外荷载作用下码头整体内力和位移有限元分析

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目前随着我国航运能力的不断提高,对码头的承载能力和使用寿命的要求也越来越高,现有的码头中有许多已经达到设计寿命或接近设计寿命,如果对这些码头全部重新改建,既不能满足国内经济发展对航运的需要,也不能充分利用现有的码头资源。因此,对旧码头进行正确评估,发挥旧码头的潜能就显得非常重要了。相对于桥梁、工民建等行业,码头结构的检测和评估起步较晚,国内外开展研究的单位也较少。桥梁承受的荷载主要是竖直方向,而码头结构承受多种类型的水平荷载,同时由于海港码头所处的特殊环境,因此可借鉴桥梁等专业的评估经验较少。 本文的目的是为码头评估方法研究提供理论基础,主要进行下列内容的分析:利用有限元计算软件ANSYS建立高桩梁板式码头的数值模型,在ANSYS模型的基础上,按照某码头检测试验的加载方式施加荷载,并将计算结果与检测结果进行比较,验证了模型的准确性和可实现性。在同样的数值模型基础上,对码头施加水平荷载,模拟水平靠船力和系船力等水平荷载,分析了高桩码头在水平荷载作用下桩的弯距等内力分布情况。 本文通过理论计算,得出在竖向荷载作用下,通过对横梁与纵梁之间铰接和固接两种方式的计算,认为横梁为连续梁时能更接近实际的受力情况,研究和设计中应尽可能采用连续梁的形式。在水平系船力作用下,码头各桩顶剪力沿纵梁方向变化不大。但是沿横梁方向变化较大,前排桩剪力比较小,后排桩剪力比较大,在检测评估中,建议选择泥面后排桩进行检测试验。
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