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高桩码头岸坡稳定分析理论与优化设计研究

高桩码头岸坡稳定分析理论与优化设计研究

作者：余神光天津大学

学位级别：硕士

高桩码头是近岸软土地基上最为常见的港工结构型式,接岸处的整体稳定性是码头结构安全的“生命线”,同时也决定着承台的宽度和工程的造价。本文采用有限元软件PLAXIS,对岸坡整体稳定分析理论以及岸坡优化、新型接岸结构展开研究。首... 详细信息

高桩码头是近岸软土地基上最为常见的港工结构型式,接岸处的整体稳定性是码头结构安全的“生命线”,同时也决定着承台的宽度和工程的造价。本文采用有限元软件PLAXIS,对岸坡整体稳定分析理论以及岸坡优化、新型接岸结构展开研究。首先,分析有限元强度折减法与简单条分法的差异性与关联性。先从理论上证明了两者的安全系数定义形式是一致的;再通过统计两种方法对108组不同高桩码头岸坡的稳定性分析结果,提出若将有限元计算出的安全系数用于工程实际需进行10%的折减。其次,提出高桩码头岸坡的滑弧主要有五种模式,并系统研究了不同滑弧模式发生的土体强度条件;此外,分析表明,当所计算出的安全系数接近工程规范规定的阈值时,岸坡坡顶点的侧向位移一般会出现突变。然后,当采用斜坡式接岸结构时,分别针对原始设计方案以及岸坡加固的情形进行四种坡肩泥面高程的优化设计。指出水下真空预压法的加固效果显著,相对原始方案每延米可节省工程造价达27万元。最后,开展新型接岸结构的优化研究,指出采用CDM或大圆筒作为接岸结构时,每延米能节省造价24万元左右。本文总结了高桩码头岸坡整体稳定的分析理论,比较了不同地基处理方法和新型接岸结构的技术经济效益,所得成果能为高桩码头岸坡稳定性计算方法的选用以及岸坡的加固和优化提供参考依据。

关键词：岸坡稳定有限元强度折减法滑弧模式岸坡优化接岸结构

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高桩码头岸坡地震位移计算方法比较

水运工程 2019年第9期 160-163,190页

作者：余神光陈墨翟中交第四航务工程勘察设计院有限公司

在强震区高桩码头设计中,基于位移的设计准则允许码头岸坡震后出现一定的位移,验算码头岸坡地震位移是高桩码头抗震设计的重要内容之一。依托某强震区高桩码头,针对目前广泛使用的基于NEWMARK刚性滑块位移理论的经验公式进行比较分析,如... 详细信息

在强震区高桩码头设计中,基于位移的设计准则允许码头岸坡震后出现一定的位移,验算码头岸坡地震位移是高桩码头抗震设计的重要内容之一。依托某强震区高桩码头,针对目前广泛使用的基于NEWMARK刚性滑块位移理论的经验公式进行比较分析,如Makdisi&Seed公式、Martin&Qiu公式、Jibson公式、Saygili&Rathje公式、Jonathan公式等;并采用有限差分软件FLAC 2D进行动力时程分析验证。结果表明,尽管不同经验公式的位移估算结果存在一定的差异,但总体符合Jonathan提出的概率分布模型,动力时程分析法在位移评估上具有一定的优势。

关键词：岸坡高桩码头地震位移 FLAC 2D

基于国内外规范的防波堤与护岸结构多级验算标准

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水运工程 2023年第8期 33-37,189页

作者：林岳卢生军李少斌余神光中交第四航务工程勘察设计院有限公司广东广州510290

基于国内外设计规范和部分国际工程案例,对防波堤与护岸结构设计中在不同重现期下所采用的允许越浪量、护面块石稳定以及地震作用下的边坡稳定标准等内容进行介绍和探讨,其考虑设计工况的重现期、结合工程防护功能特点采用基于性能的多... 详细信息

基于国内外设计规范和部分国际工程案例,对防波堤与护岸结构设计中在不同重现期下所采用的允许越浪量、护面块石稳定以及地震作用下的边坡稳定标准等内容进行介绍和探讨,其考虑设计工况的重现期、结合工程防护功能特点采用基于性能的多级验算标准设计理念值得在国际工程中进行推广。相比之下,国内传统设防标准主要针对效应设计值,对于抗力设计值、结构规定限值等验算标准的规定还比较单一,建议可在规范中增加适合我国国情和工程结构特点的多级验算标准。

