游艇浮码头定位桩内力计算方法探讨

合集下载

游艇浮码头定位桩内力计算方法探讨

游艇浮码头定位桩内力计算方法探讨

游艇浮码头定位桩内力计算方法探讨1. 引言1.1 研究背景游艇浮码头建设是近年来水上旅游业蓬勃发展的产物,游艇浮码头定位桩作为游艇停靠的基础设施,其内力计算方法对于码头的安全稳定至关重要。

目前对于游艇浮码头定位桩内力计算方法的研究还比较有限,存在着一定的理论和实际问题。

目前很多游艇浮码头定位桩内力计算方法的理论基础相对薄弱,缺乏足够的实验数据支持,导致计算结果不够准确可靠。

桩-土相互作用及内力计算在实际工程中存在很多复杂因素,需要更深入的研究和探讨。

不同的影响因素对于桩内力的影响程度也有待进一步的分析和研究。

本文旨在探讨游艇浮码头定位桩内力计算方法,通过深入研究桩-土相互作用及内力计算模型,分析影响因素并优化计算方法,旨在提高游艇浮码头定位桩的安全性和稳定性,为游艇停靠提供更加可靠的基础设施支持。

1.2 问题提出游艇浮码头作为重要的海洋工程结构,定位桩是其支撑和固定的关键组成部分。

而在实际工程中,由于海洋环境的复杂性和不确定性,定位桩的内力计算一直是一个重要的研究课题。

问题提出如下:1. 定位桩在进入海床后,受到海浪、潮流、风力等外部力的影响,桩身会产生一系列复杂的应力、应变和变形,如何准确计算这些内力是一个亟待解决的问题。

2. 桩-土相互作用是影响定位桩内力的重要因素之一,但目前对于桩-土之间的相互作用机理还存在一定的不确定性,如何建立准确的桩-土模型是当前研究中的热点问题。

3. 当前对于定位桩内力计算的方法存在着很多局限性,如计算精度不高、计算效率低等问题,如何优化现有的计算方法,提高计算精度和效率是当前研究亟需解决的问题。

1.3 研究意义游艇浮码头定位桩内力计算方法探讨的研究意义在于对游艇码头结构设计和安全性能的提升具有重要意义。

游艇浮码头是游艇停泊和起降的重要设施,其安全和稳定性直接关系到游艇的使用和维护。

准确计算游艇浮码头定位桩内力可以帮助工程师更好地了解结构的受力情况,进而进行有效的结构设计和改进。

游艇浮码头定位桩内力计算方法探讨

游艇浮码头定位桩内力计算方法探讨

游艇浮码头定位桩内力计算方法探讨游艇浮码头是指用于停靠游艇的码头设施,通常由桩和浮动平台组成。

在设计和建造游艇浮码头时,定位桩的内力计算是非常重要的一环。

定位桩的内力计算可以帮助工程师更好地了解桩的受力情况,从而保证游艇浮码头的安全和稳定性。

本文将探讨游艇浮码头定位桩内力计算的方法,以及对内力计算所涉及的一些关键因素进行分析和讨论。

1.1 桩的受力情况在游艇浮码头的设计中,桩是起到支撑和定位作用的重要构件。

桩一般通过桩帽和地基连接,受到水流、风力以及游艇停靠时的作用力。

定位桩的内力计算需要考虑各个方面的作用力,包括桩身受力、桩帽的承载能力、地基的稳定性等。

1.2 内力计算的方法定位桩内力计算主要采用有限元分析方法,通过建立桩的数学模型,利用数值计算的方法得到桩在受力条件下的内力分布。

在这个过程中,需要考虑桩的材料、截面形状、受力方向等因素,然后通过有限元软件进行模拟计算,得到桩的内力分布图和数据。

这些数据可以帮助工程师更好地了解桩的受力情况,从而指导后续的设计和施工。

定位桩内力计算的准确性对于游艇浮码头的安全和稳定性至关重要。

在进行内力计算时,需要考虑各种外部作用力、材料力学特性、结构形式等因素,以确保计算结果的准确性和可靠性。

内力计算还需要结合实际工程情况进行综合分析,针对性的进行修正和调整,以保证计算结果的有效性。

二、关键因素的分析和讨论2.1 外部作用力的考虑在游艇浮码头的设计中,外部作用力包括水流、风力、游艇停靠时的力等。

