基于不同标准的高桩码头结构抗震设计方法探讨

海外有些港口项目位于强震分布带上,抗震设计就成为结构设计的关键点,也是控制工程造价的主要因素。本文综合论述了不同国际标准体系下,高桩码头结构抗震分析的设计方法及设计要点,并针对规范使用过程中的细节问题进行了对比与总结。重点阐述了抗震设计一定要基于工程所在地的抗震标准和规范进行的观点。以菲律宾某项目为例,梳理了抗震分析的设计步骤。最后对抗震分析的社会经济性进行了探讨。本文提出的高桩码头结构抗震设计方法可以为类似工程结构设计提供参考。     

境外高桩码头结构抗震设计方法

针对境外高桩码头结构在强震作用下的抗震设计问题,建立一套适应境外抗震设计习惯和境外咨询公司认可的 方法是十分必要的。结合三航院承担的拉美地区某高桩码头的抗震设计以及与境外咨询公司的沟通交流情况,重点介绍了 高桩码头结构抗震设计方法和技术细节,可供海外工程设计时参考。     

强震作用下高桩码头抗震设计方法总结及应用

针对我国现行《水运工程抗震设计规范》的设计理念和方法的不足,对高桩码头的4种典型失效破坏模式进行总结,重点对比国内外有关码头结构抗震设计规范设防目标、概念设计、弹塑性分析方法的具体要求。工程案例计算结果表明,FEMA-440推荐的系数调整法的结果,与地震反应谱法和替代结构法的结果基本一致。     

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。     

非线性土体桩土相互作用对高桩码头抗震设计影响的分析

针对目前高桩码头抗震设计中所存在的桩土相互作用对桩受力问题进行了分析，采用了非线性上ｐ－ｙ曲线桩土相互作用模式，编制了计算程序。通过实例分析表明对中强地震区，中软岸坡情况，桩土相互作用对桩受力的影响是显著的。     

高桩码头水平位移的控制

文章分析了高桩码头产生水平位移的原因及预防措施。     

高桩码头抗震性能的推覆分析方法研究

对于地震高发地区内的高桩码头,抗震设计占有重要地位,为了了解码头抗震性能,设计时要求进行位移分析。文章阐述了推覆分析的基本原理。在所采用的桩滞回特性的基础上,得出等效阻尼比与位移延性系数的关系,提出了一种评价高桩码头抗震性能的推覆分析方法,通过迭代计算可确定高桩码头结构的目标位移需求。为了证明推覆分析方法的正确性,文中将推覆方法分析所得目标位移需求结果与与国内外16个不同地震记录波时程分析结果进行比较,证明其与时程分析的平均计算结果值十分接近,因此实际工程设计中推覆分析方法可用于高桩码头抗震性能的分析和评估。     

高桩码头位移原因分析及其预防措施

高桩码头的位移一直是工程界关注的问题。结合工程实例分析了高桩码头横向水平位移的原因,提出了预防措施和建议。在软弱地基上建造高桩码头,应从勘察、设计、施工和使用等方面避免岸坡变形及滑坡事故。     

中美日板桩码头抗震设计方法比较研究

板桩码头是一种国内外常用的码头结构形式,其中抗震计算和设计是一项重要内容.对中国、美国和日本码头规范中板桩码头抗震设计的方法进行了对比分析,通过一个实例具体说明了按中国、美国和日本规范进行板桩码头抗震设计的步骤,可供修订中国码头抗震设计规范或工程设计人员参考.     

钢管桩码头地震易损性分析的单自由度模型

结构地震易损性分析的关键是确定结构在不同地震动强度下的反应值。由于需要考虑地震动的不确定性,须对大量地震动记录进行统计分析,特别是直接对码头结构进行抗震分析的情况下,计算量很大。为降低钢管桩码头易损性分析的复杂程度,提出一种可用于码头易损性分析的单自由度模型,该模型采用曲线型骨架线和Masing准则模拟钢管桩码头的恢复力特性。为验证该模型的合理性和有效性,将一个钢管桩码头结构等效为单自由度模型,并基于云图法分别对原型结构和单自由度模型进行了易损性分析,结果表明二者的易损性曲线吻合良好。     

高桩码头在船舶撞击力作用下的应变监测研究

为了得到合理准确地监测上海港口高桩码头的方法,用有限元软件ANSYS计算分析高桩码头在船舶撞击力作用下的应变情况。根据ANSYS分析结果得到码头结构中的大应变危险点,并在现场进行实测。实测数据与ANSYS模拟结果数据的对比表明,船撞力作用下码头受力趋势相近,各榀排架空间作用明显。     