关键词：防波堤护岸多级标准重现期

某集装箱码头桩基承载力理论计算与静载试验对比分析

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水运工程 2023年第6期 85-91页

作者：陈洁余神光张晓晨覃杰中交第四航务工程勘察设计院有限公司广东广州510230

依托某集装箱码头工程的后轨道梁桩基,针对开口钢管桩和半闭口钢管桩两种形式,详细对比国内外常用桩基承载力经验公式计算结果的差异,并与现场静载试验结果进行对比。结果显示:对于砂性土与黏性土成层交替分布的地基,国内外桩基承载力... 详细信息

依托某集装箱码头工程的后轨道梁桩基,针对开口钢管桩和半闭口钢管桩两种形式,详细对比国内外常用桩基承载力经验公式计算结果的差异,并与现场静载试验结果进行对比。结果显示:对于砂性土与黏性土成层交替分布的地基,国内外桩基承载力经验公式在侧摩阻力、端阻力、桩端闭塞效应、总承载力计算结果上均存在一定的差异,与静载试验结果相比也有所偏差。按国内规范计算的总承载力与静载试桩结果基本接近,国外经验公式的偏差较大。半闭口桩尖可显著提高砂质地基的桩端承载力,桩端闭塞系数可达0.8以上。相关结论可供类似工程借鉴。

关键词：桩基承载力静载试验开口桩半闭口桩

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基于性能的高烈度地区高桩码头结构设计方法

科学技术与工程 2020年第20期20卷 8380-8388页

作者：李金强王多银余神光重庆交通大学河海学院重庆400074 中交第四航务工程勘察设计院有限公司广州510230

针对高烈度地区高桩码头结构抗震计算的问题,依托某高烈度地区高桩码头,首先采用传统的承载力计算方法对该码头进行计算;其次运用基于性能的抗震理论,针对不同的码头性能水平,对高桩码头进行抗震计算。结果表明:在高烈度震区,采用传统... 详细信息

针对高烈度地区高桩码头结构抗震计算的问题,依托某高烈度地区高桩码头,首先采用传统的承载力计算方法对该码头进行计算;其次运用基于性能的抗震理论,针对不同的码头性能水平,对高桩码头进行抗震计算。结果表明:在高烈度震区,采用传统的承载力计算方法,计算过于保守,不能满足结构稳定性、钢管屈曲校核等要求;按照基于性能的设计方法,结构的抗震性能可以满足相应的地震作用要求,能够较好地反映地震对高桩码头结构的作用。因此,基于性能的计算方法更符合性能化抗震设计的发展趋势,为中国高桩码头抗震设计规范的修订提供了参考和借鉴。

关键词：高烈度基于性能的抗震理论高桩码头抗震计算

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板桩码头前后轨道梁抗震连接构件设计

港工技术 2019年第6期56卷 54-57页

作者：余神光牛红林孙艺中交第四航务工程勘察设计院有限公司

针对强震区板桩码头前后轨道梁的震后位移差问题,进行了抗震连接构件的设计研究。通过有限差分软件FLAC2D进行动力时程计算,对比分析钢拉杆、钢筋混凝土横撑等不同连接构件的适用性和受力特性。结果表明,采用锁扣式连接的钢筋混凝土横... 详细信息

针对强震区板桩码头前后轨道梁的震后位移差问题,进行了抗震连接构件的设计研究。通过有限差分软件FLAC2D进行动力时程计算,对比分析钢拉杆、钢筋混凝土横撑等不同连接构件的适用性和受力特性。结果表明,采用锁扣式连接的钢筋混凝土横撑能经济、有效地限制前后轨道梁的震后位移差,可为类似项目提供设计参考。

