有限元法在重力式码头安全性评估中的应用研究

在对重力式码头进行检测评估时,需要对码头的安全性进行验算分析。文章结合某实际工程,通过建立有限元模型,结合规范中的相关公式,计算分析了码头整体的抗滑稳定性、抗倾稳定性及基床应力。研究表明,有限元法与传统规范计算方法相比,计算过程更简便,计算结果也更精确。     

重力式码头抛石基床遭水流冲刷破损后的诊断和治理

结合工程实例,论述了重力式码头抛石基床遭拖轮启动工作时尾吹水流冲刷破损后的检测诊断方法和加固治理措施.通过潜水探摸检查和水下地形测量能得到抛石基床破损的部位和程度;通过测量拖轮启动工作时尾吹水流流速并与规范值比较,得到造成抛石基床10～100 kg块石启动的原因;利用规范法和有限元模型两种方法对码头现状的稳定性进行计算分析,试算得出抛石基床遭水流冲刷的极限进深值,并与潜水探摸实测值比较后评定码头的安全性;结合工程特点,提出浇注水下不离析混凝土填充沉箱前趾下空洞并采用模袋混凝土护面、护坡和护底的加固施工方案,旨在恢复和增强原码头抛石基床的设计顶高程及基床的受力性能并考虑到大流速作用环境,恢复和增强基床系数与板结防冲刷能力.     

浅谈桩基—重力式复合结构在深水码头中的应用

随着现代航运事业不断向着规模化、泊位深水化的快速发展,码头工程建设设计需要挑战来自恶劣自然条件、深水环境等各方面因素,以往建设的码头结构形式也面临着生产需求的淘汰。可见,怎样通过科学合理的码头结构型式设计,来调整离岸、开敞、深水作业等要求逐步成为当前码头水工结构建设需要亟待解决的问题。本课题通过调研国内外码头水工结构的前沿信息,提出了现代化的桩基-重力式复合结构形式,并运用传统计算原理和ANSYS结构模型,对其抗倾抗滑稳定性、抗倾稳定性、基床承载力、组合桩承载力和节点强度等内容进行了计算,并给出了的施工顺序。本文的研究展现了桩基重力式码头水工结构在深水作业条件下的适用性。     

青岛某重力式码头的变形检测与分析

针对1970年建设的青岛某重力式码头的变形,制定检测方案,分析检测结果,并进行码头稳定性验算。结果表明:码头在设计低水位时的抗滑、抗倾稳定性以及基床底部土层承载力方面均存在不足,码头有安全稳患。根据检测结果,提出加固维修的建议。     

土体抗剪指标和基床厚度对重力式码头结构地基承载力的影响

为合理确定重力式码头结构基础尺度,对重力式码头结构地基承载力变化与地基土体抗剪指标(黏聚力和内摩擦角)、基床厚度等参数变化之间的敏感程度进行分析。结合大连港太平湾港区某码头工程实例,采用《水运工程地基设计规范》中的方法计算地基承载力抗力分项系数,并绘制地基承载力抗力分项系数与地基土体抗剪指标、基床厚度之间的关系曲线。结果显示:黏土内摩擦角、黏聚力数值的增加可持续提高地基承载力;黏土内摩擦角的数值越大,对地基承载力的提高作用越显著;当基床厚度增加时,对地基承载力的提高作用逐渐减弱。在以地基承载力确定重力式码头结构地基尺度时,可以通过改善土体指标或增加基床厚度提高地基承载力,但应避免一味地增加基床厚度。     

重力式码头基槽开挖及抛石基床设计优化

部分港口重力式码头存在深开挖、厚基床的现象,这导致基槽开挖及基床回填很大,不利于控制工程投资,国内在一些深开挖、厚基床的工程中,常以换填料的内摩擦角来控制换基槽开挖宽度,但方法并无明确理论依据。本文采用有限元软件Midas-GTS对重力式码头基床应力扩散进行有限元计算,并与规范计算进行对比分析,随后采用理论计算的方法对其进行验证。在此基础上对重力式码头基槽开挖及抛石基床进行了优化设计,可为类似工程提供借鉴。     

关于单桩钢套管人工基床稳定厚度的研究

根据宝钢马迹山码头工程大直径嵌岩灌注桩的稳桩实践,采用ANSYS有限元模型模拟施工期间钢套管管径、基床厚度和水平荷载等因素的变化对灌注桩钢套管稳定性的影响,研究探讨人工基床厚度与钢套管管径之间关系,为同类工程设计,施工中确定人工基床的厚度提供参考.     

船舶尾流冲刷作用下抛石基床块石稳定性计算方法研究

船舶尾流是导致重力式码头抛石基床冲刷破坏的重要因素之一,国内港口、海岸工程设计规范中未考虑船舶尾流作用对抛石基床块石稳定性的影响。文章通过总结、对比、分析国外船用螺旋桨射流流速分布研究成果,得到了螺旋桨射流流速分布规律,提出了船舶尾流冲刷作用下抛石基床块石稳定性计算方法,并利用该方法计算并分析了某重力式码头抛石基床块石的冲刷情况。计算结果表明:螺旋桨射流起始段和主体段的流速均可能对抛石基床块石产生冲刷影响,且主体段水流对块石稳定性影响更大,船用螺旋桨桨轴线距基床顶面高度2倍桨直径内的区域可作为船舶尾流冲刷影响区。     

