重力式沉箱码头抗滑、抗倾简化指标分析及实例工程应用

针对传统重力式沉箱码头计算复杂、没有考虑其他建设环境对受力影响、主观系数取值较为模糊的背景,本文参考相关学者将可靠度指标引入重力式码头计算的方法,首先以广西防城港某沉箱码头为研究对象,详细探讨、分析了重力式码头重力式抗滑、抗倾指标表达式,并结合其他24个沉箱码头实例工程,探讨了重力式码头结构安全系数与可靠度指标的相关关系,最后在同时满足抗滑、抗倾可靠度指标的前提下,对实例码头结构断面进行了优化。优化结果显示,25个实例工程优化空间较大,结构断面减小最大比例为68.05%;最小为50.93%;平均达到59.37%。     

技术专利介绍

专利名称:新型独柱沉箱墩式靠船结构专利类型:实用新型专利号:202022118467X专利权人:中交第一航务工程勘察设计院有限公司专利摘要:提供了一种新型独柱沉箱墩式靠船结构,包括有混凝土承台、支撑柱、下部沉箱和靠船设施,沉箱结构上设支撑柱。该结构具备传统沉箱结构靠船墩的靠船功能,同时用独柱结构代替部分沉箱结构,依据实际工程情况,下部沉箱结构高度约为传统沉箱高度的1/2,支撑柱的位置位于沉箱正中心位置的前侧,支撑柱上设置承台,其面积约为沉箱平面面积的1/3~1/2。     

兼具取水口作用的码头结构设计方案

以曹妃甸某码头为工程背景,根据本工程的设计条件,提出3种可以兼具取水口作用的码头结构方案——抛石基床上的重力式沉箱取水结构+桩基取水箱涵方案;自密实混凝土基床上的重力式沉箱取水结构+桩基取水箱涵方案;碎石基床上的重力式沉箱取水结构+地连墙取水廊道方案,并通过3种结构方案比选,提出推荐方案。     

大型异型沉箱在LNG取水工程中的应用

沉箱结构被广泛应用于港口工程重力式码头结构中,作为码头的墙身结构。针对LNG项目取水的需求,设计了一种不同于传统沉箱的异型沉箱作为LNG项目的取水泵房,并根据实际施工能力,提出了沉箱二次浇注的设计方案。首先,在岸上预制沉箱外壁与底板,安装定位后,二次现浇沉箱内隔墙、支撑横梁、立柱等。施工期浮运、安装过程中,由于沉箱未整体成型,根据受力特点采用钢结构对沉箱外壁进行支撑。本工程以不同时期的荷载要求为基础,结合可行的施工方案,对沉箱结构进行了详细设计,实现了大型异型沉箱在LNG取水工程方面的应用,可以为类似工程提供借鉴。     

基于均匀设计的沉箱重力式码头抗滑抗倾设计及稳定性分析

目前在建或已建成的大型码头工程中,有相当一部分是沉箱重力式码头,为保持码头结构安全,需要对沉箱码头进行必要抗滑抗倾稳定性计算.以一个工程案例为例,对沉箱码头的设计荷载进行了分析并对稳定性进行了验算.可为重力式码头沉箱结构的施工和设计提供参考.     

重力式码头沉箱结构浮游稳定性分析

重力式码头沉箱结构是一种重要的码头结构型式,为保沉箱结构在水下漂浮、拖运和沉放的过程中不发生倾覆,有必要对其浮游稳定性进行计算。本文以实际工程为例,对沉箱结构的浮游稳定性进行验算分析,并对沉箱吃水与干舷高度进行验算,同时对沉箱拖运工艺进行了简单介绍,可为重力式码头沉箱结构的施工和设计提供参考。     

浅谈沉箱模板设计与受力分析

某码头工程采用重力式沉箱结构,沉箱做为本工程的重要组成部分,沉箱预制质量直接影响整个码头的稳定性。沉箱模板设计是否合理对沉箱预制的质量有很大影响。论文通过设计沉箱模板的受力分析,以保证安全保质的完成沉箱预制工作。     

花瓣形沉箱在波压力及贮仓压力作用下的数值分析

沉箱式码头在现代港口工程中应用越来越广泛,沉箱形状也越来越复杂。依靠常规的设计方法往往难以确定复杂形状的沉箱结构内力分布。采用大型有限元分析软件ANSYS对摩洛哥Tangier港码头工程的花瓣形沉箱进行有限元分析,得到沉箱在波压力和贮仓压力作用下内力分布规律,可为沉箱设计提供依据。     

大型重件码头墙身结构堆载预压效果分析

目前国内重力式沉箱结构码头一般采用基床夯实工艺对抛石基床进行夯实,沉箱安装完成后通过一段时间自然沉降,趋于稳定后才进行码头上部结构施工。厦门港招银港区10号泊位工程是典型的重力式沉箱结构码头,码头面设计堆货荷载为均布荷载100 kPa。由于工期要求紧,沉箱安装完成后即开始上部结构施工,为减少码头工后沉降,该工程特别对码头墙身上部结构区域进行了堆载预压处理。本文就以该工程为例,通过施工过程中沉降、位移观测数据,对其堆载预压后的效果进行分析。     

