重力式码头升级改造板桩墙后土压力分布

针对重力式码头升级改造新建板桩墙方案板桩墙后土压力分布问题,开展新建板桩墙距已有重力式墙身不同距离的土压力分布规律研究。采用有限元数值模拟和理论公式计算对比分析,得出作用在前板桩墙上的土压力小于理论主动土压力,即存在贮仓效应的结论。建议重力式码头改造工程设置前板桩墙时,采用公式合理选取贮仓尺寸,或根据新建板桩墙距已有码头墙身的距离采用有限元计算作用在板桩墙上的土压力,避免保守或激进设计。     

重力式码头卸荷板工作机制有限元分析

为了解重力式码头卸荷板的工作机制,建立有限元概化模型,对带卸荷板重力式码头进行数值分析。计算结果表明:1)结构整体表现为绕卸荷板向墙后转动的变形模式; 2)上墙往墙后位移挤压后侧土体,形成被动压力区,墙背土压力增大率为40.2%,下墙往墙前位移形成主动卸荷区,墙背土压力卸荷效率为35.4%,两者相互抵消,墙背侧向土压力变化对码头稳定影响有限; 3)上墙土压力可按朗肯主动土压力公式乘以1.5的增大系数计算,下墙土压力可直接按朗肯主动土压力公式计算; 4)上墙侧向土压力增大、下墙侧向土压力减小、卸荷板上方填料自重(含地面堆载)增加和悬臂段自重增加对码头抗滑稳定性的贡献率分别为-21.1%、24.6%、75.6%和20.9%,对码头抗倾稳定性的贡献率分别为-13.4%、6.6%、86.3%和20.5%,其中后两者是主要贡献因素; 5)码头稳定随卸荷板悬臂长度增强,卸荷板的最佳位置在0.6倍墙高左右。     

顺层岩质岸坡板桩支护结构土压力计算*

采用有限元软件PLAXIS对顺层岩质岸坡上板桩墙的墙后土压力进行分析计算,探讨了不同结构面倾角时板桩墙自身的位移以及墙后土压力的变化趋势,得到了板桩墙墙后土压力的大小和土压力分布形式。结果表明:顺层岩质岸坡上板桩墙的墙后土压力合力值随着结构面倾角的增加呈先减小再增大的趋势,同时墙后土压力的大小不是随入土深度的增加而简单地呈线性增大,而是出现不规则的增大或减小,墙后土压力最大值基本都出现在墙体临空界面处或者墙体的底部,在进行板桩墙稳定性分析中应全面考虑墙底部及板桩墙临空界面处最大土压力。研究成果可为完善《建筑边坡工程技术规范》提供参考。     

整体卸荷式板桩码头原型观测技术

目前整体卸荷式板桩码头设计理论尚不成熟，相关规范没有涉及具体计算方法，对码头结构开展原型观测是掌握这种新型结构工作特性的一种有效方法。本文结合整体卸荷式板桩码头结构形式及主要施工工艺，开展原型观测，得到不同施工阶段前墙钢管板桩应力、土压力、深层土体位移等参数变化规律。结果表明，由于桩间距较小，板桩墙后土体受到桩基挤密作用明显，前墙板桩弯矩和承台桩基均小于设计值，沉降和码头前沿水平位移最大值均大于正常使用极限状态计算值。     

卸荷式板桩结构性能试验研究*

卸荷式板桩具有极其复杂的荷载传递方式与协调工作机理,因此探索其结构的承载力性能意义重大。结合工程 案例进行现场实测以研究其承载力特性。结果表明：该结构墙身在16 m处水平位移量随着时间的推移而逐渐增大并趋于稳 定,锚锭墙整体最大水平位移发生在锚锭点处;拉杆拉力在浚深挖泥初期有较大幅度的增加而后期拉杆内力趋于稳定;侧 向土压力分布近似服从静止土压力分布;超静孔隙水压力在主动区-20 m以上有所减小而被动区-20 m以下略有增大。试验 研究证明该新型卸荷式板桩具备良好的承载力机理与工作性能,可广泛应用于大型复杂的深水码头等工程。     

