重力式沉箱码头沉降观测及分析预测

文章基于某新建集装箱重力式沉箱码头工程,在对码头各施工阶段的沉降进行分析的基础上,提出了进一步减少工后沉降的措施：在沉箱安装前对基床整平预留沉降、对沉箱安装后进行堆载预压、上部结构分层浇筑、面层预留沉降量和采用可调轨道柔性固定系统等;并结合沉降理论计算值和监测值的对比分析,提出了一种基于实测数据拟合对码头运营使用期沉降的预测方法。     

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。     

技术专利介绍

<正>专利名称:锚拉式重力式方块码头专利类型:实用新型专利号:ZL 2013 2 0168398.0专利权人:中交第一航务工程勘察设计院有限公司技术领域:本实用新型属港口或海岸工程建设中的一种重力式码头、重力式防波堤、护岸结构,特别是一种锚拉式重力式方块码头。专利摘要:本实用新型提供一种锚拉式重力式方块码头,该重力式码头包括有墙身、胸墙、基础、墙后     

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。     

重力式码头稳定性可靠指标简化计算方法

利用蒙特卡洛方法分析了影响方块、扶壁和重力沉箱式码头抗滑、抗倾稳定性可靠指标计算中作用效应与抗力变异性的主要因素,通过对蒙特卡洛模拟结果的回归分析,建立了重力式码头抗滑、抗倾稳定性可靠指标计算中作用效应与抗力变异系数与这些变量的关系,最后利用JC法计算的可靠指标进行校正,提出了方块、扶壁和沉箱式重力码头抗滑、抗倾稳定性可靠指标的简化计算公式。与分项系数法相比,在计算量增加不大的情况下,利用简化公式可求得重力式码头的抗滑、抗倾稳定性可靠指标。     

重力式码头稳定性可靠指标简化计算方法

利用蒙特卡洛方法分析了影响方块、扶壁和重力沉箱式码头抗滑、抗倾稳定性可靠指标计算中作用效应与抗力变异性的主要因素,通过对蒙特卡洛模拟结果的回归分析,建立了重力式码头抗滑、抗倾稳定性可靠指标计算中作用效应与抗力变异系数与这些变量的关系,最后利用JC法计算的可靠指标进行校正,提出了方块、扶壁和沉箱式重力码头抗滑、抗倾稳定性可靠指标的简化计算公式.与分项系数法相比,在计算量增加不大的情况下,利用简化公式可求得重力式码头的抗滑、抗倾稳定性可靠指标.     

大型重件码头墙身结构堆载预压效果分析

目前国内重力式沉箱结构码头一般采用基床夯实工艺对抛石基床进行夯实,沉箱安装完成后通过一段时间自然沉降,趋于稳定后才进行码头上部结构施工。厦门港招银港区10号泊位工程是典型的重力式沉箱结构码头,码头面设计堆货荷载为均布荷载100 kPa。由于工期要求紧,沉箱安装完成后即开始上部结构施工,为减少码头工后沉降,该工程特别对码头墙身上部结构区域进行了堆载预压处理。本文就以该工程为例,通过施工过程中沉降、位移观测数据,对其堆载预压后的效果进行分析。     

曹妃甸海事码头沉降计算分析

曹妃甸海事码头为3 000吨级重力式空心方块码头,地基土层主要是粉砂层和粉质黏土层,工程地质性质较好。利用分层总和法对码头沉降进行计算,并采用有限差分法进行数值模拟计算,通过合理选择关键参数(单向压缩经验系数和弹性模量)上述两种方法得出的计算结果与观测数据基本吻合,从而验证了两种计算方法在类似地质条件下的适用性。     

中英规范重力式方块码头抗倾抗滑对比分析

重力式码头稳定性的验证方法主要有:单一安全系数表达的极限状态设计方法;以概率论为基础,以分项系数表达的极限状态设计方法。《重力式码头设计与施工规范》(1987)和BS 6349(1988)均采用安全系数法;JTS167-2—2009《重力式码头设计与施工规范》和BS 6349(2010)均采用以概率论为基础,以分项系数表达的极限状态设计方法。重点对比分析中国与英国BS新、旧规范在抗滑、抗倾计算上的差异,结合现有重力式方块码头工程实例,根据其计算结果验证分析的准确性,供海外项目重力式方块结构设计参考。     

