波浪作用下矩形沉箱墩群受力规律试验研究*

墩柱式透空码头在波浪作用下的结构受力较复杂,对于矩形沉箱墩,国内现行的港口工程规范只解析了波浪正向和45°斜向作用下单个沉箱所受水平总力,并无墩群中波浪力衰减规律的计算方法,已有研究也少见相关成果。以茂名某重力墩式散货码头工程为例,通过开展三维物理模型试验,研究波浪作用下矩形沉箱墩周围的波高分布及沿程衰减规律、代表性沉箱墩所受水平、侧向和浮托总力及倾覆力矩沿程衰减规律。结果表明：本工程首先受到波浪作用的5个沉箱墩范围内波高衰减幅度最大;不同沉箱所受波浪力的沿程衰减幅度,呈现出与波高沿程衰减一致的规律;规范中的圆柱形墩的群墩系数计算方法不适用于矩形沉箱墩群结构。     

港口结构抗震设计方法的发展（4）

以我国、美国和日本的港口码头设计规范、手册为基础,对我国、美国和日本港口码头抗震设计的方法进行了分析,同时介绍了国际航运协会标准《港口结构抗震设计指南》的有关规定。此系列论文共分6部分,该文为第4部分,分析和比较了我国、美国和日本规范中重力式码头和板桩码头抗震设计的方法。比较表明,对于重力式码头抗震设计,我国规范计算惯性力时考虑了加速度系数沿码头高度的变化,日本规范在基于地震危险性分析结果确定的地震系数中包含着要求控制的变形。对于板桩码头抗震设计,我国、美国和日本规范计算拉杆拉力和板桩墙弯矩时采用的方法不同。     

岩基上船闸水工建筑物地震惯性力计算

《水运工程抗震设计规范》规定岩基上的闸首边墩垂直船闸轴线方向振动的水平地震惯性力应按反应谱法Ｐｉ＝ＣＫＨαｉＷｉ计算公式计算。本文用算例阐述以反应谱法为依据，对公式中加速度分布系数αｉ值及分布图形的确定方法，以便设计者正确理解和使用规范。     

多向不规则波浪与大尺度双墩结构作用的研究

群墩结构是海洋工程中常见的结构形式,而实际海洋中的波浪是多向不规则波浪。研究波浪的方向分布对于大尺度群墩作用具有重要的意义。基于Linton和Evans提出的规则波与群墩作用理论,建立了多向不规则波浪对大尺度群墩作用的计算方法。通过与物理模型试验结果的对比,对数值计算结果进行了验证。进一步计算了多向不规则波浪与两个串列和并列墩柱布置的群墩作用时,墩柱所受的波浪力及群墩系数。结果表面波浪的方向分布对波浪力和群墩系数都有明显的影响,尤其是对横向力,实际工程应用时应考虑波浪的方向分布特性。     

挡土墙地震土压力及其分布

采用Mononobe-Okabe理论的基本假设,给出了地震加速度沿墙高均匀分布和线性分布两种情况下的地震土压力强度、地震土压力合力和地震土压力合力作用点的理论公式,并研究了有关因素对地震土压力及其分布的影响。结果表明,地震土压力合力与Mononobe-Okabe理论给出的结果相同,地震土压力强度为非线性分布,地震土压力合力作用点在基础以上0.42~0.46倍墙后填土高度处,与大量实验研究成果相吻合。     

船舶撞击下重力墩式码头的振动分析方法

针对深海开敞式重力墩式码头，建立船舶－－防冲设备－－重力式墩的振动系统模型、提出该振劝系统多、转动、船舶撞击力、以及重力墩没移力和倾覆力矩的振动计算方法， 有关参数对动力响应的特性的影响，并对某重力墩式码头进行振动分析。     

