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高桩码头承载性能的影响因素研究

海洋湖沼通报 2023年第6期45卷 43-50页

作者：吕鹏焉振董胜中国海洋大学工程学院山东青岛266100 交通运输部天津水运工程科学研究所天津300456

高桩码头的承载性能除了受结构及材料的影响外,土体强度及桩土之间的摩擦也对其具有重要影响。本文基于ABAQUS建立了高桩码头三维有限元模型,并在验证模型正确性的基础上分析了土体强度、弹性模量以及桩-土摩擦系数对结构承载性能的影... 详细信息

高桩码头的承载性能除了受结构及材料的影响外,土体强度及桩土之间的摩擦也对其具有重要影响。本文基于ABAQUS建立了高桩码头三维有限元模型,并在验证模型正确性的基础上分析了土体强度、弹性模量以及桩-土摩擦系数对结构承载性能的影响。结果表明:土体强度与弹性模量均对结构的极限承载力具有一定的影响,在相同水平荷载作用下,土体强度与弹性模量越大,结构的水平位移越小,所受弯矩越小。而土体强度对最大负弯矩影响较小,最大差值出现在距桩底1/4处,弹性模量对最大正弯矩与负弯矩都有影响,最大弯矩变化大约为10%~15%。桩-土摩擦系数μ同样对结构的承载性能具有一定影响,在一定范围内,随着μ的增加,结构的极限承载力也呈现逐渐增大的态势,并且其变化幅度也逐渐增加,但摩擦系数对弯矩的影响主要集中在负弯矩处,对受正弯矩作用部分影响较小。

关键词：高桩码头地基土体位移弯矩有限元

高桩码头BIM孪生建模及有限元模型转换方法研究

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水运工程 2023年第9期 165-170页

作者：潘新颖费华平史宏达赵鸿鸣中国海洋大学工程学院山东青岛266100 山东省海洋工程重点实验室山东青岛266100

在智慧港口建设的背景下,BIM技术对港口数字化转型的推动作用愈发显著,建立码头基础设施的数据底盘,以此为载体实现码头基础设施数字孪生多维应用。为探究高桩码头数字化管理及孪生应用的有效方法,基于Revit软件及其二次开发技术,根据... 详细信息

在智慧港口建设的背景下,BIM技术对港口数字化转型的推动作用愈发显著,建立码头基础设施的数据底盘,以此为载体实现码头基础设施数字孪生多维应用。为探究高桩码头数字化管理及孪生应用的有效方法,基于Revit软件及其二次开发技术,根据高桩码头结构特点,提出衔接BIM模型和有限元模型的孪生建模方法,建立高桩码头BIM模型;开发高效的模型转换程序,准确生成高桩码头有限元模型,并通过案例应用,验证了建模方法及转换过程的合理性和正确性。

关键词： BIM 高桩码头孪生建模模型转换

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高桩码头全寿命周期的健康监测技术

水运工程 2023年第2期 44-48,53页

作者：吴锋卓杨刘旭高刚刚苏静波中交上海港湾工程设计研究院有限公司上海200032 河海大学江苏南京210098

随着智慧水运的蓬勃发展,基于全寿命周期的高桩码头结构运营安全与健康状态监测越来越受到重视。以某港区新建码头工程为依托,开展高桩码头全寿命周期的健康监测系统研究,基于高桩码头结构荷载条件、运营环境、监测仪器特点进行全寿命... 详细信息

随着智慧水运的蓬勃发展,基于全寿命周期的高桩码头结构运营安全与健康状态监测越来越受到重视。以某港区新建码头工程为依托,开展高桩码头全寿命周期的健康监测系统研究,基于高桩码头结构荷载条件、运营环境、监测仪器特点进行全寿命周期传感器及其耐久性设计,线路保护及更换预留设计,开发与之相适应的监测系统,并结合数据归一化和动态时间规整对获取的监测数据进行分析。结果表明,采用的数据处理方法可以较好地量化不同测点数据之间的相似度,实时监测的数据可用来评价码头结构现有状态,为码头结构的维修、养护与管理决策提供依据。

关键词：高桩码头全寿命周期健康监测监测系统

波浪作用下液化场地高桩码头动力响应试验研究

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上海交通大学学报 2023年第11期57卷 1442-1454页

作者：毕建巍苏雷解立波张昱凌贤长青岛理工大学土木工程学院山东青岛266520 大连理工大学海岸与近海工程国家重点实验室辽宁大连116024 哈尔滨工业大学土木工程学院哈尔滨150090

高桩码头广泛应用于深水港口工程建设中,且大多位于可液化场地,波浪作用对液化场地高桩码头工作性能的影响不可忽视,但鲜有研究报道.进行液化场地高桩码头模型波浪水槽试验,考虑波浪、码头和土层三者之间的相互作用,真实再现高桩码头使... 详细信息

