩与土体的流—固耦合效应和船体与橡胶护舷的面—面接触,可较好地模拟船舶撞击高桩码头过程中的大尺度和非线性变形。初步分析船舶载重量、船舶撞击方式和橡胶护舷等因素对最大船舶撞击力和撞击历时曲线的影响,为确定高桩码头的船舶撞击力提供了可行的动力学分析方法。     

高桩码头横向分力在各排架的分配

高桩码头设计是按弹性支承刚性梁法计算横向分力在各排架上的分配。但随着大直径桩的应用,桩基的水平刚度可比过去传统的小直径方桩增大许多倍,有些特殊的长分段码头其分段长度与平台宽度之比很大,是否无论码头分段多长、平台多窄、桩基如何选型及布置都能按刚性梁法计算分配排架横向分力？对此进行研究,解决了以下2个问题：1）在什么条件下可采用刚性梁法,在什么条件下应采用弹性梁法;2）当平台截面与排架水平刚度一定时,分段超过多少跨后,对减小排架承担的船舶撞击力或系缆力影响不大。有助于设计判断采用哪种计算方法,并从有效减小排架横向分力的角度上考虑确定不宜超过的分段跨数,可供设计参考。     

橡胶护舷与柔性靠船桩的能量分配与撞击力计算

在计算船舶撞击力时同时考虑靠船桩和橡胶护舷的吸能效果。本文分析靠船桩和橡胶护舷在各阶段各自分担的撞击能量,据此进行橡胶护舷选型和撞击力计算,使靠船桩撞击力的计算更接近工程实际,靠船桩结构设计更合理。     

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。     

LNG船与高桩码头碰撞的力学特性

基于有限元方法研究LNG船与高桩码头碰撞过程的受力特性,基于ANSYS/LS-DYNA软件建立LNG船和高桩码头的结构模型,数值仿真了不同撞击速度、撞击角度时LNG船与高桩码头的有效应力与撞击力,分析撞击过程结构的受力特性.针对撞击力,对比分析不同规范计算结果与软件计算结果,结果表明,《AASHTO桥梁船舶撞击设计指南》计算结果与软件计算结果吻合较好,实际中可采用该规范初步估算LNG船与高桩码头的撞击力.     

船舶与钢板桩码头碰撞过程数值仿真

为了研究船舶与钢板桩码头碰撞过程中码头结构的动力响应,文中采用有限元软件ANSYS/LS-DYNA,模拟50 000 t级船舶与某钢板桩码头的碰撞过程,得到在不同碰撞速度下船舶与钢板桩码头碰撞过程中的撞击力时程曲线、钢板桩等效应力时程曲线和胸墙压力时程曲线,并将数值模拟计算的撞击力与各类船桥碰撞规范进行比较分析,得出了一般规律和特点.同时,提出了防止码头结构由于船舶撞击速度太大而被破坏的措施,为同类码头的设计和维修改造以及撞击力的研究提供理论参考依据.     

三角靠船钢管桩簇在斜向船舶撞击力作用下的受力分析

针对小型船舶的斜向靠泊问题,根据英国标准Maritime Structures-Part 4:Code of practice for design of fendering and mooring systems(BS 6349-4:1994)得到了该情况下船舶撞击能量的计算方法。以广州珠江某码头中三角靠船钢管桩簇为例,探讨该结构在不同角度斜向船舶撞击力作用下的桩身性状变化规律,结果表明:当船舶斜向靠泊时,沿切向的撞击力不可忽略;对于该工程实例中的钢桩簇而言,船舶撞击力合力、桩身最大应力以及桩顶最大位移随船舶撞击角度的变化均呈现出"先增后减"的趋势,计算得到该工程实例中斜向靠泊的最不利船舶撞击角度参考值约在20°~22°。建议在类似工程设计时应充分考虑到船舶斜向靠泊问题的重要性,保证结构的使用安全。     

多角度船舶撞击力作用下柔性桩簇的受力分析

客运码头、老旧码头改造等工程项目广泛利用柔性靠船桩簇来解决其靠船问题,而规范规定将船舶撞击力沿法向作用于柔性靠船桩簇的计算方式却不能满足该结构桩身的最大位移要求。探讨在多角度船舶撞击力作用下柔性桩簇结构中桩身的内力与变形性状,建议在设计过程中,在70°~80°的船舶撞击角度范围内计算结构中桩的最大位移及内力以满足该结构的使用要求,为该结构的设计计算、安全使用及可靠性评估提供参考。     

长江中下游高桩码头橡胶护舷的合理选型与布置

通过对长江中下游10座高桩码头橡胶护舷设计的调查和分析，指出了以往有的工程护舷配置不尽合理的主要原因，护舷布置不能片面追求高密度，而应结合靠泊船型的质量、靠泊速度、船舶线型和各种水位的靠泊情况进行计算分析。建议长江中下游高桩码头排架间距不宜超过竖向护舷水平间距，力求使竖向护舷承受船舶撞击力和挤靠力，减少乃至取消2－4层水平向护舷，使码头护舷的配置更趋合理。     