大型椭圆墩式码头波浪力计算与试验分析

椭圆墩式码头为一种较为新型的墩式码头结构形式，目前水运工程相关规范对大型椭圆墩式码头的波浪力计算等尚不完全适用。基于水运工程规范中墩柱波浪力计算理论，结合工程案例和试验数据进行对比研究。结果表明：1)对于大型椭圆墩式码头，小尺度桩体横向波浪力实测值小于计算值，大尺度墩体纵向波浪力实测值大于计算值。2)对于小尺度桩体，水运规范计算方法不能反映边墩与中墩的波浪力差异，边墩横向波浪力实测值略小于中墩。对于大尺度墩体，规范计算不能充分反映出边墩和中墩的纵向波浪力差异。3)对于重要工程，建议波浪力以物模试验结果为准。     

重力式墩码头在港口工程中的应用问题解析

重力式墩码头是现代港口工程中常用的码头结构,具有较高的应用价值。对综合提升港口工程的功能与安全具有积极的作用。但是,在实际的重力式墩码头的应用中,存在一些应用问题,干扰重力式墩码头的功能与安全,不利于港口工程的功能体现。故此,展开对重力式墩码头的研究,分析其在具体港口工程中的应用问题,旨在遏制应用问题,突出重力式墩码头的功能,提升港口工程质量,推动航运发展。     

LNG码头靠船墩布置

LNG码头平面设计中,最为重要的是靠船墩位置的设计。针对常规靠船墩位置的设计是按照规范的系数要求选取的,但较难适应所有LNG船型的靠泊。研究如何提高靠船墩对各种LNG船的靠泊适应性：分析LNG船的仓容分布、储罐类型和外型特点,介绍LNG船靠泊准则,并结合某海外1万～22万m3LNG码头工程论述靠船墩的布置。得出如下结论：合理的靠船墩位置不是关于工作平台对称的,而应适当增加船尾方向的靠船墩与工作平台的距离。     

沉箱孤立墩式结构整体稳定性一般规律

大型原油码头多采用墩式蝶型布置,一般情况下波浪作用是控制沉箱墩式结构整体稳定性的主要外荷载。作为设计波要素,通常选取最大波高及其对应的波周期或最大波周期及其对应的波高进行结构计算,但经多组波要素对比计算表明,并非最大波高或最大波周期为控制工况。参考数模分析群桩系数随波周期变化的成果,研究了作用于小尺度墩柱上的波浪作用随波周期和波高的变化以及沉箱孤立墩式结构整体稳定性的一般规律。     

桩基-重力式靠船墩结构抗震特性研究

桩基-重力式码头结构作为一种具有发展前景的新型开敞式深水码头结构型式,能够结合桩基结构和沉箱结构的优点,规避两者的缺点与不足。采用无限元与有限元相耦合的方法,充分考虑材料的塑性损伤,对桩基-重力式靠船墩结构抗震特性进行研究,探索结构的薄弱区域、破坏机理和能量耗散规律。结果表明,结构敏感的动力荷载频率范围集中在2 Hz附近;地震波的入射方向对结构的地震响应存在一定影响;桩基与墩台连接部位较桩基与沉箱连接部位更易遭到破坏;通过损伤耗散确定结构的破坏方式为脆性断裂。     

美国重力式结构抗震设计方法

论述了美国重力式结构抗震设计的方法,比较了与我国重力式结构抗震设计方法的差别。分析表明,美国重力式结构抗震设计与我国抗震设计在地震系数的确定、动土压力计算及其土压力作用点的确定、土中水影响的考虑等方面存在差别。     

国内外主要抗震规范重力式码头结构地震作用对比

重力式码头是我国分布较广、使用较多的一种码头结构形式,其依靠结构本身及其上面填料的重力来保持自身抗滑移稳定和抗倾覆稳定。对于强震区的重力式码头,除承受施工和使用过程中的一般静力作用外,还要承受地震产生的惯性力、动土压力、动水压力等作用。特别是水位较高时重力式码头墙身后的回填土处于饱和状态,强烈的地震作用会产生超孔隙水压力。因此,重力式码头的抗震设计非常重要。对比了国内外主要抗震规范重力式码头的地震作用。针对北非某拟建港区重力式码头,采用我国的《水运工程抗震设计规范》与PIANC《抗震设计指南》,对比分析地震工况下设计高水位时码头稳定性。     

