软土地基上水闸结构优化分析

分析了软土地基上水闸结构优化的发展情况,并且从软土地基上水闸整体结构的优化设计的角度出发,以某水闸工程为例,进行了整体结构的优化方案设计,取得了良好的优化效果,能够为软土地基上水闸结构设计提供依据。     

船闸闸室结构刚性桩加固地基承载特性分析

结合东部沿海地区某刚性桩加固地基船闸工程,运用ANSYS软件分别模拟一体式和分开式桩基加固地基船闸闸室结构,接触面均采用库伦摩擦模型,对两种桩基加固地基闸室结构分别进行闸室底板沉降与地基沉降、桩身竖向应力、桩身水平位移以及桩土荷载承担比共4个方面的对比分析。研究表明:一体式桩基加固闸室结构在一定程度上有利于减小闸室整体沉降和地基沉降,素混凝土垫层起到一定的调节作用;一体式桩基加固闸室结构桩基承担的竖向荷载大于分开式,土承担的荷载比例小于分开式;两种结构桩身水平位移沿桩基入土深度的变化趋势一样;分开式桩基加固闸室结构在一定程度上有利于减小闸室底板弯矩。     

某船闸工程船闸闸室结构优化设计

船闸是通航建筑物的一种主要形式,它一般用于保证船舶安全过闸,因此,其结构设计的合理性就显得格外重要。以某船闸工程为例,利用Abaqus有限元软件对船闸闸室结构进行计算;讨论影响船闸闸室结构设计安全性、稳定性的关键因子,找出考虑这些关键因子的优化设计方法,并进行结构优化设计。     

某水闸闸室结构在不同工况下的三维有限元分析

为了解水闸在不同工况和约束条件下的位移、应力的大小及分布规律,本文以某水闸工程为例,采用ABAQUS三维有限元软件建立了水闸的数值模型,并对水闸闸室结构在不同工况下的位移和应力进行了模拟分析,为水闸结构优化提供科学依据,以期为今后类似水闸的建设提供有益借鉴。     

基于ANSYS零阶方法的海上风机单桩基础优化分析

采用ANSYS有限元软件模拟了某海上风机单桩基础,考虑风、波浪、海流等环境荷载的共同作用对风机基础进行了拟静力分析,基于ANSYS零阶优化方法对桩基尺寸进行了优化。在保证位移、应力及稳定性要求的前提下,减小了桩基壁厚,优化后使桩基的总体积减小了33.4%,达到了轻型化设计目的;结合优化过程中目标函数、设计变量和状态变量的变化规律,提出了桩顶位移是优化设计的主要限制条件,结构设计时可以考虑进行形状拓扑优化;在保证桩顶位移的情况下,可以适当减小桩基础某些地方的壁厚,使材料的强度得到充分的利用。     

强震区水闸地震反应三维非线性分析

文章结合地处强震区的大型水闸,运用有限元分析软件,建立闸室整体结构计算模型。采用振型分解反应谱法,计算出闸室结构在校核工况下的静动组合应力和应变,分析闸室结构各部位的应力变化规律及其自振特性,探讨地震作用对闸室整体结构的影响,为水闸的抗震设计提供参考。研究闸室上部的框架结构采用不同构筑材料时,闸室结构的内力和变形分布规律,并对两种方案的计算结果进行比较分析。结果表明,闸室上部框架结构采用轻质钢时,闸室结构受力状态明显改善。     

水闸地基整体结构有限元分析

本文分析了目前水闸结构计算中存在的问题,以开敞式水闸为例,建立了水闸整体三维有限元模型,静力分析时对地基按弹塑性材料进行模拟,分析了应力、变形的计算结果;还对考虑工作桥和不考虑工作桥影响的两个力学模型的计算结果进行了比较,使闸室结构计算能体现实际受力状态,为水闸设计提供更加科学的理论依据。     