基于ABAQUS的斜桩-重力式结构靠泊撞击力

通过有限元软件ABAQUS对船舶靠泊撞击作用下的斜桩-重力式结构进行动、静力响应研究,对比结构响应的异同,得到了靠泊撞击力作用下结构的位移放大效应,并探讨不同有效撞击能量下的放大效应变化规律。研究表明,相同有效撞击能量作用下的复合结构撞击力动力放大系数也相同;在进行斜桩-重力式结构设计时,当船舶有效撞击能量大于1 350.4 k J时,靠泊撞击力分项系数按规范取1.5偏小;当设计船型为30万吨级油船时,推荐靠泊撞击力分项系数取2.12。     

基于ANN的船舶撞击高桩码头群桩损伤位置预测

本文采用有限元软件ABAQUS建立了船舶撞击高桩码头群桩的空间有限元模型。通过计算评估了撞击力、桩体刚度、撞击位置和撞击角度下对群桩结构损伤位置的影响。基于人工神经网络(ANN)方法,对不同参数组合下的群桩结构损伤位置进行了预测,并对ANN方法的可行性进行了评估。     

船舶撞击码头动力响应有限元分析

以3万吨级船舶以较快速度平行靠泊高桩码头为例,对不同方法计算出的最大船舶撞击力进行比较分析。应用有限元方法对船舶撞击码头的过程进行了数值模拟,根据码头结构产生的最大拉、压应力和混凝土强度破坏准则判断码头的损伤情况,由此确定码头升级改造的可行性。     

83 m架高打桩船桩架制造工艺

桩架是打桩船的主要工作设备,锤击沉桩和吊举重物,均要通过桩架进行。桩架的装配精度和焊接质量直接影响打桩船的建造质量及使用性能,文章对83 m架高打桩船桩架的建造方案和焊接工艺进行了详细研究,并制定了桩架的装配焊接工艺流程。实船焊接结果显示,通过此工艺装配焊接的桩架,焊接变形较小,装配精度满足要求。此工艺可以指导其他船舶桩架装配焊接施工参考。     

船舶失控撞击高桩码头结构的数值仿真分析

以5万吨级散货船在失控状态下以1 ms的速度垂直撞击某高桩码头为例,运用有限元软件模拟该撞击的过程,得到对应撞击的能量转化情况以及船舶撞击作用力的时程曲线,并将撞击力仿真计算结果与各类船桥碰撞规范撞击力计算结果进行比较。同时,通过对撞击后码头结构破坏情况进行分析,提出防止码头结构由于船舶失控撞击而破坏的措施,为同类码头的设计、维护及改造提供理论依据。     

桩土作用下斜桩对高桩码头岸坡稳定性的影响

考虑船舶撞击力、堆货荷载等外荷载对码头岸坡与后方桩台的作用,利用ABAQUS有限元软件对高桩码头布置斜桩的后方桩台与岸坡土体进行模拟,并对其桩土相互作用和结构稳定性进行分析。对位移场、应力场等云图中的模拟结果进行分析,结果表明：斜桩承受水平荷载能力优于竖向荷载,与直桩可以很好地形成遮帘作用,保证岸坡土体和结构物稳定。     

桩基布置对高桩码头撞击力分配的影响

通过建立包含船、护舷、码头的有限元模型,给定船舶的靠泊速度模拟了船舶靠泊的全过程,得到更符合实际情况的船舶撞击力变化曲线和码头结构的动力反应。研究发现因为叉桩扭角的影响,横向的船舶撞击力在码头较薄弱的纵向也会产生较大的纵向力,最大可达撞击力峰值的6%~8%,这是规范所不曾考虑的。通过对比5种不同的桩基布置方式的分配系数,可得出全对称布置方式优于非对称布置方式的结论。     

深水导管架上部模块浮托安装过程疲劳分析

深水导管架在海上浮托施工设计中存在高撞击力,撞击力幅值过大会使某些关键杆件产生超应力,导致局部节点产生低周疲劳,给导管架的使用寿命带来不利影响。对此,介绍深水导管架浮托法安装过程中的疲劳损伤计算方法,涉及边界条件的处理和拖船、上部模块及导管架之间载荷传递的模拟,结构响应计算,节点疲劳估算等。应用不同的S-N曲线,分别考虑高周和低周疲劳,计算某导管架上部模块在安装组对阶段其桩腿与上部模块对接位置的疲劳损伤。对计算结果显示的薄弱位置进行加强,从而为浮托安装作业提供技术指导和安全保障。     

撞击力对大水位差框架码头空间排架结构的影响

本文依托重庆港江津港区珞璜作业区改扩建工程,采用Midas空间有限元软件,对长江上游地区典型的大水位差框架直立式码头进行三维空间数值建模计算,假定其他各工况荷载不变,在不同撞击力作用位置工况下,通过汇总各空间排架的剪力值增量与撞击力的比值表示水平撞击力对各空间排架的影响系数,分析探讨了码头纵撑、横撑、桩径对各空间排架承受船舶撞击力作用的影响情况。