內(nèi)河架空直立式框架碼頭的力學(xué)性能評價

文中詳細(xì)闡述了結(jié)構(gòu)優(yōu)化理論的研究現(xiàn)狀,分析了內(nèi)河架空直立式碼頭結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究與設(shè)計中存在的不足,并提出了今后的研究重點(diǎn)和發(fā)展方向,即內(nèi)河架空直立式碼頭結(jié)構(gòu)穩(wěn)健性優(yōu)化、全局多目標(biāo)優(yōu)化和一種適合內(nèi)河架空直立式碼頭結(jié)構(gòu)優(yōu)化的優(yōu)良算法——遺傳算法的研究。

根據(jù)規(guī)范方法并結(jié)合工程實(shí)際和內(nèi)河大水位差碼頭關(guān)鍵技術(shù)問題,依托大量的數(shù)值計算,對內(nèi)河大水位差架空直立式碼頭在各種荷載組合下的災(zāi)害進(jìn)行了預(yù)測。利用arcview將預(yù)測結(jié)果與地理信息系統(tǒng)有效地結(jié)合起來,建立了內(nèi)河大水位差架空直立式碼頭災(zāi)害預(yù)測與管理系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了港口安全評估的動態(tài)化管理。通過對系統(tǒng)測試數(shù)據(jù)的評估,可以有效提高碼頭的裝卸效率,實(shí)時評估碼頭的安全性能。

由于內(nèi)河架空直立式碼頭結(jié)構(gòu)復(fù)雜,不能采用一般的傳統(tǒng)計算方法進(jìn)行模態(tài)分析,而應(yīng)采用結(jié)構(gòu)專業(yè)軟件進(jìn)行分析。采用有限元法建立空間剛架模型,對內(nèi)河架空直立式集裝箱碼頭結(jié)構(gòu)進(jìn)行了模態(tài)分析,初步探討了內(nèi)河架空直立式碼頭結(jié)構(gòu)的動力特性,為合理結(jié)構(gòu)型式的研究提供了依據(jù)。

以三峽庫區(qū)架空直立式碼頭大直徑鋼護(hù)筒嵌巖樁為切入點(diǎn),主要針對受鋼護(hù)筒影響下架空直立式碼頭嵌巖樁的受力性狀作一綜述.在闡明何為鋼護(hù)筒嵌巖樁的基礎(chǔ)上綜述了鋼護(hù)筒及鋼護(hù)筒嵌巖樁的受力性狀和嵌巖樁-土-巖的受力性狀的研究現(xiàn)狀,并從鋼管混凝土樁(柱)與鋼護(hù)筒嵌巖樁受力性狀的區(qū)別、鋼護(hù)筒與樁芯鋼筋混凝土的聯(lián)合受力和考慮重復(fù)荷載作用下鋼護(hù)筒效應(yīng)對嵌巖樁承載性能的影響3個方面探討有待研究的方向,為進(jìn)一步研究鋼護(hù)筒嵌巖樁提供一些思路.

以重慶某平面布置為"l型"的內(nèi)河框架直立式碼頭為依托,采用midas建立空間剛架模型并進(jìn)行模態(tài)分析,提取關(guān)鍵模態(tài)分析結(jié)構(gòu)的振型特點(diǎn)。初步探討其動力特性,為結(jié)構(gòu)設(shè)計、振動故障診斷以及結(jié)構(gòu)動態(tài)特性的優(yōu)化設(shè)計提供依據(jù)。

利用有限元法對內(nèi)河架空直立式集裝箱碼頭結(jié)構(gòu)進(jìn)行了計算分析,采用有限元法建立了3種不同的有限元模型(平面剛架模型、不考慮面板剛度的空間剛架模型、考慮面板剛度的空間剛架模型),分別對內(nèi)河架空直立式集裝箱碼頭結(jié)構(gòu)進(jìn)行了靜力計算和比較分析。分析表明,考慮面板剛度的空間剛架模型是適合內(nèi)河大水位差架空直立式碼頭結(jié)構(gòu)的計算模型。

采用有限元法,分別建立樁-土-碼頭結(jié)構(gòu)模型、地基剛性假定的碼頭模型和工程計算簡化的碼頭模型。通過模態(tài)分析和動力時程分析,得出3種碼頭模型的基頻和水平位移最大值,以及碼頭立柱內(nèi)力的最大響應(yīng)值。研究表明:與地基剛性假定模型相比,由樁-土-碼頭結(jié)構(gòu)模型所得的結(jié)構(gòu)基頻、水平位移最大值、立柱的剪力和彎矩值將會減小,軸力值基本不受影響;與工程計算簡化模型相比,結(jié)構(gòu)的基頻、立柱的剪力和彎矩值將增大,但是水平位移最大值將減小,軸力值基本不變。