群墩上的波浪浮托力

本文采用Ｂｉｏｔ固法理论，考虑了土介质的弹性变形和孔墩水的压缩性，用有限元方法计算了双墩沿波向串列和并列布置情况下的墩柱底部所受的波浪浮托力，给出了不同ＫＤ时群墩系数随墩距的变化曲线，并与试验结果进行了比较，结果令人满意。     

多向不规则波对两排四墩柱串列群墩结构作用的模拟研究

实际海洋中真实的波浪是多向不规则波,两排四墩柱串列群墩结构是工程中常用的结构形式之一。通过数值计算研究了在多向不规则波浪作用下,8根大尺度墩柱(墩柱直径D与波浪波长λ之比Dλ≥0. 15)以双排四墩串列形式布置时,墩柱上的波浪爬高、墩柱所受波浪力及群墩系数的变化规律。结果表明波浪方向分布对墩柱上的波浪爬高和墩柱所受波浪力都有影响。与相同波浪条件下单排串列墩柱相比,双排结构中墩柱所受正向力减小,横向力增大。群墩结构柱间距影响复杂,当墩柱中心距离与墩柱直径之比达到10时,群墩影响较小,可忽略。     

勾头丁坝下游流场初探

笔者的试验资料表明,勾头丁坝下游回流区及恢复区近段流速分布呈自相似性。根据相似原理,二维沿水深平均Reynolds方程可转化为常微分方程,这样就得到回流区及恢复区近段流速分布式。宽浅明槽中的试验表明,该流速分布值与实测值比较吻合。此外,本文还对紊动粘性系数沿水流方向的变化作了简要探讨。     

预制构件起吊冲力的理论分析

用振动理论分析方法，给出了预制构件起吊冲击力的表达工及其与预制件自重力、地坪附着力和吊壁运动加速度的关系，指出在吊壁垂直运动加速度小情况下，上冲和幅值等于 自重力与地坪附着力之和。     

中国与孟加拉国抗震设计地震加速度转换的探讨

孟加拉国的建筑工程采用中国标准时,当地标准提供的地震加速度值不能直接采用.为了进行中国与孟加拉国标准抗震设计地震加速度的换算,从地震加速度的基本概念、定义和确定方法入手,对中孟标准地震加速度取值问题进行了比较研究.结果表明:1)在场地类别划分的规定上,孟标的SA类场地与中标的I0场地基本对应,这是中孟标准地震加速度转换...     

封闭式综合集成桅杆风载分布特性研究

为了提高舰船的隐身性能,现代舰船已逐渐开始采用封闭式综合集成桅杆,因此研究典型封闭式综合集成桅杆的风载分布具有重要意义。利用计算流体力学软件对典型的正八面体封闭式综合集成桅杆风载分布进行数值模拟,研究了风向角为0°、12°及22.5°、雷诺数在2.92×106至1.55×107范围内桅杆的风载分布,分析平均压力系数、脉动压力系数及斯特哈尔数随雷诺数的变化规律,以及平均压力系数和脉动压力系数沿桅杆垂向和周向的分布规律。结果表明:平均压力系数和脉动压力系数均随雷诺数的增加而趋于稳定,且其沿桅杆垂向基本呈均匀分布而沿桅杆周向变化较大。     

高桩墩的地震扭转效应

根据弹性桩支承空间刚体的力学模型，分析高桩墩的动力特性，按振型分解反应谱法给出水平地震惯性力和惯性扭矩的解析表达式，为高桩墩的抗震设计提供考虑扭转影响的计算方法。