遮帘式板桩结构简化计算及与离心模型试验对比研究

遮帘式板桩码头是一种新型的结构型式,其主要荷载是作用于前墙的土压力,由于设置了遮帘桩与卸荷板,以至于使板桩结构受力更趋复杂化,目前没有成熟的理论和计算方法,本课题开展了离心模型试验,进行了土压力现场测验,测试了板桩结构上土压力的分布规律,并测试了遮帘式板桩结构弯矩及位移的分布规律,通过有限元数值分析,探讨了分离卸荷式板桩码头结构的受力与变形规律,数值计算结果与试验数据基本吻合,证明了简化计算方法的合理性,为遮帘式板桩码头结构的计算和工程设计提供了理论依据。     

高桩梁板与板桩复合结构对板桩码头原位升级改造思路

以东莞虎门港某1 000吨级码头原位升级改造为5万吨级码头的工程实例，通过对工程现状及存在问题的分析，提出采用高桩梁板与板桩的复合结构，将板桩墙和高桩梁板结构连成一体，形成整体卸荷式结构，有效减少作用于板桩墙的土压力，使板桩结构能满足大吨位深水码头的建造要求。论述了改造方案选型并进行结构分析计算，根据弹性理论建立有限元三维数值模型，计算结果满足工程要求。该复合结构基于特定条件下提出，结构特点鲜明，可作为类似码头升级改造工程借鉴。     

带卸荷板的整体式闸室结构受力与变形有限元分析

带卸荷板的整体式闸室结构作为一种新型的水工结构,应用于浍河南坪船闸工程。利用有限元数值模拟,分析卸荷板的高度、宽度和厚度对闸墙的水平位移、土压力和弯矩分布等的影响。在卸荷板宽度和厚度不变的情况下,闸墙的水平位移随着卸荷板高度的增加呈现先减小后增大的趋势,对于卸荷板的宽度和厚度也有类似的规律;随着卸荷板高度增大,卸荷板上方的闸墙土压力变化不大,卸荷板下方的闸墙土压力随着卸荷板高度的增加先减小后增大,对于卸荷板的宽度和厚度也有类似的规律。闸墙上部为正弯矩,下部出现负弯矩。原设计方案中设计的高度、宽度和厚度较为合理。     

地震作用下板桩码头结构动力响应研究

为探究地震作用下板桩码头结构动力响应,采用有限元软件ABAQUS建立了板桩码头二维有限元模型,对板桩码头进行了地震动力响应数值分析,研究了板桩墙入土深度对码头结构地震动力响应的影响及地震作用下的板桩墙后动土压力分布规律。研究表明:(1)板桩墙底部达到嵌固状态后,板桩入土深度的增加对于板桩墙的稳定性没有改善,反而小幅度增加了板桩顶位移及拉杆拉力;(2)地震模拟过程中的表层砂土动土压力较规范计算值偏大,其原因是板桩墙上部受到拉杆的约束作用及板桩墙自身变形,使表层砂土的动土压力更接近于动被动土压力,而在规范计算方法中表层砂土按照动主动土压力计算,表层砂土动土压力计算仍有待进一步完善。     

基于ABAQUS的沉箱码头墙后土压力计算方法

通过采用ABAQUS有限元软件,建立了沉箱和地基相互作用的三维模型,模拟了在自重作用下沉箱码头墙后土压力分布情况。结果表明:沿码头长度方向由于沉箱舱格及舱格内回填引起各断面结构刚度差异,沉箱墙后土压力分布呈现较为明显的空间特征,其总力较规范计算值偏大,从而使结构稳定性计算偏于不安全。结合工程实例模拟结果提出了一种更为符合实际的墙后土压力计算模型。     

重力式方块卸荷板大型构件出运码头升级改造

以工程实例介绍了重力式方块卸荷板码头的改造设计方案。由于原有码头卸荷板悬臂较大,在码头前沿均布荷载增大的情况下,使得基床顶面产生较大的后倾应力,基床承载力不满足规范要求。改造方案通过在后方设灌注桩及现浇钢筋混凝土板,减少码头卸荷板悬臂部分上部荷载,防止基床顶面产生较大的后倾应力,为类似的码头改造设计提供了借鉴。     

水工建筑物抗震设计中土超孔隙水压力计算

水工建筑物地震分析中,超孔隙水压比是判断土体是否液化与计算地震动土压力时的基本参数。针对美国规范水工建筑物抗震设计中超孔隙水压力的计算问题,介绍场地循环应力比、等效循环应力比、液化触发系数等概念,并考虑工程实际情况,通过一个重力式码头设计实例说明其计算步骤。结果表明,本方法可以解决土体超孔隙水压比的估算问题。     