大水位差架空直立式碼頭是出現(xiàn)在長江上游內(nèi)河地區(qū)的一種新型碼頭結(jié)構(gòu)型式。對該種碼頭的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)型式及其適應(yīng)性進(jìn)行歸納,并對碼頭的樁基、上部結(jié)構(gòu)及接岸結(jié)構(gòu)等的設(shè)計和計算要點(diǎn)進(jìn)行點(diǎn)評。

以三峽庫區(qū)某架空直立式碼頭為例,采用基于有限元軟件ansys的montecarlo法,對架空直立式碼頭樁基進(jìn)行了靈敏度分析、散點(diǎn)圖分析,并討論了樁基在各種工況組合作用下的可靠指標(biāo).結(jié)果表明船舶撞擊力對碼頭樁基的可靠度計算起著決定性作用,碼頭樁基可靠度指標(biāo)基本滿足規(guī)范要求,可靠指標(biāo)計算方法和結(jié)果可為類似碼頭樁徑優(yōu)化設(shè)計提供參考.

采用響應(yīng)面數(shù)值模擬技術(shù)在設(shè)計驗(yàn)算點(diǎn)處擬合了代替真實(shí)極限狀態(tài)曲面的響應(yīng)面函數(shù),并在此基礎(chǔ)上運(yùn)用一次二階矩法編寫matlab程序?qū)芸罩绷⑹酱a頭樁基進(jìn)行了可靠度分析求解。驗(yàn)證了基于響應(yīng)面對大型結(jié)構(gòu)可靠度求解的可行性。

針對內(nèi)河高水位差架空直立式碼頭的結(jié)構(gòu)形式,對多種荷載下的結(jié)構(gòu)靜力非線性響應(yīng)做了數(shù)值分析,通過與室內(nèi)模型試驗(yàn)測試數(shù)據(jù)對比,驗(yàn)證了分析方法的可靠性。隨后對該類結(jié)構(gòu)進(jìn)行了大量的數(shù)值計算,得到了碼頭結(jié)構(gòu)和樁基在不同荷載下的力學(xué)響應(yīng)。分析結(jié)果表明:利用靜力非線性分析方法,能夠較好地分析結(jié)構(gòu)受力響應(yīng)的過程,同時還能發(fā)現(xiàn)其中的薄弱環(huán)節(jié);在結(jié)構(gòu)分析中計算各類截面塑性鉸的性能,很容易判斷構(gòu)件是否屈服或破壞;對于該類結(jié)構(gòu),在結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計時,宜分成樁1和其它樁兩類,通過優(yōu)化兩類樁之間的聯(lián)系方式使結(jié)構(gòu)受力更合理。

利用有限元法對性質(zhì)復(fù)雜的混凝土結(jié)構(gòu)——架空直立式碼頭進(jìn)行塑性破壞分析,其中包括根據(jù)室內(nèi)模型試驗(yàn)得到的混凝土參數(shù),利用有限元軟件進(jìn)行數(shù)值模擬分析;結(jié)合重慶市寸灘碼頭模型試驗(yàn)資料,對數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行對比分析。結(jié)果表明:碼頭結(jié)構(gòu)在受到頂層撞擊力后最先破壞的是結(jié)構(gòu)底層的聯(lián)系梁;隨著撞擊荷載的增大,結(jié)構(gòu)上部的縱撐、橫撐兩端均出現(xiàn)不同程度的開裂區(qū),但整個結(jié)構(gòu)未出現(xiàn)較大位移,表明此種結(jié)構(gòu)具有較強(qiáng)的塑性變形能力,符合框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計原則,與試驗(yàn)數(shù)據(jù)比較吻合。

重慶寸灘集裝箱碼頭為架空直立式高樁碼頭,架空平臺下部結(jié)構(gòu)為φ1300mm立柱和縱橫聯(lián)系撐,聯(lián)系撐采用鋼抱箍作為支撐點(diǎn)。本文以寸灘集裝箱碼頭為例,詳細(xì)介紹了鋼抱箍在直立式碼頭框架結(jié)構(gòu)施工中的應(yīng)用,該工藝成功地解決了不需液壓千斤頂而調(diào)節(jié)底模板高程的施工難點(diǎn),以期本文成果能為同類工程施工提供一定參考。

采用三維有限元數(shù)值分析方法,對大水位差架空直立式碼頭的力學(xué)特性展開了分析,得到了有限元簡化分析時的結(jié)構(gòu)內(nèi)力及其誤差,并在此基礎(chǔ)上對結(jié)構(gòu)的模態(tài)及其塑性破壞過程進(jìn)行了分析,得到了內(nèi)河架空直立式碼頭基礎(chǔ)與結(jié)構(gòu)共同作用的一些規(guī)律及其碼頭結(jié)構(gòu)的破壞模式。

