新型桶式基础结构防波堤主要施工技术

连云港徐圩港区防波堤直立段设计创新地采用了新型桶式基础结构——单桶多仓结构。通过对浮游稳定、无底模板工艺、桶体场内搬运、气浮负压下沉工艺的运用及自动化控制系统的研发,形成了成套施工技术。介绍该技术的应用,为该结构的推广应用提供技术支持。     

桶式防波堤离心模型试验

桶式基础防波堤结构在淤泥质海岸工程中的应用逐渐引起关注,但单桶多隔舱桶式基础结构的稳定性问题尚未得到解决。结合连云港防波堤工程,通过离心模型试验探讨波浪荷载作用下桶式基础防波堤结构的稳定性问题。采用拟静力和循环往复作用力两种方式模拟波浪荷载作用,分析试验结果,得出桶式基础防波堤结构在各个阶段中的变形稳定性状和可能的破坏模式,为工程设计优化提供参考。     

防波堤箱筒型基础结构气浮拖运与负压下沉工艺

以天津港箱简型基础防波堤试验工程为例，介绍了防波堤箱简型基础新结构及基础结构气浮拖运和负压下沉的新工艺，实践证明：这种国内首次开发的新工艺，安全可靠，耗能少，操作简单，适用于淤泥质地质条件下的防波堤、导堤及护岸工程。     

徐圩防波堤工程桶式基础结构设计

桶式基础结构是一种新型防波堤结构,目前尚没有成熟的设计标准和施工工艺。结合连云港徐圩防波堤工程,介绍此结构的设计荷载工况、结构模型试验、有限元分析方法、配筋方法。通过对比土体-结构相互作用模型和简化独立桶体模型,说明两种分析方法的优劣。以实例对比说明中国规范和美国混凝土学会ACI 318规范关于双向板裂缝宽度的计算方法。     

徐圩防波堤工程桶式基础结构设计

桶式基础结构是一种新型防波堤结构,目前尚没有成熟的设计标准和施工工艺。结合连云港徐圩防波堤工程, 介绍此结构的设计荷载工况、结构模型试验、有限元分析方法、配筋方法。通过对比土体-结构相互作用模型和简化独立 桶体模型,说明两种分析方法的优劣。以实例对比说明中国规范和美国混凝土学会ACI 318规范关于双向板裂缝宽度的计算 方法。     

沉入式新型桶式防波堤抗倾滑移定性计算

作为一种轻型直壁式防波堤结构,在波浪荷载作用下,新型桶式防波堤抗滑移稳定性是这种桶式基础结构稳定性计算的重要部分,由于这种桶体结构的复杂性,规范中尚未提出针对这种新型结构的抗滑稳定性计算方法。假设沉入较深土层的桶式防波堤极限状态下的抗滑稳定性主要由桶壁土压力、桶底土剪力、桶土自重维持,桶与土体看作一个整体,其工作原理与重力式挡土墙类似,在波浪荷载作用下桶体绕转动中心转动,陆侧桶壁为被动区域,海侧桶壁为主动区域。假定极限状态下桶体两端顶部分别达到被动土压力状态、主动土压力状态,同时在桶体底部土体剪力也达到极限状态。基于上述假设,通过解析的方式,建立了考虑桶体转动影响的三维桶式防波堤抗滑稳定性计算方法。     

水平荷载作用下桶式基础结构稳定性研究

桶式基础防波堤结构应用于深厚软土沿海工程中的实例越来越多,但单桶多隔舱桶式基础结构的稳定性问题尚未得到解决。通过物理模型试验和数值模拟相结合的方法,探讨了桶式基础防波堤的稳定性问题,通过物理模型试验验证数值模型中的土体参数,再通过数值模型研究土体参数对结构承载力和位移的影响规律,以及结构埋深对结构承载力和位移的影响规律;数值模型的计算结果表明,淤泥的弹性模量对位移起到控制作用,特别是对低弹性模量的土体,影响更为敏感;对于承载力,淤泥摩擦角和黏聚力都有着显著影响,增大摩擦角和黏聚力对结构承载力的提高有显著作用。通过变化桶式基础的埋深,发现桶式基础底面达到承载力高的土层表面,对提高承载力有显著效果。研究成果可为工程设计和优化提供参考。     

