内河架空直立式框架码头的力学性能评价

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。     

有斜桩和无斜桩高桩码头地震反应的非线性有限元分析

为清楚了解斜桩在地震中的性能,采用非线性有限元软件ABAQUS对全直桩码头和斜桩码头分别进行了弹塑性时程分析.全直桩码头为全部采用直桩的码头,有斜桩码头分2种情况,一种是1根直桩顶部另设置1对斜桩,其余直桩全部与全直桩码头相同,另一种是将直桩截面尺寸和配筋减小后设置1对斜桩使其荷载-变形特性与全直桩码头相近.研究表明,有斜桩码头的刚度较大,水平位移、直桩桩端弯矩和水平力均较小,但残余位移较大.当地震作用较强时,由于斜桩变形能力较差,混凝土容易压碎,丧失水平承载力.计算分析也同时表明,近陆侧直桩比斜桩承受更大的地震弯矩和水平侧向力.     

国内外高桩码头抗震性能和设计方法研究进展Ⅲ:斜桩和桩-上部结构连接的抗震性能

通过对高桩码头震害的分析,弄清了高桩码头破坏的主要原因。在此基础上,从高桩码头抗震设计方法、桩-土相互作用、斜桩和桩-上部结构连接的抗震性能等方面,介绍了国内外高桩码头抗震研究的进展,总结了这些研究成果在高桩码头抗震设计规范中的应用,指出了高桩码头抗震性能研究的不足及需要深入研究的问题,并就如何吸收国外高桩码头抗震的研究成果及修订抗震设计规范提出了建议。本文为系列论文第3部分,主要论述了斜桩和桩-上部结构连接的抗震性能。研究表明,斜桩的抗震性能存在较大争议,国外在桩-上部结构连接形式及隔震技术方面进行了大量理论和试验研究并在码头抗震设计中得到应用,我国在斜桩使用和桩-上部结构连接等方面还需要继续深入研究。     

大型结构应变模态分析软件的应用研究

尝试用时域应变模态参数识别法对大型结构系统进行试验研究，研制了大型结构系统应变模态分析软件，利用这一件对港口门座起重机象鼻染结构的模态参数（包括固有频率、模态阻尼比及模态振型）进行了有效的识别，从而探索出一种适用于大型结构系统应变模态参数识别的行之有效的方法。     

高桩码头抗震性能的pushover分析

阐述了pushover分析的基本原理.在所采用的分析桩滞回特性的基础上,得出等效阻尼比与延性系数的关系,根据中的反应谱,提出评价高桩码头抗震性能的pushover分析方法,通过迭代计算确定高桩码头结构的目标位移需求.与收集的国内外16个不同地震记录波时程分析结果的比较表明,pushover方法分析所得目标位移需求结果与时程分析的平均计算结果十分接近,证明pushover方法可用于实际工程高桩码头抗震性能的分析和评估.     

桩基码头空间结构的内力计算与分析

根据桩基码头的结构特点 ,采用空间刚架单元、板单元和桩基单元及其组合模拟码头结构空间受力状态 ,用研制的空间结构内力分析计算程序 ,对南京港某码头进行结构计算 ,并将空间结构的计算结果与平面情况的计算结果进行比较 .分析结果表明 :用空间刚架单元、板单元和桩基单元模拟码头各构件 ,对码头进行空间结构分析是适宜的 ;空间结构的计算结果较平面结构计算结果能更好地反映桩基码头的空间效应和简化计算带来的误差 .     

汽车荷载作用下高桩码头平台横梁结构响应试验

为加强港口码头安全管理,保证港口码头结构正常运行,通过现场调查观测出高桩码头平台桩基、横梁、帽梁和面板的受损情况。针对码头后平台横梁进行现场载荷试验,测试出后平台横梁在汽车荷载作用下的应变、挠度和裂缝宽度变化等行为,检验码头后平台横梁的抗弯和抗剪承载力是否满足设计要求。结果表明,试验过程中在汽车荷载作用下码头后平台横梁近支座截面最大应变、跨中最大挠度、裂缝宽度变化均在正常范围内,码头平台结构安全性和使用性均满足设计要求。     

