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。     

国内外高桩码头抗震性能和设计方法研究进展

通过对高桩码头震害的分析,阐明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,论述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。对国内如何吸收国外高桩码头抗震的研究成果及抗震设计规范的修订方向提出了建议。该系列论文分为3部分,此为第1部分,主要介绍了高桩码头的震害和破坏形式以及高桩码头的抗震设计方法。分析表明,基于位移的设计方法是国外高桩码头抗震设计的主要发展方向,我国应开展相关研究,将基于力的抗震设计规范修订为基于位移的抗震设计规范。     

考虑桩土相互作用的高桩码头非线性地震反应分析

采用有限元软件ABAQUS对高桩码头的地震反应进行了分析,考虑了桩-土动力相互作用、土体和桩板混凝土的动力非线性特征,分析了码头结构在不同地震作用影响下的相对位移、加速度、剪力和弯矩,确定了结构塑性铰出现的时刻和顺序,从而判明结构的屈服机制、薄弱环节以及可能的破坏类型,并在此基础上提出了设计建议.计算表明,桩的地震加速度响应随着高度的增加先增大后减小,桩身各点相对桩底的位移反应峰值从桩底到桩顶逐渐增大,桩身弯矩从桩底到岸坡面先增大后减小,在岸坡面以上,弯矩先减小后增大,最后在桩顶达到峰值,桩顶部的剪力最大.     

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.     

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.     

桩-土动力相互作用接触面研究综述

桩-土动力相互作用的问题是岩土工程、地震工程和结构工程的重要研究内容,其复杂性源于土动力性能和桩-土接触面的动力接触行为的复杂性,因而接触面的研究是桩-土动力相互作用的主要课题之一。回顾了接触面的研究历程和现状,介绍了接触面的变形机理和接触面数值计算方法,阐述了桩-土接触面分离和滑移的判断方法,并对今后的研究提出了几点看法。     

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。     

高桩码头钢管斜桩施工关键技术研究

随着码头建设朝着深水化、大型化方向发展,高桩码头因能较好地满足地质及水深要求,应用前景广泛。为解决高桩码头钢管斜桩施工问题,采用理论与实践相结合的方法,结合钢管桩在宏业货柜高桩码头工程中的成功应用实践,探索斜桩沉桩定位方法、斜桩嵌岩成孔方法以及斜桩浇筑方法。结果表明,该方法对覆盖层较薄和淤泥层以下直接到达强风化或中风化岩层的钢管嵌岩桩施工具有良好的适用性,可为同类工程施工提供借鉴。     

地震激励下桩-土-结构动力相互作用分析

该文采用连续统一体模型,假设桩-土-结构都为具有粘性阻尼的弹性体,将地震波简化为简谐SH波诱发的水平振动,用基岩运动输入下桩土相互作用的振动解来分析粘弹性半空间场地土的动力反应,并对地震激励下桩-土-结构耦合相互作用进行分析,可为高层建筑和桥梁抗震抗风设计以及地震灾害分析提供理论和实际的参考依据.     

天津港高桩码头桩基—岸坡土体相互作用的数值分析

本文以天津港高桩码头14#泊位的特定地层条件、土性参数、桩基结构体系为对象，对天津港高桩码头桩基结构—岸坡土体相互作用的平面应变问题，进行了较逼近问题原型的FEM数值分析。本文的桩基—岸坡土体相互作用数值模型具有以下特点：(1)桩体结构由一般梁杆单元的两个端点加上桩身周边有限的网格节点的广义位移法来描述；(2)采用梁端、桩端节点线位移间的主-从位移约束关系处理结构构件间的搭接关系；(3)所采用的土本构模型认真地考虑了土力学中分级加载的应力历史问题。方法能很好地考虑大直径桩体结构的尺寸效应，以及相互作用问题原型的几何拓扑关系，数值分析的结果较为全面地揭示了港口码头工程桩坡体系相互作用的规律。研究结果可供码头工程设计参考。     

