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.     

高桩码头停靠船舶水动力性能仿真计算

为解决高桩码头与停靠船舶相互作用的机理问题,本文以某高桩码头停靠船舶为例,对高桩码头及停靠船舶进行了数值建模,并运用CFD软件进行了仿真计算,应用VOF方法分析了船舶停靠时所受到的水流力,并得到船舶的水动力性能,为船舶停靠高桩码头时的摇晃问题和高桩码头的结构设计提供理论参考。     

某高桩墩台式结构事故检测及数值模拟分析

针对高桩墩台式码头结构特点,对受事故影响的某码头结构进行检测,并通过数值模拟分析事故对码头结构的影响,将现场检测结果同数值模拟分析相比较,验证了事故发生后高桩墩台式结构影响范围及事故发生后码头结构的响应程度.     

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。     

冲击荷载作用下高桩码头结构的动力响应分析

采用数学理论推导与动力时程仿真计算相结合的方式,对靠泊船舶撞击作用下高桩码头结构的动力响应及动力放大效应进行了研究,获得了多自由度结构在单点冲击荷载作用下的动力响应公式,推荐了数值计算时船舶撞击荷载的时程曲线类型及持时,获取了船舶靠泊撞击荷载下高桩码头结构的动力放大效应规律。计算与分析结果表明:码头结构设计时船舶撞击荷载的取值应充分考虑码头结构的动力放大效应;靠泊船舶撞击下的高桩码头结构对撞击荷载的动力放大系数推荐为2.0。     

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。     

高桩码头被船舶撞击检测评估案例分析

高桩码头受到远大于其设计吨位的船舶靠泊撞击后，为掌握码头结构的健康技术状况并保证其后期运营安全，需要对高桩码头结构及其重要构件展开系统地检测评估工作。文章以某高桩码头受大型船只撞击后的检测评估为例，基于三维成像声呐技术、低应变法等对码头结构及其重要构件开展现场检测工作，结合三维有限元数值模拟仿真方法，对高桩码头检测内容、评估方法、处理意见进行系统性梳理。结果可为类似港口水工建筑物受外部超载作用后的检测评估工作提供依据。     

船舶靠泊内河大水位差高桩框架码头受力分析

本文针对西江某内河大水位差高桩框架码头,采用有限元计算软件MIDAS-CIVIL建立空间有限元模型,对不同水位下船舶靠泊不同位置时的某高桩框架码头结构受力进行分析,得到了高桩码头结构不同构件的位移、弯矩等结果及其分布规律。此分析方法及结果可为同类型码头的结构设计及运营使用提供一定参考。     

高桩梁板码头结构设计中的空间有限元分析

选取湛江某高桩码头结构段为工程实例,利用通用有限元软件ANSYS对高桩梁板式码头进行空间有限元分析.为了能较真实模拟码头结构的受力状态,研究和建立了多种不同的有限元模型,在相同使用荷栽组合作用下,通过多种不同模型的计算结果对比分析.找出不同计算模型作用效应的差异和受到的影响,提出较为合理的空间数值计算模型和若干建议,以供梁板高桩码头设计者参考.     

框架码头结构二维和三维计算对比分析

高桩框架码头是高桩码头结构型式之一,实际工程设计时,设计人员往往采用平面计算的方法来进行设计计算,这种计算得出的结果往往会使桩内力值与实际偏差增大,这使得结构安全可能存在隐患或浪费。本文依托安徽铜陵港某工程,利用易工软件和Autodesk Robot软件分别进行二维和三维结构计算分析,对高桩框架码头承受船舶荷载这一问题进行较为深入的研究。     

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。     

高桩码头的结构加固改造与岸坡稳定性研究

随着港口贸易的发展,大型船舶的到港几率加大,许多年久失修码头的存在着严重的安全隐患,因此需要对老码头进行结构加固改造,以发掘老码头的潜力,保证码头的安全运行。本文以镇江某高桩码头为工程实例建立结构和岸坡的有限元模型,分析码头改造前后的变形规律和改造后岸坡的稳定性,为高桩码头的结构设计与岸坡稳定性计算提供参考依据。     