这些外部作用力对于定位桩的内力计算有着重要的影响,需要进行准确的分析和计算。

特别是在水域环境中,水流和风力对桩的受力情况有着重要的影响,需要进行全面的考虑和分析。

2.2 材料力学特性的应用2.3 结构形式的影响2.4 实际工程情况的综合分析。

海港口浮码头中固定桩墩振动实测与数值计算分析

海港口浮码头中固定桩墩振动实测与数值计算分析

海港口浮码头中固定桩墩振动实测与数值计算分析海港口浮码头是海港口的重要组成部分,它起着货物装卸、船舶停泊和燃料供应等重要作用。

浮码头的稳定性和安全性对于保障海港口的正常运营至关重要。

而浮码头中固定桩墩的振动特性则直接关系到浮码头的稳定性和安全性,因此对浮码头中固定桩墩的振动特性进行实测和数值计算分析显得尤为重要。

在海港口浮码头中,固定桩墩被用来支撑浮码头结构,并通过固定在海底的方式来保证浮码头的稳定。

在海洋环境中,风浪、船舶活动等因素会引起海浪和船舶的振动传导至固定桩墩上,导致固定桩墩发生振动。

这些振动不仅会对固定桩墩本身产生影响,还会对浮码头的稳定性和安全性产生重要影响。

对浮码头中固定桩墩的振动特性进行实测和分析,对于浮码头的稳定性和安全性具有重要意义。

针对这一问题,近年来国内外学者们进行了大量的研究工作。

他们通过实测和数值计算等手段,对浮码头中固定桩墩的振动特性进行了深入研究。

通过实测和数值计算,可以获得固定桩墩的动力响应和振动特性等重要参数,从而为浮码头的设计与维护提供重要参考。

基于以上背景,本文将围绕海港口浮码头中固定桩墩的振动特性进行实测与数值计算分析展开讨论。

将介绍浮码头中固定桩墩的振动特性及其影响因素;将介绍实测方法和数值计算方法;将对实测和数值计算结果进行分析和讨论。

希望通过本文的研究,可以为浮码头的设计与维护提供重要参考,确保海港口的正常运营。

一、浮码头中固定桩墩的振动特性及其影响因素浮码头中固定桩墩的振动特性是指固定桩墩受外界载荷作用下的振动响应特性,主要包括位移、加速度和应力等参数。

这些振动参数直接关系到固定桩墩的疲劳寿命、稳定性和安全性。

在海洋环境中,浮码头中固定桩墩的振动主要受以下几个方面因素的影响:1. 海浪载荷:海浪是引起固定桩墩振动的主要因素之一。

海浪的冲击和波浪的传导会引起固定桩墩受到不规则的载荷作用,从而产生振动响应。

2. 船舶活动:浮码头是船舶的装卸和停泊地点,船舶的活动会引起浮码头受到船舶的冲击和波浪的传导,从而引起固定桩墩的振动。

游艇浮码头定位桩内力计算方法探讨

游艇浮码头定位桩内力计算方法探讨

游艇浮码头定位桩内力计算方法探讨
游艇浮码头是指用于游艇停靠、停泊、装卸等操作的码头,常常用木材或混凝土建造
而成。

为了确保游艇浮码头的稳定性,在进行设计和施工时需要考虑到内力计算,以保证
其结构的安全性和稳定性。

游艇浮码头主要由桩、横梁和板材组成。

桩是其主要承重构件,负责传递游艇的荷载
到地基层。

在内力计算中,需要确定浮码头桩的受力情况,特别是桩顶和桩底的内力。

桩顶是将游艇荷载传递到浮码头的铺设物,其受力主要包括水平力和竖向力。

水平力
是由于游艇的冲击而产生的,需要通过合理的阻尼设计来消除。

竖向力则是桩顶承受的游
艇荷载,可以通过简化模型进行计算,确定桩顶的内力。

确定了桩顶和桩底的内力后,还需要考虑桩身的受力情况。

桩身是桩的主要构造部分,负责承受游艇荷载的传递和分担。

在内力计算中,需要考虑桩身的竖向力和弯矩。

竖向力
是由于桩顶和桩底的负载传递到桩身所产生的,需要通过合适的强度设计来保证其稳定性。

弯矩则是由于桩身自身负载和游艇荷载引起的,需要通过适当的截面设计和钢筋布置来满
足强度要求。

游艇浮码头的内力计算方法需要考虑桩顶、桩底和桩身的受力情况,以及水平力、竖
向力和横向力的作用。

