基于循环波浪荷载下的码头结构损伤过程*

深水码头多处在自然条件复杂的外海,在海洋波浪循环荷载作用下,许多码头在未达到设计使用年限时便已产生严重损伤而无法使用。针对海洋波浪循环荷载作用下码头整体结构的特殊损伤情况,根据工程实际,采用ANSYS软件建立了高桩码头的地基-桩-上部结构整体有限元模型。采用损伤本构关系,建立海洋土软化系数经验公式,模拟分析了不同运行年限后码头损伤破坏规律。研究结果显示:裂纹最早从面板开始,并且裂纹逐渐向横梁底部发展;但由于地基土的软化与混凝土的软化不同步,10 a后增加的裂纹先从横梁的底部开始。因此设计时应考虑循环波浪荷载对码头桩基-上部结构的整体影响,根据实际桩基与上部结构的协同作用机理采用相应的措施,使设计更加科学可靠。     

离岸深水码头波浪力作用下顶高程对码头损伤的影响

针对剪胀性海洋地基,建立了地基-桩-上部结构和波浪动荷载作用的三维动力响应数值模型。将损伤本构模型应用于码头结构,分析了不同码头顶高程下码头结构和地基的动力响应规律。研究结果显示:高桩码头受到波浪冲击,相对净空ΔhH为0. 33左右时内力最大,损伤最严重;相对净空为0. 5时损伤和内力明显减小;相对净空大于0. 42时桩基内最大等效应力随顶高程增加明显减小。虽然桩基周围土层的影响范围变化不是很大,但上部结构具有较大的动力放大效应,即使是小量的地基变形量变化也可能引起上部结构内较大的破坏,因此设计时应考虑地基-桩-上部结构-波浪的相互协同作用效应。针对海洋性地基的非线性变形特性,建议建立整体模型进行分析,使设计更加科学可靠。     

波浪上托力作用下高桩码头结构的动力分析

通过有限元计算软件ANSYS,对波浪上托力作用下高桩码头结构进行动力分析。研究结果表明：波浪缓变压强 作用下,采用动力计算和采用静力计算得到的码头结构各处的内力基本相同,波浪缓变压强可等效为静力来计算码头结构 内力;波浪冲击压强作用下,采用动力计算得到的码头结构内力明显小于静力计算结果,波浪冲击压作用下的高桩码头结构 宜进行动力分析;由于波浪上托力频率与码头结构自振频率相差甚远,因此其作用下的高桩码头结构不会产生共振现象。     

高桩码头梁格空间通风孔设置对盐雾消散的影响

海洋环境下高桩码头梁格空间盐雾集聚极易使码头纵横梁混凝土结构发生腐蚀,对码头结构的耐久性造成不利影响。运用有限元软件ANSYS流体动力学CFD模块,建立高桩码头梁格空间三维模型,通过改变不同的纵梁开孔方式,分析高桩码头梁格空间底部盐雾易集聚区域的风速和压强变化规律,对比不同开孔方式对盐雾的消散效果,并对开孔方式进行优化。结果表明,纵梁设置通风孔能有效改善梁格空间的气流分布,孔布置在纵梁两端距离横梁1.2 m时,对盐雾的消散效果最明显。     

斜向规则波作用下离岸式高桩码头上部结构总上托力

旨在研究波浪入射角对离岸式高桩码头上部结构总上托力的影响,采用物理模型试验的方法进行研究.试验结果表明,随着波浪入射角的增大,总上托力逐渐减小,并且递减逐渐减缓.引进波浪入射角折减系数分析波浪入射角变化的影响,采用非线性数据拟合方法,取90%保准率,确定规则波作用下离岸式高桩码头上部结构总上托力随波浪入射角变化计算公式,计算结果和试验值吻合良好,可为设计提供科学依据.     

高桩码头设计中波浪力计算方法的探讨

透空式高桩码头上部结构与波浪相互作用的问题非常复杂,现行规范找不到计算依据。在无规范依据情况下, 高桩码头设计时一般采用《海港码头结构设计手册》中进行波对码头上部结构作用力公式进行计算。根据设计手册相关 公式,提出了采用AutoCAD制图软件绘制理论波面的图形计算方法。并通过在AutoCAD中调整波面与码头结构断面相对位 置,分工况计算了某工程实例,供工程设计时参考。     

开敞码头上部结构波浪上托力的试验研究

波浪上托力是作用在开敞码头上部结构的主要荷载，对码头的安全使用具有重要影响。本文从试验资料入手，着重分析了开敞码头上部结构波浪上托力的作用特点，影响因素及计算方法的适用性，并分析了波浪上托力的统计分布类型。     

离岸式高桩码头对后方护岸工程的影响

针对受离岸高桩码头掩护的后方护岸工程设计波浪难以确定的问题,结合实际工程,通过波浪断面物理模型和局部整体物理模型试验,研究码头工程对护岸设计波浪、越浪量和断面结构稳定性的影响。结果表明,高桩码头上部结构对后方护岸有良好的掩护效果,尤其在高水位时,消浪效果较好;受掩护良好的后方护岸工程,堤顶高程受高水位控制,可以适当降低堤顶高程;护岸结构稳定性,尤其护底、护脚块石,主要受较低水位控制,而低水位时码头对护岸的掩护效果有限,波高降低幅度很小。     

某高桩码头结构行车移动荷载分析

为了研究码头结构在上部刚架行车移动荷载作用下的结构安全性,针对某钢-混凝土混合刚架式高桩码头结构,建立桩基、周围土层、码头平台结构和上部刚架整体三维数值模型,并利用ANSYS有限元软件进行数值模拟.结果表明:码头结构最危险工况为南、北两侧行车同时移动到刚架水侧悬臂端并考虑大车刹车荷载;结构位移、应力及内力对南、北两侧大车同步同向运动工况敏感性较强;桩基轴力均为受压状态,岸侧E排桩体不存在上拔情况.这些认识可为同类高桩码头移动荷载分析和设计提供参考.     