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。     

基于随机过程的大水位差高桩码头桩身时变可靠度分析

近年来,随着三峡库区建成运行,为适应大水位差的作业环境,高桩码头在三峡库区大量出现。在设计基准期内,高桩码头的桩身结构要承受船舶桩基、水流、堆载等各种外力作用,作用力与桩身结构抗力均随时间推移不断变化,是依赖于时间参数的随即过程。本研究基于随即过程理论,考虑水位变化,船舶桩基及桩身结构抗力的随机性,应用时变可靠度理论对桩身承载力进行分析研究,可为类似问题的研究提供参考。     

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。     

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。     

基于ANSYS/LS-DYNA的水平荷载作用下拱式纵梁码头叉桩布置研究

拱式纵梁码头作为一种适用于深海的新型码头形式,其受力特性和部件结构需进行相关计算分析。文章基于ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件,通过p-y曲线理论所建立的土弹簧模拟桩土相互作用,建立了拱式纵梁码头结构三维有限元数学模型。计算并分析了船舶水平撞击力作用下,叉桩扭角角度和叉桩布置位置分别对该码头结构受力特性的影响程度。研究结果表明:设置叉桩可有效减小码头的整体水平位移,在必要工程中拱式纵梁码头设置叉桩是必要的,且叉桩扭角取15°能充分发挥码头各部件受力性能,可定为最优扭角角度;拱式纵梁码头在受到船舶撞击力作用时,基桩与墩台连接处、墩台与上部结构连接处易发生应力集中,施工时应进行局部加固处理,预防连接段的应力损伤。文章的研究成果可为拱式纵梁码头今后的实际工程应用提供依据。     

基于旧码头改造的钢管板桩结构静力分析

结合国内某港区散杂货泊位改造工程,对基于高桩码头改造所产生的新建钢管板桩结构进行数值分析。首先,建立数值模型,将传统板桩码头前墙结构受土压力作用的数值计算结果与理论计算结果进行比较,验证数值方法的准确性;其次,基于此数值方法建立研究土体边界选取的三维数值模型,分析土体的边界范围对码头结构应力的影响;最后,对钢管板桩结构进行运营荷载作用下的三维数值模拟,对结构的应力及位移进行分析。通过数值模拟及理论分析发现:在钢管板桩结构数值模型中,当土体边界达到60～80 m时,可以忽略土体的边界效应;在码头面设计荷载作用下,新建结构所受土压力和产生的位移小于传统的板桩码头结构。     

基于分离式结构设计理念的液压靠船系统

通过在靠船桩与叉桩间加入环形液压装置,并将叉桩与主体结构部分分离,提出了一种新型的浮式靠船系统。结合数值仿真模拟在船舶荷载撞击的情况下对靠船桩、叉桩进行了承载能力分析。与现有高桩码头及浮式靠船系统相比,该系统具有使用方便、保护码头主体不受撞击、减缓码头承载能力下降速率等优点。从使用安全和航运经济考虑,该新型靠船系统结构更优、使用更加安全、能提高码头装卸效率、有广阔的应用前景。     

船舶撞击力作用下高桩码头的安全评估

针对高桩码头水平承载力,应用极限概率理论分析了荷载效应的统计参数;根据构件破坏准则,确定了码头破坏模式和功能函数;依托某码头实例,建立响应模型,计算其失效概率及可靠指标。分析的结果认为,船舶撞击能和船舶撞击力符合极值I型分布;高桩码头的主要破坏为桩基础的正截面受弯破坏和水平位移过大;结合某码头工程实例,利用ANSYS有限元分析软件建立结构响应模型和PDS模块,采用蒙特卡罗的方法进行可靠性分析,共进行了10万次抽样,抽样的结果显示,码头受船撞作用失效的概率为2.073 05×10-3,可靠指标为3.76,安全结构等级为2级。