考虑位移效应的支护结构土压力计算

基坑工程中,墙体在墙后土体压力作用下,将产生较大的位移和挠曲变形,引起土压力重分布。在充分考虑支护结构-土相互作用的基础上,建立了土压力与墙体位移的关系曲线,并考虑土拱效应引起的应力重分布,得到了考虑位移的土压力计算方法,并通过工程中实测位移不断修正土压力值,能计算非极限状态下土压力的动态值。     

重力式码头方块墙沉降与旋转计算方法

基于分层总和法计算沉降的原理,推导了干施工条件下重力式码头方块墙沉降与旋转的理论计算方法,并对重力式码头试验段的沉降与旋转实测值与计算值进行了对比分析。结果表明:方块墙沉降与旋转的计算值与实测值变化规律一致,沉降与旋转均随着方块安装层数的增加而增大,但墙后回填碎石和墙上预压荷载后,墙趾处沉降继续增大,墙踵处沉降减小,并且墙体的旋转在预压后达到最大值。在重力式码头工程中推导的理论计算方法可应用于预判码头方块墙的沉降和旋转量、评价方块墙的预压效果以及预估现浇混凝土垫层的预设坡度。     

带减压平台挡土结构的土压力计算

为有效地减少主动土压力,常常在挡土墙后设置减压平台。减压平台限制了墙后滑动面,此时滑动土体不再是一个楔体,无法采用朗肯理论、库仑理论计算土压力。减压平台的位置不同、长度不同,都会影响土压力的大小和分布。建立长、短减压平台的判别模式,探讨不同种类的减压平台土压力计算方法,提出建议和措施。     

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。     

强震区板桩结构成层土地震土压力的计算方法

物部-冈部公式广泛应用于地震作用下的土压力计算,但因其适用条件的局限性,不能用于板桩墙后既含砂土又含有黏土的非均质土,且国内外规范对此类成层土的地震土压力计算没有统一的规定。总结国内外规范中成层土地震动土压力计算方法,找出其本质差异,在前人研究基础上引进整体极限平衡方法,结合SLOPE软件,得出强震区板桩结构成层土地震土压力的计算方法,并通过海外强震区港口工程实例验证,为同类工程提供参考。     

中英标准结合的重力式码头沉降控制方法

重力式码头是一种常用的码头结构形式,如何有效控制重力式码头的工后沉降,对于保证码头建设质量至关重要。介绍了中、英标准在重力式码头沉降控制上的差异。以沙特海尔港四期项目为例,提出了结合中、英标准的重力式码头沉降控制方法,并进行了基于有限元的理论计算和现场观测试验验证,基于有限元技术的沉降计算和现场观测数据吻合较好。使用中、英标准结合控制重力式码头工后沉降既可保证施工质量,又能缩短工期,具有良好的实施性。     

间隔嵌岩板桩结构在越南永安港码头中的应用

以越南永安港5#、6#通用泊位工程建设为依托,根据该区域波浪条件差、地质条件复杂等特点综合比选高桩梁板式结构、重力式沉箱结构、板桩式结构等以确定最优的码头结构方案,对工程区域沉桩可行性进行深入研究,并使用Plaxis软件进行结构计算。结果表明,工程推荐采用前墙间隔嵌岩钢管桩、钢拉杆锚定墙板桩式码头结构,该结构方案是安全的,其内力、位移可控。     

桩基重力式支护结构的不同计算模型

桩基重力式支护结构由重力式胸墙和双排桩组成,是一种半刚性半柔性支护结构。对该结构的设计,相关单位根据规范采用平面钢架弹性支点法计算下部双排桩,同时将上部胸墙简化为悬臂梁进行计算,但由于胸墙为刚性体,受力特征及对双排桩的约束与悬臂梁不同。为了系统研究该结构在不同计算模型中的变形及内力分布特征,对比规范设计和实体模型的计算结果。结果表明:参照相关规范设计时,上部胸墙产生线性位移,后排桩的弯矩及剪力都大于前排桩;而在实体计算模型中,上部胸墙发生平动位移模式,由于基坑开挖受到主要的土压力差作用,前排桩产生的弯矩和剪力都大于后排桩。