在进行设计和施工时,需要根据具体情况进行合理的计算和设计,
以确保游艇浮码头的结构安全和稳定。

游艇浮码头定位桩内力计算方法探讨

游艇浮码头定位桩内力计算方法探讨

游艇浮码头定位桩内力计算方法探讨【摘要】本文探讨了游艇浮码头定位桩内力的计算方法。

在介绍了研究背景和研究目的。

在首先解释了游艇浮码头和定位桩的定义,然后详细探讨了定位桩内力的计算方法和影响内力的因素。

最后比较了不同的计算方法。

在总结了内力计算方法的优缺点,提出了未来研究方向,并对整篇文章进行了总结。

通过本文的研究,可以更好地了解游艇浮码头定位桩内力计算方法,为相关领域的研究提供借鉴和指导。

【关键词】游艇浮码头、定位桩、内力计算方法、影响因素、优缺点、未来研究、结论。

1. 引言1.1 研究背景研究背景部分将探讨游艇浮码头定位桩内力计算方法的重要性和必要性。

随着游艇产业的发展和游艇使用的增加,对游艇停靠处的要求也越来越高。

游艇浮码头是游艇停靠的重要设施,而定位桩则是浮码头的支撑结构,承担着固定和支撑游艇的重要作用。

在过去的研究中,关于游艇浮码头定位桩内力计算方法的研究相对较少,现有的计算方法多为经验公式或简化方法,缺乏系统性和准确性。

有必要对游艇浮码头定位桩内力的计算方法进行深入探讨和研究,以提高计算精度和准确性。

通过对游艇浮码头定位桩内力计算方法的研究,可以为游艇停靠处的设计和建设提供科学依据,提高浮码头的安全性和稳定性。

可以为游艇产业的发展和游艇停靠管理提供技术支持,促进游艇产业的健康发展。

对游艇浮码头定位桩内力计算方法的研究具有重要的理论和实际意义。

1.2 研究目的研究目的是为了探讨游艇浮码头定位桩内力计算方法,通过对内力的计算方法进行深入研究,分析影响内力的因素,比较不同的计算方法,进一步掌握游艇浮码头定位桩内力的特点和规律。

通过研究,我们旨在找出内力计算方法的优缺点,为今后的设计和建造工作提供科学的依据。

同时也希望能够揭示内力计算方法的不足之处,为未来研究方向提供启示。

通过本文的研究,我们期望能够为游艇浮码头定位桩内力计算方法的改进和发展提供参考,从而更好地保障游艇浮码头的安全性和稳定性。

浅析高桩码头桩基内力计算方法

浅析高桩码头桩基内力计算方法

表 1各土层地基土物理力学指标参数表

j8
_右r _ _
图 1 头桩基 布置 图 码
表2 桩基内力计算结果
21弹性 理论 法 .
此法假定桩埋置于各向同性 的半无限弹性 体中,并假定土体的弹性系数 E 或为常数或随 s 深度按 一定规律变化 、计算时将桩分成若 干微 段 .同时根据 半无 限体 中受 水平 力并 发生 位移 的 Mnl 程 估算 微 段 中心 处桩 岗 土 位 移 ,另据 idn方 i 桩的挠曲方程求桩的位移 ,用有限差分表达 ,由 桩、土位移相等条件求解方程。P u s ol 等曾用弹 o 性理论推导出了桩顶位移和转角的计算公式。 弹性理论法的最大缺点是不能计算地面 以 下桩 的位移 、转角 、弯 矩 和土压 力 ,且土 体 的弹 性系数 E 值难以确定 , 此该法实际应用不是 s 太多 。但弹性 理论 分析 法考 虑 r在水 平荷 载作 用 下桩土 出现 的脱 离和土 的局 部屈 服 ,有助 于进 一 步探索桩土的性状. : 作水平承载桩的深入详尽 的计算之前,用弹性理论法的已有参数解作初步 分析 ,可由参数解方便地查得桩尺 寸、桩刚度和 土的压缩性等因素对水平承戟桩特性的影响。 2 . 基反 力法 2地 地基 反 力法 主 要 . 地 基 反 力法 ( 限 及限 极 平衡法)和弹性地基反力法 目前较为常用的方 法 为弹 性 地基 反力 法 ,此 法基 于 Wik r 基模 nl 地 e 型,将忙阁土看作弹性体 ,用梁的弯曲理论求解