关键词：板桩码头前后轨道梁抗震连接构件 FLAC

高桩码头接岸结构尺度对岸坡稳定性影响及其优化研究

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水道港口 2013年第1期34卷 80-84页

作者：张雯雯别社安余神光天津大学建筑工程学院天津300072 中交第四航务工程勘察设计院有限公司广州510230

对高桩码头重力式挡土墙接岸结构的岸坡,采用有限元强度折减法,分别针对挡土墙前后土体高差、岸坡坡肩宽度、岸坡坡比等因素对岸坡尺寸进行了优化。结果表明,合理增加挡土墙前后土体高差,并在保证岸坡稳定的前提下,适当的减小岸坡坡肩... 详细信息

对高桩码头重力式挡土墙接岸结构的岸坡,采用有限元强度折减法,分别针对挡土墙前后土体高差、岸坡坡肩宽度、岸坡坡比等因素对岸坡尺寸进行了优化。结果表明,合理增加挡土墙前后土体高差,并在保证岸坡稳定的前提下,适当的减小岸坡坡肩宽度、增大岸坡坡比,可以有效减小后方承台的宽度,从而达到节省工程投资的目的。

关键词：有限元强度折减法岸坡优化重力式挡土墙接岸结构岸坡稳定

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横浪作用下拖轮动态系泊及撞击力研究

水运工程 2022年第7期 81-86页

作者：路卫卫李树均余神光宋兰芳覃杰陈良志中交第四航务工程勘察设计院有限公司广东广州510290 中国港湾工程有限责任公司北京100027

目前,横浪作用下船舶动态系泊分析及撞击力的研究全部集中于大型码头,但对于拖轮目前尚无相关研究。结合东南亚某集装箱码头附属拖轮码头工程,进行拖轮在横浪作用下拖轮系泊稳定分析及撞击力研究。采用动态系泊分析软件aNyMOOR TERMSIM... 详细信息

目前,横浪作用下船舶动态系泊分析及撞击力的研究全部集中于大型码头,但对于拖轮目前尚无相关研究。结合东南亚某集装箱码头附属拖轮码头工程,进行拖轮在横浪作用下拖轮系泊稳定分析及撞击力研究。采用动态系泊分析软件aNyMOOR TERMSIM计算横浪作用下动态系泊稳定性,得到正常使用和极端工况下船舶撞击力、系缆力及船舶运动量,将撞击能量与中国《港口工程荷载规范》的计算结果进行对比,并对比分析国内外规范对小型船舶系泊条件及船舶运动量的规定,结合本工程给出适用于拖轮的波浪及运动量推荐标准。结果表明,对于拖轮这种小型船舶,在横浪作用下,采用动态系泊分析软件计算船舶撞击能量大于规范计算结果,约为其2.3倍;在极端情况下,传统DA形及V形护舷可能已无法满足码头结构需求,须采用鼓形或锥形护舷才能满足经济合理的码头结构;另外推荐拖轮正常运营、极端工况允许运动量控制标准分别为纵移不大于1.5 m和横移不大于1.0 m、纵移不大于2.0 m和横移不大于1.5 m,推荐横浪波高控制标准为正常系泊不大于0.4 m、极端系泊不大于1.4 m。

关键词：横浪拖轮动态系泊分析护舷撞击力

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强震区高桩码头接岸结构设计

水运工程 2022年第7期 96-100页

作者：余神光蒋依坛路卫卫宋兰芳陈良志中交第四航务工程勘察设计院有限公司广东广州510230 中国港湾工程有限责任公司北京100027

针对强震区高桩码头的接岸结构设计,依托某实际工程,采用定性、定量分析方法,对比研究工程中常用的斜坡式挡土墙、悬臂板桩、有锚板桩等接岸结构的适应性及特点,提出一种新型沉降板式接岸结构,并对该新型接岸结构的特征进行论述。研究表... 详细信息

针对强震区高桩码头的接岸结构设计,依托某实际工程,采用定性、定量分析方法,对比研究工程中常用的斜坡式挡土墙、悬臂板桩、有锚板桩等接岸结构的适应性及特点,提出一种新型沉降板式接岸结构,并对该新型接岸结构的特征进行论述。研究表明,相比于传统的接岸结构,该新型接岸结构在强震区更为经济、合理,对岸坡的沉降、变形具有更好的适应能力,对保障码头运营以及震后快捷修复更为有利。

关键词：强震区高桩码头接岸结构沉降板式接岸结构