高桩码头广泛应用于深水港口工程建设中,且大多位于可液化场地,波浪作用对液化场地高桩码头工作性能的影响不可忽视,但鲜有研究报道.进行液化场地高桩码头模型波浪水槽试验,考虑波浪、码头和土层三者之间的相互作用,真实再现高桩码头使用环境,探索波浪作用下码头内部响应差异,分析波浪作用下码头桩基和土层动力响应,探讨波高变化对各动力响应的影响规律.结果表明:高桩码头面板加速度和位移响应随波浪作用时间增加先逐渐变大最终保持相对稳定;群桩内各桩受到的动水压力和变形差异明显,其变化规律与桩位置有直接联系;自由场和桩周土层孔压响应幅值随埋深增大而减小,群桩的存在会降低桩周土层孔压的响应,增大土层加速度的响应;波高的增加对土层的影响随深度的增加而减小.上述研究成果可为波浪作用下类似高桩码头试验提供参考,为高桩码头合理化设计和防波浪侵袭提供支持.

关键词：波浪作用高桩码头动力响应液化场地模型试验

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高桩码头插槽式横梁免拆模凿毛预制工艺

水运工程 2023年第5期 128-132页

作者：王士勇周厚亚陈海峰中交第三航务工程局有限公司江苏分公司江苏连云港222042 中交第三航务工程勘察设计院有限公司上海200032

现行高桩码头结构中,与桩基连接的桩帽或横梁一般采用现浇工艺。依托连云港港徐圩港区码头工程,采用一种插槽式预制构件与桩基形成连接的上部结构,桩芯预埋型钢插入该构件内置空腔内,通过后浇空腔节点与桩基形成连接。插槽式构件为一种... 详细信息

现行高桩码头结构中,与桩基连接的桩帽或横梁一般采用现浇工艺。依托连云港港徐圩港区码头工程,采用一种插槽式预制构件与桩基形成连接的上部结构,桩芯预埋型钢插入该构件内置空腔内,通过后浇空腔节点与桩基形成连接。插槽式构件为一种新型结构,分析其预制施工工艺,并研制出一种免拆模凿毛施工工艺。结果表明,该工艺可解决空腔支模拆模的技术难题,提高新结构的预制效率和质量。

关键词：高桩码头插槽式构件内置空腔免拆模凿毛

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高桩码头刚接PHC管桩新型接桩结构设计

水运工程 2022年第6期 49-54,58页

作者：张卓先潘金霞章立东王飞朋浙江省海港投资运营集团有限公司浙江宁波315000 中交水运规划设计院有限公司北京100007 浙江海港海洋工程建设有限公司舟山分公司浙江舟山316000 宁波中交水运设计研究有限公司浙江宁波315000

PHC管桩对工程地质适应性较强,在港口工程中被广泛应用。当其以坚硬黏土层、密实砂层或基岩作为持力层且上述土层起伏变化剧烈、无规律可循时,沉桩质量极难控制,易造成打高或打低等异常桩问题。对于打低桩而言,为保证工程进度和节省投... 详细信息

PHC管桩对工程地质适应性较强,在港口工程中被广泛应用。当其以坚硬黏土层、密实砂层或基岩作为持力层且上述土层起伏变化剧烈、无规律可循时,沉桩质量极难控制,易造成打高或打低等异常桩问题。对于打低桩而言,为保证工程进度和节省投资费用,一般优先考虑采取接桩措施。针对打低桩接桩方案,重点探讨了一种PHC管桩新型接桩结构,即根据实际桩顶高程偏差程度,采用桩芯槽钢加强或联合桩顶外包圆柱形混凝土处理,以达到桩基与上部结构之间刚性连接的要求。实践结果表明:该种新型接桩结构适用于不同斜度的打低桩,通过调整上部结构尺度,能够有效规避常规接桩所导致的额外结构自重和施工难度增加偏大、整体外观质量较差等弊端。

关键词：高桩码头 PHC管桩刚性连接打低桩接桩结构

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高桩码头横梁装配式一体化施工技术

水运工程 2023年第5期 133-136,142页

作者：鲁军陆敏中交第三航务工程局有限公司江苏分公司江苏连云港222042 中交第三航务工程勘察设计院有限公司上海200032

受传统高桩码头现浇横梁存在水上作业施工安全隐患多、施工质量受施工队伍水平及海上风浪影响大、施工效率低等影响,对大体积横梁装配式模板及钢筋笼一体化关键施工技术进行研究,采用TEKLA软件建模、制作,钢筋笼在专业预制场制作、运输... 详细信息

受传统高桩码头现浇横梁存在水上作业施工安全隐患多、施工质量受施工队伍水平及海上风浪影响大、施工效率低等影响,对大体积横梁装配式模板及钢筋笼一体化关键施工技术进行研究,采用TEKLA软件建模、制作,钢筋笼在专业预制场制作、运输至现场起吊安装工艺。结果表明,横梁装配式一体化技术能有效节约工程施工造价、提升横梁整体质量、缩短工期、提高作业安全性。