工J } j 程科 技
浅析高桩码头桩基 内力计算方法
王 骏
( 江苏省 盐城 市航道 管理 处 高桩码头是最普遍的码 头结构型式之一, 主要适用于软土地基和水深较大的工程区域。中以长江某码头的实际资料为原型, 运用现有常用计 算方法对工程 实例进行计算分析, 通过计算结果的对比分析阐明了高桩码头基桩的受力变形情况, 这对高桩码头基桩的设计有一定的借鉴作用。 关键 词 : 码头 ; 基 ; 高桩 桩 内力计 算

游艇浮码头定位桩内力计算方法探讨

游艇浮码头定位桩内力计算方法探讨

游艇浮码头定位桩内力计算方法探讨1. 定位桩的作用及影响因素游艇浮码头定位桩主要用于固定游艇,以防止其在码头周围漂移,从而降低游艇停靠的安全性。

定位桩需要承受来自码头和游艇的重力和作用力,同时还需要考虑潮汐和风浪等环境因素对其产生的影响。

因此,在设计定位桩时需要考虑以下影响因素:(1)游艇的重量和尺寸:游艇的重量和尺寸越大,需要承受的作用力和弯矩就越大,定位桩的材料和结构都需要相应的加强。

(2)码头和定位桩的材料及结构:码头和定位桩的材料和结构对其承载能力和稳定性有着直接的影响,应根据需要选择合适的材料和结构。

(3)潮汐和风浪等环境因素:潮汐和风浪等环境因素会对游艇和定位桩产生不同的作用力和弯矩,需要在设计时考虑进去,以保证定位桩的稳定性。

定位桩的内力计算方法一般分为静力学法和动力学法。

静力学法主要是根据游艇和定位桩的重量和尺寸,以及潮汐和风浪等环境因素对其产生的作用力和弯矩,利用静力平衡原理计算定位桩的内力和弯矩,从而确定定位桩的合适尺寸和材料。