高桩码头Pushover分析影响因素研究

非线性静力分析方法或Pushover分析方法是近年提出并在高桩码头抗震设计中得到应用的位移计算方法,该方法将Pushover曲线与反应谱相结合对结构位移进行估计。探讨了影响高桩码头Pushover分析结果的因素,对Pushover分析的能力谱法和N2法及能力谱法中采用的不同等效线性化方法、等效阻尼比公式和不同反应谱进行了定性和定量分析,同时通过一个实际工程案例,比较了上述不同情况的目标位移计算结果。研究表明,能力谱法与N2法的计算结果之间存在差异,差异的大小与能力谱法采用的等效阻尼比计算公式有关;能力谱法中,不同等效阻尼比公式和反应谱曲线下降段的形状对高桩码头目标位移的计算结果有较大影响;Pushover曲线双折线化方法对位移计算结果的影响不是很大。     

建筑工程设计中若干问题的探讨（续2）——正确理解抗震的“概念设计”

结合在抗震审查工作中发现的关系结构安全的若干问题，就如何正确理解抗震“概念设计”的基本设计原则和设计思想进行探讨和分析，并提出相应措施。     

乌拉泊水库土石坝抗震设计浅析

本文结合工程实例对采用拟静力法及动力法进行抗震设计的计算分析情况进行了介绍,并采用模拟地震振动台模型试验对理论计算成果进行了验证,以供同类工程进行参考。     

含植物明渠流动分区和特征尺度研究进展

植物是生态河流必不可少的要素之一。植物的存在,改变了水流的紊流结构。由于流动沿垂向具有较强的不均匀性,对于含植物明渠紊流统计特性的描述,至今未有公认的、统一的沿水深分布表达形式。因此,对含植物明渠流动分区和各区特征尺度的研究越来越受到重视。本文回顾了无植物明渠和含植物明渠流动分区及特征尺度研究的主要成果,重点对基于流速分布和紊流结构两种方法确定的分区和特征尺度进行了分析和总结。指出将涡结构与流动特性参数分布规律相结合进行流动分区,在各区确定合适的特征尺度,进一步探究分区界限及流动特征尺度的影响因素及具体影响,建立普适的紊流统计特性分布规律是今后含植物明渠紊流结构研究的重要内容和趋势。     

水工抗震规范中高土石坝动态分布系数的探讨

我国的土石坝的建设规模和难度越来越大,水工建筑物抗震规范的动态分布系数分布图已经不能完全满足设计要求。论文以世界同类型中最高的双江口心墙堆石坝为例,利用有限元动力分析方法,分析了坝体的加速度反应及其分布规律,并与振动台模型试验结果进行了类比。在此基础上探讨了规范的动态分布系数分布图存在的问题。研究表明,尽管试验得到的模型坝加速度反应大于原形坝计算值,但两者的加速度反应的基本分布规律基本一致。建议对高土石坝的动态分布系数分布进行系统的分析论证,考虑不同坝高、不同部位、不同工况、不同坝型下的加速度放大倍数,以给出更为安全合理的动态分布系数图,指导工程实践。     

我国水电开发与机电设计的未来课题研究

我国水电装机容量至 2 0 0 1年底已达 82 70 0MW ,跃居世界第一。规划到 2 0 0 5、2 0 10、2 0 15年水电装机将分别达到 95 0 0 0、12 5 0 0 0、15 0 0 0 0MW左右。在水电工程机电技术方面的主要课题有 :15 0～ 2 5 0m水头段、出力在 70 0MW及以上的大型水电机组 ;2 0 0～ 3 0 0MW的抽水蓄能机组的国产化 ;10 0～ 2 5 0m长垂直段大电流离相封闭母线 ;5 0 0kV及以上电压的巨型电力变压器 ;± 60 0kV直流和 75 0～ 115 0kV特高压交流输电技术 ;大容量、10 0～ 5 0 0m高落差 ,5 0 0～ 75 0kVSF6 管道的设计应用的研究等