大水位差架空直立式码头平面框架结构水平承载力分析

大水位差架空直立式码头是出现在长江上游内河地区的一种新型码头结构型式。对该种码头的结构特点、结构型式及其适应性进行归纳,并对码头的桩基、上部结构及接岸结构等的设计和计算要点进行点评。

以重庆港寸滩码头三期工程的为依托,基于大涡模拟理论,应用有限元软件fluent模拟高雷诺数条件下的三维流场,得出超临界状态下串联桩上的水流速度和压强,探讨码头结构各排架桩上的阻力系数、水流压强衰减、消能等相关规律,为三峡库区大水位差架空直立式码头在结构设计时考虑水流力的影响提供参考。

根据规范方法并结合工程实际和内河大水位差码头关键技术问题,依托大量的数值计算,对内河大水位差架空直立式码头在各种荷载组合下的灾害进行了预测。利用arcview将预测结果与地理信息系统有效地结合起来,建立了内河大水位差架空直立式码头灾害预测与管理系统,实现了港口安全评估的动态化管理。通过对系统测试数据的评估,可以有效提高码头的装卸效率,实时评估码头的安全性能。

本文针对目前码头平面设计方法的不足,采用有限元方法,对重庆市某内河架空直立式框架码头进行模拟,分析探讨了不同工况下码头的变形和各主要构件的力学性能。研究表明:此结构整体性很好,但工程设计偏于保守,可适当加大桩径、桩间距及排架间距,以减少工程投资,同时可以减小结构对水流的影响,为码头结构型式的优化设计提供了参考依据。

采用响应面数值模拟技术在设计验算点处拟合了代替真实极限状态曲面的响应面函数,并在此基础上运用一次二阶矩法编写matlab程序对架空直立式码头桩基进行了可靠度分析求解。验证了基于响应面对大型结构可靠度求解的可行性。

以在建的重庆市两江新区果园枢纽港二期工程为例,采用有限元法对内河大水位差架空直立式框架码头单排架结构进行了受力分析。探讨了不同荷载组合下的最不利受力构件。按照恒载参与每种作用效应组合,活载按结构实际可能出现的受力情况进行组合分析的思路,对结构自重、面板自重、堆货荷载、岸吊荷载和船舶撞击力等荷载进行组合,共设计了32种荷载组合。采用有限元法计算分析每种组合下的排架结构各构件的内力,在32种荷载组合结果中搜索各构件的最大(小)内力值,从而确定在32种荷载组合下的最不利受力构件,并得到了控制结构构件内力的21种最不利荷载组合。

通过对以往发生的高桩码头震害的类型及特点的分析,并结合接岸结构的常见病害及其对码头的不利影响,针对内河架空直立式码头接岸结构的选择进行探讨,提出一种比较合理的高桩码头接岸结构,以提高了高桩码头的抗震能力和适用能力,减少营运期间的维护费用.

文中详细阐述了结构优化理论的研究现状,分析了内河架空直立式码头结构优化研究与设计中存在的不足,并提出了今后的研究重点和发展方向,即内河架空直立式码头结构稳健性优化、全局多目标优化和一种适合内河架空直立式码头结构优化的优良算法——遗传算法的研究。

以三峡库区架空直立式码头大直径钢护筒嵌岩桩为切入点,主要针对受钢护筒影响下架空直立式码头嵌岩桩的受力性状作一综述.在阐明何为钢护筒嵌岩桩的基础上综述了钢护筒及钢护筒嵌岩桩的受力性状和嵌岩桩-土-岩的受力性状的研究现状,并从钢管混凝土桩(柱)与钢护筒嵌岩桩受力性状的区别、钢护筒与桩芯钢筋混凝土的联合受力和考虑重复荷载作用下钢护筒效应对嵌岩桩承载性能的影响3个方面探讨有待研究的方向,为进一步研究钢护筒嵌岩桩提供一些思路.

通过对以往发生的高桩码头震害的类型及特点的分析,并结合接岸结构的常见病害及其对码头的不利影响,针对内河架空直立式码头接岸结构的选择进行探讨,提出一种较合理的高桩码头接岸结构,以提高高桩码头的抗震能力和适用能力,减少营运期间的维护费用。

以三峡库区某架空直立式码头为例,采用基于有限元软件ansys的montecarlo法,对架空直立式码头桩基进行了灵敏度分析、散点图分析,并讨论了桩基在各种工况组合作用下的可靠指标.结果表明船舶撞击力对码头桩基的可靠度计算起着决定性作用,码头桩基可靠度指标基本满足规范要求,可靠指标计算方法和结果可为类似码头桩径优化设计提供参考.