桶式基础防波堤结构设计与施工BIM应用

针对桶式基础结构设计与施工数字一体化的问题,开展BIM技术在桶式结构设计与施工中的应用研究。以连云港徐圩港区4区围堤工程为背景,结合桶式基础结构设计规范,依托BIM技术,将桶式结构防波堤设计与结构计算相结合,给出了桶式结构族库构建和桶体结构BIM设计及扩展应用方法。基于该方法,开发了桶式基础结构BIM设计计算一体化软件,提出基于BIM设计成果的设计与施工衔接交互方法以及桶式基础结构施工安装监测可视化方法。提高了桶式基础防波堤结构设计与施工的质量和效率,为新型装配式桶式基础结构的推广奠定了基础。     

桶式基础结构土压力分布规律

桶式基础结构是一种轻型结构,适用于承载力低的淤泥质地基,其稳定计算依靠桶体与土共同作用抵抗外荷载,因此土压力是桶式基础结构稳定计算的核心内容,其分布规律和大小对计算结果起到控制作用。通过模型试验结果验证了有限元模型参数取值的合理性,从而采用有限元数值模拟的方法,探讨了波浪荷载和回填荷载作用下,不同土层产生的主被动土压力分布规律,得到位移形式对土压力大小的影响、不同土层之间相互作用引起土压力分布形态的变化、理论公式的修正系数以及施工顺序对土压力分布形态的影响。研究成果明确了不同荷载作用和土层分布对土压力的影响规律,修正了主被动土压力的传统计算公式,为桶式基础结构稳定计算奠定了一定的基础。     

宽肩台防波堤稳定性研究

通过对宽肩台式防波堤的机理分析,并结合水工物理模型试验的研究,详细阐述并归纳了块石级配、肩台宽度随波浪变化的规律性;对宽肩台式斜坡堤的稳定性开展研究,寻求稳定的最终断面结构形式,取得初步成果。研究成果将为今后宽肩台式防波堤合理设计及计算提供可靠技术支持。     

董家口防波堤结构设计创新与研究

在青岛港董家口港区防波堤设计中,成功应用了深水窄体防波堤结构,在挡浪墙断面形式、挡浪墙材料、护面块体设计等方面均具有创新性,具有良好的推广应用前景。同时依托本项目,对防波堤挡浪墙设计理论进行了深入研究。     

波浪荷载作用下防波堤地基软化特性的试验研究

长江口防波堤在建造期间遭到了强热带风暴的袭击,致使一部分沉箱结构或沉入土中1~5 m,或偏移初始位置20m。本文通过动三轴试验模拟了波浪荷载作用下地基的变化情况,试验结果显示,沉箱的过度沉陷和侧移是由于强风暴使得软粘土强度弱化所引起的。根据试验结果,提出了竖向排水联合堆载预压的方法来加固软土地基,为证明该方法的有效性,在加固的软土地基上对防波堤进行了重建。重建后经历几次强风暴该防波堤无损坏迹象。     

嵌固力作用下砌石护面的稳定性

针对砌石护面的稳定性问题,在前人研究的基础上,进行了砌石护面理论分析以及现场试验研究.考虑块石间的嵌固力对块石进行受力分析,统计分析利用半灌混凝土的护面结构开展的现场试验破坏情况,得出砌石护面的抗风浪能力与块石厚度成正比、与块石外表面成反比、与块石间的嵌固力成正比.因此在进行相关实际工程设计施工时,采取合适的理砌及浇筑方式,能够明显提高护面结构的稳定性.     