动力学法则是根据系统的振动学原理,将系统模型转化为振荡模型,并采用动力学方程计算出定位桩的内力和位移响应,从而判断其稳定性。

动力学法计算的结果比较接近实际情况,但计算难度较大,适用于需要进行高精度计算的情况。

无论是静力学法还是动力学法,定位桩的内力计算都需要基于具体的船舶和码头情况进行,同时还需要考虑到安全性和经济性等因素。

特别是对于大型游艇停靠的浮码头,要结合实际的工程场地情况和设计要求,经过充分的计算和模拟验证,才能确定合理的定位桩尺寸和材料。

总之,游艇浮码头定位桩内力计算是一个复杂的问题,需要考虑多个因素的综合影响,对于确保浮码头的安全性和可靠性具有重要作用。

在实际的工程设计中,应遵循科学、合理、安全、经济的原则,结合实际情况进行综合考虑,才能设计出安全、高效的游艇停靠设备。

海港口浮码头中固定桩墩振动实测与数值计算分析

海港口浮码头中固定桩墩振动实测与数值计算分析

海港口浮码头中固定桩墩振动实测与数值计算分析海港口浮码头是海港码头的一种类型,其主要特点是其船只和码头之间有一定的浮动空间,以便船只可以自由进出。

为了确保浮码头的稳定性,通常会在其下方设置固定桩墩来提供支撑。

在船只进出和海浪等外力的作用下,桩墩会受到一定的力和振动,因此需要进行实测和数值计算分析。

为了实测浮码头桩墩的振动情况,可以采用振动传感器等仪器进行将振动信号采集记录下来。

在实测过程中,可以选择在典型的时间段和天气条件下进行,以确保得到较为准确的数据。

还应注意选择合适的位置进行测量,例如在离垂线轴较近且不易受到船只进出影响的位置。

通过实测可以得到桩墩在不同时间段和不同方向上的振动情况,为后续的数值计算提供了实验依据。

在实测结果的基础上,可以进行数值计算分析。

数值计算可以采用有限元分析等方法。

需要建立合适的数值计算模型,包括浮码头的几何结构、材料属性、边界条件等。

通过对这些模型进行离散化和数值逼近,可以得到桩墩的位移、应力和振动等结果。

在计算过程中,还应考虑船只的力和振动等外界因素,以及桩墩的材料非线性等复杂情况。

将实测结果与数值计算分析的结果进行比较可以评估数值计算的准确性和可靠性,并进一步改进和优化计算模型。

如果实测结果和计算结果相差较大,则需要重新检查计算模型的参数设置或者采用其他方法进行补充实测。

海港口浮码头桩墩的振动实测与数值计算分析是确保浮码头稳定性的重要工作。

通过实测和数值计算,可以得到桩墩的振动情况,为后续的工程设计和结构改进提供依据。

还可以不断优化和改进数值计算模型,提高计算的准确性和可靠性。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

游艇浮码头定位桩内力计算方法探讨作者:张冠群孔令臣来源:《中国水运》2020年第03期摘要:以海河内某游艇码头为例,通过Autodesk Robot建立浮桥定位桩计算空间有限元模型,对游艇码头定位桩内力进行数值计算分析,为今后游艇浮码头定位桩设计提供参考。

关键词:浮泊位;定位柱;Autodesk Robot目前有关游艇浮码头的设计,尤其是对于水平力作用下游艇码头浮桥定位桩内力的计算,规范中尚无明确的计算方法。

本文以天津海河内某游艇码头设计为例,利用有限元分析软件Autodesk Robot对游艇码头定位桩内力进行空间有限元数值分析,计算定位桩结构内力,希望该计算思路能为今后游艇浮码头定位桩设计提供参考。

1 工程概况某工程共建设泊位40个,包括建设2个32m水上巴士泊位、36个游艇泊位和2个32m游船泊位。

其中,游艇泊位北区由北至南依次布置5个18m长游艇泊位、6个15m长游艇泊位、5個12m长游艇泊位。

主浮桥宽度为3m,长度为106.7m,支浮桥宽度为1.5m。

主浮桥南侧设1座联系桥,宽1.2m,长度为8m,接岸结构顶标高为2.6m,结构断面见图1。

游艇泊位均采用浮箱结构。

标准结构段长度为12m,结构段之间采用铰接。

浮箱采用高密度聚乙烯树脂(HDPE)浮箱,浮箱内填充EPS块,通过铝合金框架连接,铺面采用防腐处理的木板。

定位桩采用Φ600mm钢管桩,桩顶标高为3.5m,桩底标高-26.5m,桩基入土深度约18m。

浮箱与定位桩之间采用抱桩器进行连接,允许水位涨落时,浮箱随之涨落。

2 设计条件2.1风本工程区域风玫瑰图如图5所示:各方位不同重现期的最大风速见表1。

2.2水文2.2.1设计水位海河常水位:1.0~1.5m景观水位:1.5m海河下游最高通航水位:2.5m海河下游最低通航水位:0.52m2.2.2波浪拟建工程水域位于海河以内,掩护良好,波浪影响甚小。

2.2.3水流由于海河入海口设有节制闸防止海水倒灌,海河内无潮流。

据调研,夏季开闸泄洪时海河内的最大流速可达1.54m/s。

2.3冰况本工程中码头在运营期间冰期采用除冰措施,设计中不考虑浮冰对定位桩的影响。

2.4工程地质本工程区域各层土水平方向总体分布较均匀、稳定,泥面标高自上往下依次为②淤泥、层底标高-9.53m~-10.03m;⑥c淤泥质粘土,层底标高-14.14m~-15.13m;⑦粉质粘土,层底标高-17.73m~-18.53m;⑧粉质粘土,层底标高-22.83m~-25.33m;⑨粉土、粉砂,层底标高-30.33m~-32.03m;⑩粉砂,层底标高-m~-20.44m。