带卸荷板的方块码头墙身位移对墙后土压力的影响

土压力与挡土墙体的位移密切相关,现行规范中采用主动土压力理论计算带卸荷板的方块码头墙后土压力是不完全准确的。根据此类码头结构特点,对地基条件好、基床厚度薄的方块码头墙身位移特性进行论述,对规范方法提出修正意见。依托于某工程实例,采用数值分析方法对码头墙身位移和墙后土压力进行模拟,并与规范公式计算结果进行对比,得出墙底处修正系数可取1.84,卸荷板处可取1.34,可为类似特点的工程土压力计算提供参考。     

不均匀沉降影响下的方块码头胸墙内力有限元分析

针对方块码头普遍存在的不均匀沉降问题,进行不均匀沉降影响下的胸墙内力数值分析。通过有限元软件ANSYS的静力求解模块及接触分析方法,计算得出不均匀沉降影响后在自重及使用期荷载作用下的胸墙内力。结果表明,不均匀沉降影响后的方块码头胸墙内力将显著增加。因此,必须采取一些设计和施工的措施来减小不均匀沉降对方块码头胸墙的影响。     

堆载预压法加固吹填淤泥地基效果评价

介绍了堆载预压法在港口吹填淤泥地基加固中的运用,采用现场实测结果评价其加固效果;与此同时,采用单向分层总和法计算堆载后地基最终累积沉降和土体分层沉降,且用实测结果检验理论计算结果,探讨这种理论计算方法在吹填淤泥地基中的适用性。结果表明:堆载预压法加固吹填淤泥地基效果显著。经堆载预压处理后,土体物理力学性质和十字板剪切强度得到了很明显的改善和提高,地基承载力特征值能够满足设计要求;现场实测沉降结果与理论计算沉降结果几乎一致,验证了理论方法计算沉降的可靠性和准确性。     

重力式方块码头墙身结构最小宽度计算

针对水工结构设计人员如何快速获得重力式方块码头结构断面尺寸的问题,通过采用线性规划模型建立约束方程,在一定假设条件下编程求解得出墙身结构宽度与高度的最小比例系数,形成计算成果表,设计人员可根据工程实际情况,在计算成果表中对比关键变量数值查询,采用插值等方法得出最小比例系数,从而获得重力式方块码头墙身结构的最小宽度。结果表明,该方法能实现快速设计,有效提高工作效率。     

重力式方块码头的抗震动力性能分析

以抗震性能相对较差的带有卸荷板的重力式方块码头为研究对象,首先对其在静力荷载作用下的变形和等效应力及稳定性进行了初步分析,然后对其在规范拟静力地震作用下和基于动力时程的强震记录下的水平地震惯性力、水平和竖向变形、最大等效应力、抗滑移和抗倾覆稳定性进行了对比分析。结果表明强震作用下除了码头的抗倾覆和抗滑移验算外,对结构的水平残余变形和竖向沉降变形同样要给予密切的关注,按当前规范给出的标准进行抗震设计,罕遇地震下会存在一定的风险。     

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。     

抛石棱体分层强夯工艺在重力式码头施工中的应用

重力式码头前后轨道梁的沉降差异是港口建设的难题。前轨道梁作用在沉箱上,沉降量不大,沉降过程在施工期基本能够完成;后轨道梁一般作用在棱体上,考虑到沉箱的安全,一般不采取夯实处理措施,靠回填料自身密实,导致在使用期沉降量明显大于前轨,影响设备运行。若采取灌注桩基础,由于灌注桩需要穿透块石或开山石的棱体,给灌注桩施工带来很大难度。以国投曹妃甸煤码头续建工程为例,采用棱体陆上、水下多层强夯工艺,有效缓解了前后轨道梁沉降差异的问题,获得了良好的经济效益和社会效益,并为类似工程结构设计及施工提供参考依据。