某工程深水式防波堤结构选型对比

结合工程地点自然环境条件,对斜坡式和直立式深水防波堤进行了断面设计,对比分析了三种形式防波堤适用于本工程的优点及缺点,最终得出结论:斜坡式结构依赖于当地石料的供应情况,矩形沉箱式结构工艺较为成熟且有丰富的施工经验,新型四瓣型沉箱结构可以有效地节省混凝土用量,并减少沉箱安装个数。     

适用于水上施工的船闸闸首结构与施工方法

结合舟山某船闸工程,研究了适用于水上施工条件的新型闸首结构形式,提出了相应的施工方法和止水措施,介绍了地基处理方式和防渗措施.与干法施工条件下闸首整体对接结构不同,闸首采用预制钢筋混凝土沉箱与现浇混凝土相结合的结构形式,利用沉箱作围堰,安放到位后,通过布置临时止水和永久止水,使闸首沉箱和闸室沉箱结合成整体,形成干地施工条件.对岩基,采用爆破炸礁与水下升浆混凝土相结合的地基处理方式,保证了高潮位时沉箱的稳定性.对于水上施工船闸,该闸首结构形式及施工方法节约了工程造价,缩短了施工周期,为类似船闸工程的设计与施工提供借鉴.     

洛比托港重力式码头工程施工及沉降位移观测

根据安哥拉洛比托港矿石码头工程管理实践,简要介绍境外重力式码头基础处理技术和沉箱安装方式,并根据沉降位移观测数值分析沉箱施工期间的沉降变位特性。分析表明施工期沉箱的沉降较小,沉降曲线走向符合一般性沉降规律;数值分析表明,沉箱内回填完成后基本上不存在位移,通过观测分析,上部结构施工应在沉箱安放回填完成2个月后进行。     

带翼板沉箱在直立式码头结构中的应用

带翼板沉箱作为新型沉箱结构,与常规沉箱码头结构相比,可有效改善码头前波浪反射情况、减小墙后土压力、降低工程投资,采用类似结构的梳式防波堤已有实际工程案例,但是,目前带翼板沉箱在后方有回填土的直立式码头中使用较少。介绍了带翼板沉箱结构在大连松木岛件杂货码头中的应用,分析波浪以及墙后填土对梳式码头结构的作用,对沉箱翼板尺度的选取进行研究,为此类新型结构的应用提供参考。     

基于均匀设计的重力式沉箱码头抗倾稳定敏感性分析

运用数论中的均匀设计思想,选择影响重力式沉箱码头抗倾稳定的主要因素进行敏感性分析,可以通过较少次数的试验获得良好的试验效果。以泉州某重力式沉箱码头为例,选取码头前行波高、回填块石内摩擦角、码头面门机荷载以及沉箱宽度等4个因素来设计数值试验,对其抗倾稳定性进行了敏感性分析。结果表明:对于常见形式的重力式沉箱码头,后方回填块石的内摩擦角φ为最敏感因素,沉箱宽度l次之,码头面门机荷载N以及码头前行波高h为较不敏感因素。     

新型重力式箱肋结构设计

依托汉班托塔港二期项目的干地施工条件,提出一种新型的箱肋式结构。针对结构各组件功能、计算模式、受力特性及计算结果进行研究。采用ANSYS软件计算得出各构件内力,并就此结构内力特性与常规沉箱结构的差异进行分析。结果表明:新型箱肋式结构既有沉箱结构整体性好的优点,又有扶壁结构低成本优势,同时后续施工速度更快。     

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。     

圆沉箱护岸结构波浪力试验研究

大直径圆沉箱护岸适用于水深较大的外海海域。采用物理模型试验,探究带有连接件的大直径圆沉箱压力分布的规律及影响因素,研究包括沉箱上部胸墙的位置,胸墙顶超高与波浪要素等因素。通过比较试验结果与各家水平波浪压力的理论公式,进行波浪总水平力的计算方法研究,给出合田良实公式的折减系数来拟合大直径圆沉箱护岸的波浪总水平力计算公式,供工程设计参考与进一步研究。     

AutoCAD与MS Excel在沉箱浮游稳定性计算中的应用

东莞虎门港沙田港区5号6号泊位工程码头结构为重力式沉箱码头,浮游稳定性是沉箱出运、安装过程中的安全保证。本文介绍以AutoCAD与MS Excel结合计算沉箱浮游稳定性。     

波浪力作用下开孔沉箱码头胸墙开裂原因分析

针对开孔沉箱结构现浇混凝土胸墙开裂问题,采取理论分析、数值模拟、现场测试、原型观测、物理模型试验等手段,得出波浪力作用下开孔沉箱上部现浇混凝土胸墙开裂的原因。建立基于互联网+光纤传感技术的开孔沉箱顶板底部波压力在线监测系统,实时获取不同波浪要素下的顶板底部作用力及分布规律,采用物理模型试验测定开孔沉箱在波浪作用下顶板底部受力特征,验证现场监测数据的合理性,并提出工程优化措施的建议。结果表明,波浪力的作用是本工程胸墙开裂的根本原因,应加强早期的防浪工程措施,以减小波浪力的影响。