岩体原位测试中反力对试验影响程度的理论模型

“锚杆-钢梁”组合系统是目前岩体原位测试中经常采用的一种反力施加方法,而锚杆对岩体的反力作用将会导致试验点的变形量测精度产生一定程度的偏差。通过建立锚杆对试验岩体反力作用的理论模型,导出由锚杆反力所导致 的试验点变形量的理论公式,与试验点理论变形量的公式相比对,给出了锚杆反力对试验点影响程度的计算公式。结合现场实际测试情况,根据某Ⅱ类岩体的力学参数值,分别计算出试验点的理论变形量及反力导致的变形量。结果表明：对该Ⅱ类岩体,反力导致的变形量约占理论变形量的0.035%,为提高测试结果的精确性提供了理论依据。     

适于水下爆炸的动态稳定性判别准则研究

通过对水下爆炸载荷的分析和已有动态稳定性判别准则的对比,提出适合于水下爆炸的动态稳定性判别准则:基丁药量的B-R准则、基于爆距的B-R准则和基于新型冲击因子的B-R准则.利用该准则计算了某型舰在水下爆炸中舱壁结构的动态稳定性.计算发现气泡脉动载荷在舱壁动稳性中是不可忽视的,且水下爆炸中结构的稳定性分为3个阶段.     

桩板结构加固病害库岸挡墙稳定性研究*

采用Plaxis有限元分析软件,研究桩板结构加固病害库岸挡墙的稳定性,并定量分析了库岸挡墙整体稳定安全系数随水位的变化规律。结果表明采用桩板结构加固病害库岸挡墙能有效控制墙体变形,显著提高稳定安全系数。库岸挡墙的整体稳定安全系数并不随水位的升高一直降低,而是呈显著的下凹型,即在设计低水位和设计高水位间存在一个最不利水位,可以通过有限元方法进行搜索。该方法克服了因水位选择不当而错误确定挡墙最小安全系数的缺点,建议在重要水工结构计算中推广使用。     

Study on a new method for installing a monopile and a fully integrated offshore wind turbine structure

This paper presents a preliminary technical feasibility study on a new methodology proposed for installing a monopile-based bottom supported offshore wind turbine structure. The concept is developed to address the problem of “waiting for a suitable weather window” which is commonly faced by the existing installation methods that uses a typical jack-up platform. In the methodology, a floating vessel along with a floatable subsea structure fitted with a hull on the top, hereafter named SSIP (subsea structure for installing a pile), is proposed first to install a monopile. Then the same structure is used to carry an FIUS (fully integrated upper structure) of an offshore wind turbine, which is characterized by a telescopic tower, and install it over the monopile by using an FOP (float-over-pulling) arrangement. Here, the installation methodologies are first briefly described along with the critical load cases associated with them. These load cases are then numerically studied for a significant wave height (H_S) of 2.5 m, and the results are summarized. For installing a fully integrated offshore wind turbine upper structure on a monopile foundation by the FOP method, two installation schemes are presented, and their dynamic characteristics are compared. It is shown that the proposed methodologies have potential to provide installation solutions which can be environmentally more robust compared to the existing method for installing an offshore wind turbine.     

大圆筒人工岛围堰结构稳定性和筒底地基应力的有限元分析

通过三维弹塑性有限元分析结果得出考虑地基强度弱化效应时,沉入式大圆筒结构稳定性安全系数有所降低,但降低程度小于地基强度的弱化程度;施工期大圆筒围堰结构的变位模式主要为绕筒底附近某点发生转动变位,岛内侧的大圆筒底部地基应力大于岛外侧;正常使用期,结构的变位模式则主要为平动变位,岛内侧大圆筒底部地基应力也大于岛外侧,但地基应力分布相对比较均匀。     

内置式框架肋骨加强的长舱段舱段失稳临界压力理论计算方法研究

文章针对内置式框架肋骨加强的长舱段,推导了框架肋骨临界刚度的理论计算公式,给出了舱段框架肋骨临界刚度的计算方法;通过 ANSYS 有限元软件,比较分析了舱段失稳临界压力理论公式计算结果与有限元计算结果之间的误差,指出现行舱段失稳临界压力理论计算公式存在一定的适用范围;以舱段失稳压力有限元结果为修正基准值,引入修正系数 k 修正理论计算公式,以提高理论计算结果的准确性。