内河锚泊浮式码头水动力性能分析

近年来内河水路运输飞速发展,浮式码头以其自身优势多运用于潮差较大的河段,由于浮式结构受风浪等环境因素影响较大,故对其水动力性能的研究至关重要。应用基于三维势流理论的水动力分析软件ANSYS/Workbench/AQWA建立浮式码头数值仿真计算模型,对浮式码头分别进行了频域分析和时域分析,考虑JONSWAP波浪谱与API风谱联合作用下浮式码头的运动响应,研究了不同的码头宽度和吃水深度对其水动力性能的影响。分析研究结果表明,浮式码头固有周期大约为3~8 s,设计时需注意避免固有周期与波浪遭遇周期接近,以免发生共振;浮式码头在高频区域内稳定性较好,但耐波性较差;适当增加浮式码头宽度、减小吃水深度可以减小其运动响应幅值,研究结果可为锚泊浮式码头的设计提供理论参考。     

南水北调丹江口加高工程施工栈桥结构模态分析

振动模态分析是桥梁结构设计的重要步骤。利用大型有限元软件ANSYS,对南水北调丹江口大坝加高工程38号-25号坝后架设的临时施工运输栈桥结构进行模态分析,计算了栈桥结构的前八阶固有频率与主振型。研究认为,当受到外部激励的频率与固有频率接近时,有可能产生共振,从而严重损害栈桥结构;栈桥第4、5、6、8跨是其薄弱环节,使用过程中应避免同频率的车辆在上面停留。研究结果为栈桥结构的动力学设计提供了重要依据,也可为其他同类型的结构设计提供参考。     

三桩基础海上风力发电结构的模态分析

用ANSYS软件建立了考虑土-结构相互作用的海上风力发电结构有限元模型,进行模态分析得到了结构的固有频率和振型;通过与基础刚性假定的情况比较,结果表明土-结构相互作用对海上风力发电结构自振特性的影响比较显著.     

高架渡槽跨下公路行驶车辆动力系统响应的数值分析

本文将渡槽及其跨下公路上高速行驶重型车辆作为动力系统，建立了车辆-路基-渡槽结构系统的动力有限元模型。该模型考虑了跨下高速行驶重型车辆对渡槽的动力作用，采用黏弹性边界作为路基有限域的人工边界，并采用“移动确定荷载法”模拟行驶车辆对路面的作用。首先采用该数值模型模拟在设定现场测试工况下重型车辆以特定速度行进所产生的动力响应，得到了与现场实测数据基本一致的计算结果，从而验证了所提出的计算模型的正确性和有效性。在此基础上，数值模拟了在公路上正常工况和可能发生的极端工况的车辆行驶过程。数值分析显示，渡槽跨下公路上高速行驶重型车辆不会影响其上方渡槽结构的安全。     

波浪荷载作用下滩海人工岛工程稳定性评价

波浪荷载是海洋地基土受到的最频繁和最严峻的周期性动荷载。通常坐落在软土地基上的海工结构物的破坏并不是由于其结构本身的破坏,而是由于在波浪等往复荷载的作用,土层受到扰动,承载力降低,致使地基沉降过大,从而导致构筑物失稳。以滩海人工岛构筑物为例,依据前人研究成果,并结合研究区域实际情况,根据三个特征水位(设计高水位、设计低水位及百年一遇高潮位),选取不同强度折减系数来考虑波浪荷载对海床的不同弱化程度。文中建立人工岛评价模型,采用有限单元法,分析了不同水位及对应的波浪荷载作用下的人工岛稳定性现状、竖向位移和水平位移。结果表明考虑波浪荷载作用时,人工岛的稳定性系数大幅降低;而在设计低水位条件下,当波浪弱化作用导致折减后的海床强度为40%时,人工岛稳定性系数为1.064,接近临界失稳状态。     

基于调度线的水库多目标可供水量计算方法与应用

针对我国水源工程功能转换这一趋势,提出以水库供水调度线为控制,采用长系列等流量调节计算,建立以满足不同用户保证率为目标的可供水量计算分析方法。以三亚市赤田水库为例,通过长系列操作计算,确定同时满足生态环境需水、城镇供水、农业灌溉等多目标多保证率要求的水库最大可供水量,并分析城镇可供水量与用户保证率的变化关系和水源功能变化对设计供水能力的影响。该方法具有一定实用性和通用性,可为水库可供水量的计算提供参考。     