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。     

波浪力对高桩码头结构的影响分析

PHC管桩具有承载力高、耐久性好、施工速度快、造价合理等优点,已被广泛应用于高桩码头基桩。尽管高桩码头(PHC)理论研究取得长足进步,但在波浪力作用下高桩码头的结构受力分析仍不够完善。本研究在工程实例的基础上,采用ANSYS软件建立高桩码头有限元模型,研究波浪力对高桩码头结构的影响,并对桩的失稳提出解决方案。     

定位桩式游艇码头在波浪及靠泊作用下的动力响应

游艇码头在国内是一种较新的结构形式,为便于上下游艇,游艇码头为浮动式结构,定位桩是应用较多的一种锚固形式。由于全直桩情况下水平荷载引起的位移较大,浮码头自身质量又较小,在受到简谐波浪荷载或船舶靠泊撞击的冲击荷载时,易引起码头结构的动力响应,从而增加了定位桩的内力、降低了结构安全性。在强迫动力响应理论基础上,结合有限元的方法分析定位桩式游艇码头在波浪荷载及靠泊撞击力下的动力响应,并推导出适合游艇码头结构段使用的简化计算方法,为设计工作提供了依据。     

外海开敞式高桩码头上部结构波浪上托力的计算

通过对波浪作用下外海开敞式高桩码头上部结构所受上托力的分析研究,指出通过模型试验得出的波浪上托力的计算公式有一定的局限性,针对不同长宽比的矩形平台给出规则波作用下波浪上托力的作用宽度、作用范围和总上托力的计算方法.     

不同上部结构开孔沉箱的消浪效果与波浪力研究*

通过参考烟台某港区码头开孔沉箱形式,利用1∶35的波浪断面物理模型研究双柱块体上部结构和侧开孔上部结构开孔沉箱的消浪效果和波浪冲击荷载。结果表明：在相同波浪条件下,开孔沉箱开孔率增加的消浪效果好于双柱消浪块体;波浪与双柱块体上部结构开孔沉箱的波压力最大处区域在开孔下方,而侧开孔上部结构开孔沉箱的波压力最大区域在开孔处附近;双柱块体上部结构开孔沉箱所受波浪力主要受静水位影响,而侧开孔上部结构开孔沉箱所受波浪力主要受波面对开孔的淹没程度影响。     

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。     

具有运输PHC桩要求的临时码头施工要点

东非某水工项目临时码头需要出运PHC桩,其功能是储存来自国内的PHC桩,并在沉桩施工前,通过临时码头吊至运输方驳上运输至沉桩区域.其具有施工周期长、堆存数量多、使用频率高、使用荷载大、地基沉降要求高的特点.从临时码头的结构形式、钢管桩施工顺序、上部结构施工、使用功能等要点等方面进行详细阐述、并且对出运栈桥、弹性基础梁和...     

在役码头桩基承载力静载试验

传统在役码头的桩基承载力检测需拆除上部结构,使得检测工作量大且工期较长。以某旧码头桩基检测工程为依托,阐述在保持上部结构完整的情况下,快速准确检测桩基承载力的方法。首先通过数值模拟分析上部结构与桩基荷载分担比例,初步确定试验堆载量。同时在码头下部的桩头安装传感器,加载过程中能较精确的测得桩顶的实际荷载。用该方法顺利地对该码头2根桩承载力进行检测,取得了较好的效果。     

波流作用下钢管桩动力响应的数值模拟

在港口工程和海洋工程中,钢管桩施工就位后就会受到波浪和水流荷载的作用,钢管桩在波流荷载下的动力响应对结构安全有重要影响;尤其是在上部结构没有完成时,桩只能靠自身结构承受这些荷载。文中选用改进的JONSWAP型谱模拟不规则波浪,根据莫里森公式计算作用于桩上的随时间变化的波流荷载,利用有限元法并结合newmark方法,得到钢管桩的结构内力和变形在时域内的变化。利用以上模型对一栈桥钢管桩进行了波流荷载作用下的动力响应分析,对于评估钢管桩的结构设计具有重要的参考价值。     

基于现场监测数据的高桩码头结构受荷响应研究*

为完善高桩码头结构在实际复杂运营环境中的受荷响应研究,基于某高桩码头现场监测数据,结合船讯网、现场监控以及监测系统多方位信息融合技术,对高桩码头结构的受荷响应进行分析。结果表明,多方位信息融合技术能够高效准确地判断并识别船舶靠泊监测节点,靠船撞击力较为符合右偏的对数正态分布;PHC管桩应力响应受码头上部岸桥荷载影响明显,同时地基土体约束使泥面下方桩基的应力响应相较于上方桩基出现滞后现象;岸桥移动过程中横纵梁应力监测数据变化明显,且对岸桥荷载作用位置较为敏感。     

游艇码头定位桩计算的初步探讨

游艇码头设计中,需要在选取合理的荷载组合的基础上,对浮桥以及靠泊游艇受风、水流和波浪作用产生的水平力进行计算,得到作用在定位桩上的水平荷载。通过定位桩的水平荷载确定定位桩的桩径及桩间距。