关键词：高桩码头装配式横梁一体化

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高桩码头抗震简化分析方法

吉林大学学报（地球科学版） 2021年第5期51卷 1523-1534页

作者：张安琪苏雷凌贤长唐亮王建峰焉振青岛理工大学土木工程学院山东青岛266033 哈尔滨工业大学土木工程学院哈尔滨150001 交通运输部天津水运工程科学研究所天津300000

国际贸易的迅速发展,加快了港口工程建设的速度,同时对港口工程的抗震性能提出了更高的要求。高桩码头作为港口工程中最常用的结构型式之一,在我国港口工程建设方面得到了广泛应用。目前对高桩码头的抗震简化分析方法以及桩基特性对高... 详细信息

国际贸易的迅速发展,加快了港口工程建设的速度,同时对港口工程的抗震性能提出了更高的要求。高桩码头作为港口工程中最常用的结构型式之一,在我国港口工程建设方面得到了广泛应用。目前对高桩码头的抗震简化分析方法以及桩基特性对高桩码头地震响应的影响方面研究较少。基于此,本文利用开源有限元数值计算平台OpenSees,介绍了高桩码头简化分析方法模型的建立途径,并分析了桩基特性参数对高桩码头关键地震响应量的影响。研究结果表明:钢筋弹性模量对码头桩基的地震响应影响较小,可减少考虑;钢筋的强化阶段对截面达到屈服曲率后的弯矩承载力起主要作用;混凝土抗压强度的增加可降低结构的位移响应峰值;过大或过小的混凝土抗压强度和钢筋屈服强度,都不利于码头结构对地震能量的耗散。

关键词：高桩码头桩-土相互作用弯矩-曲率地震响应参数分析

高桩码头水下爆炸缩比模型试验与毁伤模式研究

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高桩码头水下爆炸缩比模型试验与毁伤模式研究

作者：冯晓远中北大学

学位级别：硕士

我国属于一个海洋大国,舰艇承担着海上侦查、训练、运输等任务,为维护我国海洋权益提供了巨大的保障。而军用码头作为舰艇的后方依托又承担着战时舰艇停泊、装卸物资、检修等任务。本文以军用高桩码头作为研究对象,其结构为透空结构,适... 详细信息

我国属于一个海洋大国,舰艇承担着海上侦查、训练、运输等任务,为维护我国海洋权益提供了巨大的保障。而军用码头作为舰艇的后方依托又承担着战时舰艇停泊、装卸物资、检修等任务。本文以军用高桩码头作为研究对象,其结构为透空结构,适用于软土地基区域,码头上部为混凝土浇筑的面板,由打入地底深度几十米的桩基支撑,由于其长度为几百米,又属于超静定结构,因此一般当量的弹药进行空爆或侵彻爆炸很难将其摧毁,为此本文以水下爆炸作为毁伤条件,对高桩码头的毁伤模式进行探究。首先,本文对以往高桩码头试验进行分析,包括毁伤机理,如气泡射流、气泡脉动、冲击波等对其毁伤,并发现以往码头试验不足之处,其主要原因在于高桩码头属于超静定结构,加之不合理的缩比,使得远距离爆炸很难使其产生毁伤。因此国内对高桩码头的实验,为了使码头产生破坏,往往将爆源设置在码头下方,这也造成国内对高桩码头的毁伤研究多集中在混凝土结构的抗爆性能上。其次,本文从高桩码头易损性出发,分析出高桩码头在经受爆炸后,属于不易损坏结构。为了探究高桩码头毁伤模式,首先先对码头目标特性和典型的打击武器进行介绍和分析,后在前人研究的基础上对高桩码头毁伤模式进行总结。再次,本文从经济角度和缩短试验周期角度出发,通过相似定理,对高桩码头进行了1:3的缩比,对不相似的物理量进行了特殊处理,同时本文还对爆源进行了可靠的缩比设计,使高桩码头模型与原型满足几何相似、运动相似、动力相似,确保此次高桩码头试验所呈现出的毁伤模式与原型一致。从以往高桩码头毁伤机理的基础上,对此次高桩码头所要测量数据进行了归纳。并对此次试验所采用的测量技术进行了介绍,如双目测量原理、应变片测试原理、低频振子原理等。最后,本文对此次试验数据进行了分析,包括加速度、应变、位移等数据,并在此基础上,对码头的毁伤模式及机理进行分析总结:(1)高桩码头的毁伤包括由冲击波、气泡脉动、射流等原因造成的桩基损伤。(2)由于高桩码头重心高,水下爆炸产生巨大波浪,在侧面强冲击下容易激发其低阶模态形成共振大变形,从而提出了整体位移使整个桩基断裂的毁伤模式。

关键词：高桩码头缩比相似桩基位移