考虑泥沙淤积影响的高桩码头三维有限元分析

泥沙淤积将影响高桩码头的正常使用。为掌握泥沙淤积对高桩码头基桩的影响规律,借助有限元分析方法,结构与土均按三维实体单元建模,桩土间设置接触单元考虑桩土相互作用,采用单元生死近似考虑泥沙淤积过程,岩土参数采用实测位移资料进行校准。分析结果表明,泥沙淤积引起的附加土压力将使最大弯矩出现在基桩顶部,且大部分为陆侧受拉,最危险截面出现在桩头向海的桩顶附近;对泥沙进行清淤处理后,将明显改善基桩受力状态,极大降低淤积对基桩造成的不利影响。     

靠泊油轮的高桩码头抗风性能的三维数值仿真分析

为了研究高桩码头靠泊30万t油轮时的抗强风承载力,采用ANSYS APDL和ANSYS Workbench平台,分别建立不同土体模型的三维有限元实体模型。对同一高桩码头结构进行抗风承载力计算,得到两个模型多种工况下码头结构的抗风承载力计算结果。比较了不同土体模型对高桩码头抗风承载力的影响,为现有靠泊大型船舶的高桩码头的抗风承载力验算提供了参考依据。     

高桩码头岸坡地震位移计算方法比较

在强震区高桩码头设计中,基于位移的设计准则允许码头岸坡震后出现一定的位移,验算码头岸坡地震位移是高桩码头抗震设计的重要内容之一。依托某强震区高桩码头,针对目前广泛使用的基于NEWMARK刚性滑块位移理论的经验公式进行比较分析,如MakdisiSeed公式、MartinQiu公式、Jibson公式、SaygiliRathje公式、Jonathan公式等;并采用有限差分软件FLAC 2D进行动力时程分析验证。结果表明,尽管不同经验公式的位移估算结果存在一定的差异,但总体符合Jonathan提出的概率分布模型,动力时程分析法在位移评估上具有一定的优势。     

高桩码头结构新型加固改造方案设计

为提升码头靠泊能力,对某集装箱码头进行加固改造设计。针对其前、后平台横梁位于同一轴线上的特点,提 出采用铰接传力杆连接前、后平台的新型改造方案。并采用Easydoing和Robot等计算软件,对码头改造前后进行内力分析 和传力杆计算。分析结果及传力杆现场实测结果表明,新型改造方案能改善码头结构受力情况,满足其超设计船型的靠泊要 求,并且连接前、后平台方案施工方便,工期短,对正常生产影响小,造价低,为码头加固改造设计提供了一种新的思路。     

美标高桩码头抗震计算位移法的对比

从原理和适用性的角度对美标高桩码头抗震计算方法进行对比,着重研究了位移法及其中的替代结构法。对替代结构法中推覆曲线的双折线化方式、阻尼比计算、反应谱衰减等影响因素进行分析。通过推覆分析和替代结构法计算变形能力和地震位移、复核码头抗震性能。结合实际案例,采用反应谱法和替代结构法对某高桩码头结构进行抗震分析。结果表明反应谱法趋于保守,不能反映塑性后的荷载衰减,相比而言替代结构法更为准确。而对于替代结构法,不同的等效阻尼比会较大程度影响地震位移结果。     

多元荷载作用下软基深水高桩码头结构承载特性研究*

软基深水高桩码头结构受到恶劣外海环境荷载及复杂工作荷载等多元荷载的共同作用。研究表明,船舶撞击荷载是该结构水平向控制荷载,但波浪长期循环荷载作用会引起桩周土体软化,进而导致码头结构在其它荷载作用下承载特性的劣化。鉴于此,首先基于ABAQUS有限元软件建立了深水高桩码头结构-地基土体相互作用的三维弹塑性有限元模型;然后,借助USDFLD子程序实现了同时考虑土体强度弱化和刚度衰减的模拟,进而开展了未考虑土体软化、仅考虑土体强度弱化、仅考虑土体刚度衰减以及同时考虑土体强度弱化和刚度衰减对码头结构承载特性影响的对比分析。研究结果表明,与未考虑土体软化时撞击荷载作用下码头结构安全系数相比,仅考虑土体强度弱化时其值降低14.72%,仅考虑土体刚度衰减时其值降低15.28%,同时考虑土体强度弱化和刚度衰减时其值降低19.44%,且考虑土体软化后桩周土体的塑性应变范围明显增大,极限状态时桩身应力值减小,结构稳定性显著降低。