結(jié)合三峽工程建成蓄水后庫區(qū)港口航道水域特點(diǎn)和地形特點(diǎn),充分考慮長江航運(yùn)發(fā)展、長江上游重慶航運(yùn)中心的建設(shè)等需求,以及碼頭建設(shè)對長江航運(yùn)通航條件、通航環(huán)境安全及行洪能力的影響,對各種適合集裝箱裝卸的碼頭結(jié)構(gòu)進(jìn)行了全面歸納、分析、篩選,提出了在長江上游30m以上大水位差條件下5種比較適合于集裝箱裝卸的碼頭結(jié)構(gòu)方案。

利用有限元法對內(nèi)河大水位差架空直立式集裝箱碼頭結(jié)構(gòu)進(jìn)行計算分析。采用等截面梁單元,按平面剛架建模分別對各控制工況進(jìn)行了比較計算和分析,并按空間剛架建模對計算結(jié)果進(jìn)行復(fù)核,計算結(jié)果可靠合理,為合理結(jié)構(gòu)型式的研究提供了依據(jù)。

從三峽庫區(qū)變動回水區(qū)特殊的地形地質(zhì)及水文條件出發(fā),以寸灘港三期擬建工程為實(shí)例,通過對結(jié)構(gòu)形式特點(diǎn)比較、施工方法論述及合理施工水位確定等要素的分析,對架空直立式碼頭結(jié)構(gòu)進(jìn)行排架跨度、基樁樁徑優(yōu)化設(shè)計,提出了適應(yīng)于三峽庫區(qū)變動回水區(qū)的大樁徑、大跨度架空直立式碼頭結(jié)構(gòu)形式,比傳統(tǒng)的碼頭結(jié)構(gòu)工程量減少、工程造價降低,并解決了三峽成庫后低水位施工期短的難題。此研究成果可為庫區(qū)碼頭建設(shè)提供良好的技術(shù)支持,具有一定的參考價值。

直立式加筋土擋墻力學(xué)特性分析——結(jié)合廣東河(源)龍(川)高速公路的加筋土擋墻試驗(yàn)，運(yùn)用非線性有限元法對加筋土擋墻的力學(xué)特性進(jìn)行數(shù)值分析，對直立式加筋土擋墻墻面變形、墻內(nèi)土壓力的分布規(guī)律進(jìn)行探討。

以重慶港寸灘碼頭三期工程的為依托,基于大渦模擬理論,應(yīng)用有限元軟件fluent模擬高雷諾數(shù)條件下的三維流場,得出超臨界狀態(tài)下串聯(lián)樁上的水流速度和壓強(qiáng),探討碼頭結(jié)構(gòu)各排架樁上的阻力系數(shù)、水流壓強(qiáng)衰減、消能等相關(guān)規(guī)律,為三峽庫區(qū)大水位差架空直立式碼頭在結(jié)構(gòu)設(shè)計時考慮水流力的影響提供參考。

采用ansys有限元軟件,對5種不同碼頭承臺寬度、5種不同樁直徑進(jìn)行數(shù)值分析,探討承臺寬度、樁直徑對架空直立式碼頭水平撞擊力分配系數(shù)的影響。結(jié)果表明,承臺寬度和樁直徑對排架分配系數(shù)有著不可忽視的影響,承臺寬度的增大有利于排架的均勻分配,樁直徑的增大不利于排架的均勻分配。為使結(jié)構(gòu)受力均勻,可適當(dāng)加大承臺寬度、減小樁直徑。同時對這兩個因素對水平撞擊力分配系數(shù)的影響進(jìn)行敏感性分析。

框架——核心筒結(jié)構(gòu)力學(xué)性能分析 作者：張曉峰，李力 作者單位：西南交通大學(xué)土木學(xué)院,四川成都,610031 刊名：四川建筑 英文刊名：sichuanarchitecture 年，卷(期)：2008,28(4) 參考文獻(xiàn)(2條) 1.阮永輝;呂西林帶水平加強(qiáng)層的超高層結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能分析[期刊論文]-結(jié)構(gòu)分析2000(04) 2.唐興榮特殊和復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計2006 本文讀者也讀過(10條) 1.劉瓊.趙娜.劉航圻.liuqiong.zhaona.liuhang-qi環(huán)帶位置對帶伸臂框筒結(jié)構(gòu)力學(xué)性能的影響[期刊論文]- 華中科技大學(xué)學(xué)報（城市科學(xué)版）2008,25(1) 2.劉喜平.liuxi-ping加強(qiáng)層的設(shè)置對超高層框筒結(jié)構(gòu)水平位移的影響[期刊論文]-華北科技學(xué)院學(xué)報2008,5(4) 3.劉斌.林建.

鋼框架腹板開孔力學(xué)性能研究（ppt）——本文章主要包括：　　鋼框架剛性連接節(jié)點(diǎn)的研究現(xiàn)狀　　鋼框架梁腹板開孔型連接節(jié)點(diǎn)的試驗(yàn)研究　　鋼框架梁腹板開孔型連接節(jié)點(diǎn)的有限元分析及對比　　腹板開孔型連接節(jié)點(diǎn)的單跨鋼框架結(jié)構(gòu)有限元分析　　結(jié)論及建議...