平面框架结构耗能支撑的地震响应时程分析 作者：董作超，王洪岭，dongzuochao，wanghongling 作者单位：董作超,dongzuochao(江苏科技大学土木工程与建筑学院,江苏,镇江,212003:)，王洪岭 ,wanghongling(中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院,北京,100083) 刊名： 四川建筑科学研究 英文刊名：sichuanbuildingscience 年，卷(期)：2011,37(1) 参考文献(5条) 1.沈小璞;陈荣毅;陈道政基于状态空间理论的工程结构地震时程响应分析[期刊论文]-中国科学技术大学学报 2009(07) 2.巴斯kj;傅子智工程分析中的有限元法1991 3.周学军;陈鲁;曲慧多、高层钢结构支撑的布置方式对框架侧移刚度的影响[期刊论文]-钢结构2003(04) 4.彭观寿;

建立局部火灾下3层3跨钢管混凝土、型钢混凝土、钢筋混凝土平面框架火灾下温度场和力学性能分析的有限元模型。在此基础上,研究了三种平面框架结构的耐火极限状态、不同受火工况和梁荷载水平条件下框架结构的变形和破坏规律、受火梁的内力状态以及结构耐火极限的规律,并对三种平面框架的耐火性能进行了比较。

从三峡库区变动回水区特殊的地形地质及水文条件出发,以寸滩港三期拟建工程为实例,通过对结构形式特点比较、施工方法论述及合理施工水位确定等要素的分析,对架空直立式码头结构进行排架跨度、基桩桩径优化设计,提出了适应于三峡库区变动回水区的大桩径、大跨度架空直立式码头结构形式,比传统的码头结构工程量减少、工程造价降低,并解决了三峡成库后低水位施工期短的难题。此研究成果可为库区码头建设提供良好的技术支持,具有一定的参考价值。

以重庆某平面布置为"l型"的内河框架直立式码头为依托,采用midas建立空间刚架模型并进行模态分析,提取关键模态分析结构的振型特点。初步探讨其动力特性,为结构设计、振动故障诊断以及结构动态特性的优化设计提供依据。

针对目前内河大水位差框架码头结构在设计和计算时没有考虑结构在建造过程中的受力特性,建立三维有限元数学模型,对结构的施工过程进行可视化仿真分析,并与传统采用结构一次成型、一次加载的计算模型进行比较。结果表明:这两种方法对结构的位移差异影响有随结构层数的增加而加大的趋势,而内力除底层前撑外,对其它构件影响不大。设计人员应当考虑施工过程对大水位差框架码头结构的影响。

利用有限元法对性质复杂的混凝土结构——架空直立式码头进行塑性破坏分析,其中包括根据室内模型试验得到的混凝土参数,利用有限元软件进行数值模拟分析;结合重庆市寸滩码头模型试验资料,对数值模拟结果进行对比分析。结果表明:码头结构在受到顶层撞击力后最先破坏的是结构底层的联系梁;随着撞击荷载的增大,结构上部的纵撑、横撑两端均出现不同程度的开裂区,但整个结构未出现较大位移,表明此种结构具有较强的塑性变形能力,符合框架结构的设计原则,与试验数据比较吻合。

根据动力时程分析法基本理论,利用ansysworkbench有限元软件分别建立新型架空直立式码头结构和传统架空直立式码头结构有限元模型进行数值模拟分析,得出两种结构型式码头面板和桩的应力、位移的时程响应结果。最后,通过对两者的结果进行分析对比,初步探讨和评估新型码头结构的抗震性能。

利用有限元法对内河架空直立式集装箱码头结构进行了计算分析,采用有限元法建立了3种不同的有限元模型(平面刚架模型、不考虑面板刚度的空间刚架模型、考虑面板刚度的空间刚架模型),分别对内河架空直立式集装箱码头结构进行了静力计算和比较分析。分析表明,考虑面板刚度的空间刚架模型是适合内河大水位差架空直立式码头结构的计算模型。

采用有限元法,分别建立桩-土-码头结构模型、地基刚性假定的码头模型和工程计算简化的码头模型。通过模态分析和动力时程分析,得出3种码头模型的基频和水平位移最大值,以及码头立柱内力的最大响应值。研究表明:与地基刚性假定模型相比,由桩-土-码头结构模型所得的结构基频、水平位移最大值、立柱的剪力和弯矩值将会减小,轴力值基本不受影响;与工程计算简化模型相比,结构的基频、立柱的剪力和弯矩值将增大,但是水平位移最大值将减小,轴力值基本不变。

11#楼1~21轴验算桩基水平承载力 水平位移允许值10mm0a，桩的换算深度0.4h，桩与承台连接按铰接 1)计算桩水平变形系数 地基土水平抗力系数的比例系数m=8.0mn/4m 5/0eimb(5.7.5) bo=0.9(1.5x0.8+0.5)=1.53m 085.0ieeic=4.69x10 5knm4 得=0.48 2)计算桩水平承载力特征值rha 取vx=2.441 rha=0.753eia0/vx(5.7.2-2) =0.75x0.483x4.69x105x0.01/2.441 =159.4kn 3）结果验算 查电算信息风荷载作用下基底剪力为vx=2247kn,vy=3945kn,地震作用 下基底剪力为vx=1126kn,vy=1084kn.故由风荷载作用下控制。该部分桩总 桩数为76

嵌岩桩水平承载力试验研究