复杂加载条件对高面板堆石坝力学行为的影响

针对高面板堆石坝因采用坝体分区填筑和面板分期浇筑互相交错的复杂施工方式使得高面板坝呈现出复杂的力学行为这一问题,借助某拟建高面板堆石坝,采用三维非线性有限元法对其进行复杂加载条件下的结构仿真分析。结果表明:复杂加载条件下坝体应力变形等力学行为均在合理范围之内,但坝体沉降极值较大坝全断面施工时有约12%的减小量;分二期浇筑的面板在竣工期下部一期面板凸向上游,容易引起脱空现象,需引起注意。     

南京港锚地疏浚对河势及防洪影响分析

南京港栖霞油轮锚地位于南京河段龙潭水道拐头至兴隆洲之间的浅滩区.随着国民经济的发展,港口运量也不断增长,停泊南京港栖霞油轮锚地的船只数量、吨位不断提高.为了适应大型船舶的停泊需要,须对南京港栖霞油轮锚地进行疏浚.根据多年来的实测资料,对拟疏浚区所在龙潭水道进行了河势演变分析,在河势可行性分析的基础上,结合水文及水流动力条件,分析了南京港栖霞油轮锚地疏浚对长江河势及防洪的影响.研究表明:在加强施工监控措施的条件下,若疏浚的深度严格控制在2 m以内,对岸坡比的影响不大;疏浚对常年河床的冲淤影响不大;疏浚工程的实施不会影响岸坡的稳定,从而不会影响到长江堤防的安全,对长江防洪基本没有影响.     

岩锚吊车梁轮压效应的三维有限元数值分析

结合实际工程，应用三维非线性有限元法，全面考虑混凝土、围岩和锚杆三者变形对岩锚吊车梁受力状况的影响，计算分析了岩锚吊车梁在运行期轮压作用下的工作性态和稳定性，并分析了用有限元法与刚体力系平衡法计算岩锚吊车梁的差异，并指出了岩锚吊车在设计、施工中的注意事项．有限元数值分析表明，在设计最大轮压作用下岩锚吊车梁的锚杆应力较小，主要分布在梁壁接触面附近；围岩变形很小，吊车梁素混凝土局部最大拉应力为1．04MPa，梁壁接触面最大开度为0．023mm，整体稳定性具有足够的安全储备。     

植树护岸对河道水流影响的数值模拟

利用局部精细模拟的二维有限元数学模型对植树护岸条件下河道的水流特性进行模拟分析,结果表明:局部精细模拟更能有效考虑形状阻力,真实反映树干对流场的影响,植树后,植树区域的流场产生旋涡,并在局部地区产生滞水区,滩地的过流能力减小,主槽的流速增加,过流能力加大,并且对水位的影响小。数学模型的计算结果与实验所观测的变化规律相一致。     

灰关联分析方法在河道水质评价中的应用研究

本文在详细介绍水环境水质灰关联评价分析方法的基础上,对珠江流域支流邕江南宁市河段进行了水质评价.根据2004年与2005年邕江南宁市河段水质灰关联计算结果,该河段水体质量总体较好,但由于水文情势以及沿江工农业发展等原因,年内各月水质相差较为明显,2004年和2005年各月属于Ⅰ级水质的关联度分别为0.772 0～0.914 5和0.797 5～0.964 5.     

不同堆煤工况下的落煤塔结构静力特性研究

针对GB50583-2010国标出台之前,落煤塔结构的布置规则、设计标准无参考依据可循以及结构的赋存条件在时空域的复杂多变性等因素,从而导致结构的设计施工通常以工程经验值为参考、常规理论计算无法反映结构真实受力状态等现象。本文以山西阳泉某矿3#落煤塔为工程背景,利用ANSYS软件对结构在25.0 m最大堆煤高度下360°、270°、180°、90°扇形堆煤角和无堆煤的5种作用荷载工况进行了有限元计算,通过对结构的径向位移和应力等参数的对比分析,得出了静力特性的变化规律、最不利荷载工况、最大应力区域、皮带机水平拉力导致结构产生最大位移等重要结论,希望对该结构的理论研究和工程设计工作起到理论指导作用。     

黑河大坝应力变形及上游坝坡稳定有限元分析

基于邓肯E-B模型对黑河水库大坝的应力变形进行了非线性有限元分析，并结合坝体有限元应力计算结果对上游坝坡的稳定性进行了分析。通过与实际观测成果的比较，说明其分析方法合理，计算结果接近实际。