新型重力式码头改造技术

以广东虎门港某重力式码头升级改造为研究实例,提出一种新型码头改造技术,即通过在码头前沿基础设置一排桩加固基床,以满足基床前沿浚深需要。采用边坡计算软件GEO-SLOPE和有限元计算软件PLAXIS2D分别对码头的整体稳定、结构内力和变形进行计算,确保码头结构安全。     

重力式码头暗基床应力扩散特征分析

利用有限元程序Midas-GTS,分析重力式码头暗基床应力的扩散特征和影响范围,以及基床底面应力的分布和大小,结合现行重力式码头规范的计算结果进行对比分析,列举出两者之间的差异,供类似工程设计作为参考。     

重力式码头抛石基床内部滑移破坏研究

现行规范要求对抛石基床的顶面和底面进行水平抗滑稳定性验算,而不考虑抛石基床的内部滑移破坏情况,当基床较薄时,这样的规定可以保证抛石基床的安全性;当抛石基床比较厚时,基床后侧水平土压力作用不能忽略,基床内部可能会存在水平滑移面。通过模型实验和有限元软件PLAXIS的数值分析,证明了厚基床内部存在滑移面,建议在验算基床抗滑稳定性时要考虑基床前后土压力作用。     

重力式码头抛石基床内部滑移破坏研究

现行规范要求对抛石基床的顶面和底面进行水平抗滑稳定性验算,而不考虑抛石基床的内部滑移破坏情况.当基床较薄时,这样的规定可以保证抛石基床的安全性;当抛石基床比较厚时,基床后侧水平土压力作用不能忽略,基床内部可能会存在水平滑移面.通过模型实验和有限元软件PLAXIS的数值分析,证明了厚基床内部存在滑移面,建议在验算基床抗滑稳定性时要考虑基床前后土压力作用.     

重力式码头抛石基床应力分析

现行规范中,计算重力式码头抛石基床应力时假定基床是刚性的,不考虑基床前、后方的土压力,只考虑基床自重和基顶应力向下的传播。随着大型重力式码头抛石基床深度的不断加大,基床前、后方的土压力也在不断的加大,现行规范这种计算方法与实际情况就存在较大的差异。通过系统的计算、研究,分析厚抛石基床前后方土压力对基床内应力分布的影响,根据有限元软件PLAXIS计算出应力分布规律,提出了一种采用3个应力控制点的更合理的改进计算方法。     

码头基床爆夯效果

对于基床较厚的码头,采用爆夯法进行基床夯实施工是近年来采用的一种新的夯实方法。比较以往的重锤夯实法,对于处理5～10m厚的基床,是一种高效率、高质量、高安全性的方法。     

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。     

有波浪力重力式码头稳定性可靠指标的简化计算

研究了有波浪力情况下重力式码头的抗滑、抗倾稳定性抗力和荷载效应的统计特征,提出了抗滑、抗倾稳定性可靠指标的简化计算公式,根据10个方块码头和46个沉箱码头的JC法可靠指标计算结果确定了简化计算公式和简化设计公式的参数。研究表明,波浪力占总荷载效应的比例对可靠指标的计算结果影响很大;对于同种类型的重力式码头,在相同的墙后填料情况下,抗滑、抗倾稳定性计算中抗力和荷载效应的均值系数和变异系数可视为常数;采用简化公式计算的重力式码头抗滑、抗倾稳定性可靠指标与JC法的计算结果非常接近。     

某码头过渡段结构处理方案与施工技术

文章针对某码头过渡段结构复杂、过渡段施工技术难度大的问题,从基床抛石、基床夯实、基床整平等施工流程对过渡段结构处理技术进行了详细的研究,降低过渡段施工难度,最终取得了良好的施工效果,提升了该码头过渡段的稳定性。     

抛石基床局部遭水冲破坏的诊断与加固

抛石基床发生局部破坏的工程实例较多,对出现该类问题的应对措施和相关加固技术的研究是迫切的。文中总结了大马力拖轮在靠离泊作业中造成使用期间重力式码头抛石基床局部被冲坏等主要原因,对抛石基床局部破坏问题的检测、诊断和安全性评估技术进行了探讨,并对各种抛石基床的加固方法加固效果进行了概括,最后提出了对码头管理单位在码头使用和维护的建议。     

浅层岩基区域的大水位差斜坡码头岸坡稳定性数值模拟研究

针对浅层岩基、大水位差区域码头岸坡受力情况复杂,对岸坡稳定影响较大的情况,为给重庆市江津区钓钩碛斜坡码头提供岸坡稳定性依据,本文基于工程相关资料,借助ANSYS有限元计算软件建立三维计算模型,对实例工程桩基的受力特性及岸坡稳定性进行了系统研究分析。研究结果显示,在最不利工况下,实例工程码头桩基受到最大拉应力、压应力均符合规范要求,码头土体变形量较小,岸坡整体稳定性较好。     

螺旋桨射流对抛石基床冲刷的数值计算

抛石基床遭螺旋桨射流冲刷破坏而危及码头使用安全,是近几年码头检测评估工作中的新问题,国内海港工程设计规范中未考虑船舶尾流作用对抛石基床的冲刷影响。采用计算流体力学软件Fluent建立螺旋桨射流流场三维数值模型,并利用螺旋桨射流流速的理论研究成果对数值模型进行验证。通过数值模拟,研究螺旋桨射流在码头岸壁和基床底面影响下的变化规律,建立了船舶尾流在重力式码头前沿的最大冲刷流速及其位置的经验公式。