水闸闸室结构设计的完善措施

防洪、灌溉、航运、排涝、发电等工作离不开水闸,因此水闸在水利工程中占有重要地位。本文从水闸的工作特点入手,探讨了建立水闸闸室段结构优化的设计变量、目标函数、约束条件,并用准则法对开敞式水闸闸室进行了优化,通过实例计算说明采用准则法对水闸闸室优化设计的意义。     

坞式船闸闸室结构受力性态有限元研究

本文依托嘉陵江红岩子电航枢纽工程船闸相关资料,在坞式闸室结构常规计算基础之上,利用APDL语言进行编程,在ANSYS平台上开发了坞式船闸闸室结构有限元计算模块,分析了闸室及地基的应力和位移特性,并与常规计算法进行了分析比较.建模过程和研究成果为ANSYS软件在水工结构工程中的若干应用起了抛砖引玉的作用.     

水平受荷桩非线性有限元分析

利用有限元分析软件PLAXIS对水平受荷桩进行了非线性有限元分析,并采用规范中的m法和NL法进行了计算.结果表明,3种方法计算的桩身位移与弯矩分布图形状相似,桩身位移与弯矩随桩顶水平力的增大而增加;水平力较小时,采用Plaxis计算出的桩身最大弯矩小于m法与NL法的计算结果,水平力较大时,桩上部范围内的土表现出较强的塑性状态,使桩身弯矩大于后两者的计算值.采用Plaxis可以很好地对水平受荷桩进行模拟,采用软件自带的Mohr-Coulomb模型可以很好地考虑桩周土的塑性,真实反映土的特性,且易于获取参数,可作为水平受荷桩分析的一种有力工具.     

倾斜桩在水平荷载作用下的受力特性研究

在某些工程中,桩基呈现一定的倾斜度比竖直桩更具有承载性。现利用ABAQUS有限元软件分别对竖直桩、倾斜度为2°、4°、6°、8°的桩基进行横向受力加载,模拟桩基的真实受力环境。对桩基受力时的桩顶水平位移、桩身整体侧向位移、桩身的弯矩及剪力进行分析,对比竖直桩和倾斜桩,分析倾斜桩的横向受力特性。     

简支预应力U型薄壳渡槽槽身整体结构优化

给出了简支预应力U型薄壳渡槽槽身整体结构优化设计的数学模型，推导了位移灵敏度和应力灵敏度的表达式。编制了以有限元程序ADINA为结构分析求解器的结构优化设计通用程序，并对简支预应力U型薄壳渡槽进行了槽身整体结构优化设计。结果显示本文方法是有效的。     

基于遗传算法的高桩码头新型分缝结构优化设计

针对高桩码头使用过程中分缝结构常出现裂缝甚至破损的问题,以浙江省某高桩码头作为研究对象,以ANSYS软件作为有限元分析工具,在施加位移约束的工况下,采用遗传算法对分缝结构的尺寸和形式进行优化设计,得到新型分缝结构的设计参数。经ANSYS建模并施加作用力荷载验证,结果表明:新型分缝结构具有缝齿和缝槽间相互作用力、弹塑性变形以及横向错动位移小的优点,能够有效保证码头分缝结构的安全。     

采用ANSYS分析斜顶桩驳岸结构的桩土相互作用

斜顶桩板桩驳岸结构是一种深水高桩码头接岸结构型式,驳岸结构与填土相互作用是一个被动桩与土相互作用问题。某深水港采用了斜顶桩驳岸结构,码头区为软土地基,土体的强度低、压缩性大,后方填土将作用于驳岸结构较大的土压力,其变形过程相当复杂。文章探讨了桩土相互作用的数值模拟方法,采用ANSYS有限元软件建立了驳岸结构与土相互作用的数值计算模型,并进行了填土过程的仿真分析,将侧向位移计算结果与原型观测值进行比较分析,在数值上和变化趋势上基本相似。     