其中,⑨、⑩土质较好、强度较高、分布较均匀,可作为拟建工程的桩基础桩端持力层,工程地质剖面图见图6。

本工程桩基极限侧阻力标准值qsik、极限端阻力标准值qpk、液性指数IL、桩侧土水平抗力系数的比例系数m见表2:3 设计荷载定位桩所受内力主要来自浮桥上作用的水平力,水平力由风、浪、流产生的船舶荷载及作用在浮箱和定位桩上的水平向水流力组成。

3.1船舶荷载本工程浮桥系缆力为控制船舶荷载,故本文仅计算由风流作用所产生的船舶系缆力以及浮桥受到的风荷载、水流力,本工程北区游艇泊位设计船型分别为18m、15m、12m长游艇,船舶尺寸见《游艇码头设计规范》(JTS165-7-2014)。

根据《游艇码头设计规范》(JTS165-7-2014)要求,设计风速的重现期采用50年一遇,设计流速应采用结构所处在范围内可能出现的最大平均流速。

由于通常条件下海河无水流流动,仅在夏季开闸泄洪时海河内的最大流速可达1.54m/s。

因此,在计算系缆力、浮桥上的风荷载、水流力时考虑以下两种组合:(1)50年一遇风速,海河未泄洪;(2)6级风风速,海河泄洪。

游艇系缆力、浮桥上的风荷载按《港口工程荷载规范》(JTS144-1-2010)有关公式进行计算,水流力按《游艇码头设计规范》(JTS165-7-2014)有关公式进行计算。

经计算18m、15m、12m长游艇荷载见表3:每个浮桥结构段可布置多艘游艇,受遮挡效应影响,相邻泊位下风向的游艇所承受的风荷载将小于上风向的游艇。

遮蔽效应按照《游艇码头设计规范》(JTS165-7-2014)的规定完全遮挡的下风船其风荷载可取无遮挡时的30%,而无遮挡时的风荷载按100%考虑。

由于规范中的遮蔽效应规定的是完全遮挡的下风船的情况,当船只在浮桥上间隔停泊时,船只之间还存在较大的间距,如18m长的游船,间隔停泊时两船间距8.7m左右,计算中认为该情况下下风向船舶不再受到上风向船舶的遮挡。

本工程浮桥定位桩计算时,考虑两种游艇停泊方式:①浮桥全部停泊船只,下风向船按完全遮挡;②浮桥上船只间隔布置,不考虑上风向船只的遮挡作用。

间隔布置的示意图如图7所示:3.2水流力定位桩上受到的水流力计算按照《港口工程荷载规范》(JTS144-1-2010)有关公式进行计算。

4 数值模型的建立4.1数值模型的建立本工程通过采用Autodesk Robot建立游艇码头浮桥及定位桩空间计算模型,定位桩采用梁单元,浮桥采用板单元,桩土相互作用通过在桩上设置弹性地基单元实现,弹性地基系数k根据m法计算确定。

计算模型如图8所示:由于Robot中板单元无法直接添加集中荷载,模型中系缆力考虑转换为船体与浮箱接触范围内均布线荷载施加在浮桥上,具体施加方式如图9所示:4.2数值模型的相关简化由于游艇码头浮箱平面布置较为灵活、浮箱面积较大、单元较多,因此在建模计算时需对计算模型进行若干简化。

4.2.1定位桩与抱桩器的连接为了保证浮桥结构能够随水位变化而上下浮动,抱桩器与定位桩之间一般留有一定的间隙,若模型中考虑间隙的存在计算模型复杂且不容易收敛,因此本计算模型假设定位桩与抱桩器之间的连接为理想的铰接约束。

但是在桩基水平受力条件下,由于缝宽位移的存在,桩基变位有所增加,致使桩基受到的内力相应增大,因此Robot模型计算出的内力值应乘以一个单桩受力增大系数。

根据《游艇码头设计规范》(JTS165-7-2014)7.5条文说明,单桩受力增大系数介于1.06~1.60之间。

本工程单桩受力增大系数取1.30。

模型中桩与板的节点处设置柔性连接,释放桩节点在转动方向上的约束,形成铰接连接。

4.2.2浮桥游艇浮桥是由若干浮箱相接,浮箱漂浮在水中,浮箱抱桩器与定位桩之间留有空隙,浮箱受到的竖向荷载与浮力平衡,浮箱仅传递水平荷载给定位桩。

浮箱之间通过铝合金框架连接,形成一个浮桥整体。

在水平受力方向上,浮桥结构刚度远大于定位桩刚度,因此在计算模型中,将浮箱及其上部的铝合金框架作为一个整体,结构采用刚性板。

Robot中刚性板单元不设置有限元单位,面板无需考虑板厚,即面板的自重不参与计算,单元仅进行传递荷载及连接功能,可对荷载传递模式和板节点连接模式进行设置。

根据上述简化,抱桩器按铰接处理,模型中板节点考虑柔性支撑,释放板节点在转动方向上的约束,形成铰接连接。

板单元计算模型设置见图10:5 计算结果通过对两种停泊布置分别建模计算,游艇间隔停泊不考虑上风向船只遮挡的布置方式最为不利,通过分析计算结果,浮桥由于其结构布置不均匀性,使得定位桩受力呈现空间分布特点,在桩基强度校核中应考虑桩基的复合受力模式。

作用在桩基上的轴力、弯矩分布如图11~14所示,图中内力数值为Robot 模型计算值,未乘以单桩受力增大系数1.30。

考虑由于抱桩器间隙引起的单桩受力增大系数1.30,作用于桩基上最大弯矩Mx=817.01 kN·m,最大弯矩My=47.67 kN·m,最大剪力149.05kN。

6 与单桩水平向承载力计算方法的比较对于浮码头定位桩计算,不采用有限元的计算方法时,可考虑每艘船的系缆力由该支浮桥上的定位桩承受,定位桩内力按水平力作用下的单桩内力计算。

以18m游船为例,该游船停靠支浮桥上布置两根定位桩,支浮桥所受水流力、游艇系缆力由支浮桥上两根桩共同承担,考虑两桩之间受力不均匀,水平力应考虑乘以不均匀系数1.50。

桩基内力通过采用丰海SPCZL单桩水平承载力计算软件计算,桩土相互作用采用m 法,计算结果见图15:通过表4可以看出,与Robot计算结果相比,单桩水平受力计算方法中桩基顶端自由,没有考虑到实际状况定位桩在浮箱处受抱桩器约束,定位桩泥面以上为悬臂结构,故计算出的桩基内力偏大。

同时定位桩受力只考虑浮桥临近的桩基,通过荷载乘以不均匀系数体现受力不均匀性,该计算方法中可能无法准确的反映出桩基受力空间分布,计算结果明显偏保守;Robot建模计算中,计算模型反映出浮桥对桩基顶端的约束,同时该计算模型为空间模型,作用在浮桥上的水平荷载通过浮桥传递给各定位桩,能更准确反映出荷载在各定位桩之间的分布。

因此,綜上考虑本文认为采用Robot建模计算定位桩内力为一种更合理的计算方法。

7 结语目前浮泊位定位桩内力规范中没有明确的计算方法,在设计过程中缺少相应的计算依据。

本文依托天津海河某游艇码头,介绍了采用有限元软件Robot进行游艇浮泊位定位桩内力计算的计算思路,详细阐述了计算过程中设计荷载计算以及建模过程中的简化考虑。

由于本工程暂未完成,该计算方法目前还缺少相应的实际使用观测资料进行验证,希望本文提出的计算思路能对今后的相关设计工作提供一定的参考。

参考文献:[1] 《游艇码头设计规范》(JTS165-7-2014);[2] 《港口工程荷载规范》(JTS144-1-2010);[3] 《水运工程抗震设计规范》(JTS 146-2012).。

相关文档
最新文档