新夏港双线船闸双排对拉板桩结构受力特性

为研究新夏港双线船闸闸室中隔墙双排对拉板桩结构的受力特性,利用ABAQUS有限元软件进行双闸室完整建模分析。采用修正剑桥模型模拟两侧闸室土体的同步开挖,对比分析施工期对拉板桩与单锚板桩的结构特性差异。运行期对双排板桩施加水压力,研究中隔墙整体变形特征、桩间土承载变形特性。结果表明:施工完建期,对拉板桩位移远小于单锚板桩,但两者变形相似,弯矩和土压力分布规律一致,且差值极小。运行期,宽矮的中隔墙在向低水侧闸室的侧向位移中,以剪切变形为主。板桩土压力增量与各自承受的净水压分布有关,还受上部连杆传力和低水侧横撑反力的影响。桩间土在传递、扩散侧向压力时,产生侧向压缩,并可分担中隔墙的大部分剪力。中隔墙弯矩主要由两道板桩分担。现有的双排板桩结构简化计算方法,尚无法反映桩间土抗剪的作用,值得进一步研究。     

大型深水板桩码头水平位移控制

针对传统板桩结构在大型码头应用中,尤其在大堆载、软土地基及深水环境下,呈现出水平位移过大的问题,采用PLAXIS 3D有限元软件进行模拟计算,分析造成板桩结构水平位移大的主要因素,制定有效的应对措施,并对比优化方案在不同水深环境下的水平位移。结果表明,在结构上采取卸荷措施、合理布置搅拌桩和旋喷桩、设置良好的排水通道、减轻后方回填料质量等4项具体措施使大型板桩码头位移得到有效控制,满足英标中的水平位移限值的要求,同时能带来相应的经济效益。     

PLAXIS在混凝土U形板桩护岸受力计算中的应用

利用岩土有限元软件PLAXIS对某钢筋混凝土U形板桩护岸模型进行非线性有限元分析,得出U型板桩的变形、板桩的弯矩和剪力分布,分析荷载作用下板桩墙的水平位移。并指出应用PLAXIS计算板桩结构时需注意的事项及土体参数选取,对实际工程计算具有指导意义。     

钢管板桩结构位移分析

钢管组合板桩结构作为一种新型板桩结构,在大型深水码头中应用在国内尚无工程实例。此种新型结构计算方法尚未成熟,在设计计算中采用规范简化方法无法对结构位移进行全面分析,有必要运用多种数模软件进行计算分析,同时结合施工的步骤,全面分析结构受力,为设计提供技术支撑。结合某20万DWT集装箱深水码头工程,利用Autodesk Robot、PLAXIS、ABAQUS等软件进行计算,得出一致结论:本工程设计施工工序合理,位移可控;大部分位移发生在施工期且位于桩顶,最大水平位移10 cm左右。该设计方法和结论为类似工程设计提供参考。     

大水平力作用下高桩墩台位移控制设计方案研究

巴基斯坦某工程引桥高桩墩台受波浪荷载较大,位移控制要求高。结合以往工程经验,对三种墩台基础结构设计方案进行比选。结合工程实例,利用大型有限元软件Robot Structural Analysis建立模型,对墩台整体位移进行详细分析。结果表明,连系梁结构型式可显著提升墩台整体刚度,降低墩台位移,减少工程造价,合理可靠。     

考虑相邻结构段作用的高桩码头设计方法

高桩码头有限元计算通常选取一个结构段进行分析计算,忽略结构段之间凹凸缝的传力作用,从而导致计算结果较保守,不利于当前环境下与国际咨询设计公司的竞争。基于SAP2000有限元计算软件,在计算模型中引入水平线性弹簧单元,模拟相邻结构端的凹凸缝的水平约束作用,并建立整体模型分析验证该弹簧单元的有效性。最后给出水平线性弹簧刚度随结构段数量增加而改变的曲线,为高桩码头计算提供参考。计算结果表明水平线性弹簧单元和实际整体模型的桩内力计算误差都在合理范围以内,验证了该方法有效性。引入等效侧向弹性用于高桩码头结构设计计算,给出一种优化的高桩结构设计方法。