內(nèi)河架空直立式碼頭結(jié)構(gòu)特性模擬分析.pdf

1、本文結(jié)合西部交通建設(shè)科技項(xiàng)目“內(nèi)河架空直立式集裝箱碼頭結(jié)構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)研究”，采用模型試驗(yàn)和有限元數(shù)值計(jì)算兩種模擬手段，對(duì)內(nèi)河架空直立式碼頭結(jié)構(gòu)特性進(jìn)行了系統(tǒng)深入地分析，并提出了內(nèi)河架空直立式碼頭結(jié)構(gòu)的實(shí)用計(jì)算方法。 物理模型采用1：10的幾何比尺，試驗(yàn)?zāi)M了集裝箱碼頭上的各種荷載(包括岸吊、集裝箱堆載、船舶荷載等)對(duì)碼頭框架結(jié)構(gòu)的作用。模型試驗(yàn)分8種工況進(jìn)行。試驗(yàn)分別模擬并測(cè)試了橫梁、前后排樁柱、前撐，靠系船構(gòu)件、聯(lián)系梁等主要構(gòu)件

2、在最不利工況下的受力狀況。 借助于ANSYS結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件，對(duì)模型試驗(yàn)中的8種工況分別進(jìn)行了對(duì)應(yīng)的有限元數(shù)值計(jì)算。數(shù)值模擬分別建立了平面框架和空間框架兩種模型，計(jì)算得出了在各種工況下結(jié)構(gòu)的受力狀況。從計(jì)算結(jié)果來(lái)看，由于各柱的軸向變形而引起碼頭頂面產(chǎn)生的相對(duì)豎向位移對(duì)碼頭結(jié)構(gòu)受力狀況影響很大。橫梁最大正彎矩出現(xiàn)在第三跨中(從江向岸)；前排樁最大彎矩出現(xiàn)在與前撐聯(lián)結(jié)點(diǎn)處，前排樁的荷載效應(yīng)主要是通過(guò)前撐傳遞的；后排樁彎矩主要是由水平荷載

3、引起的，最大彎矩出現(xiàn)在樁的嵌固點(diǎn)處；立柱與聯(lián)系梁產(chǎn)生的彎矩相對(duì)較小。 通過(guò)比較分析，物理模型試驗(yàn)結(jié)果與有限元計(jì)算結(jié)果能夠較好的吻合。采用平面框架模型進(jìn)行有限元計(jì)算的應(yīng)力值普遍比物理模型試驗(yàn)結(jié)果大，兩者相差在10﹪～40﹪之間；采用空間框架模型計(jì)算的應(yīng)力值與物理模型試驗(yàn)結(jié)果更加吻合，兩者相差在0﹪～30﹪之間。由此可知，空間框架模型比平面框架模型更接近于框架的實(shí)際狀況。 通過(guò)分析數(shù)值計(jì)算和模型試驗(yàn)的結(jié)果及荷載效應(yīng)的傳遞特點(diǎn)

4、，提出了實(shí)用的工程設(shè)計(jì)近似計(jì)算方法。將荷載分為豎向荷載和水平荷載分別作用計(jì)算，然后進(jìn)行迭加。豎向荷載的荷載效應(yīng)計(jì)算時(shí)假定剪力、軸力引起的變形以及剛架側(cè)向位移為零，采用力矩分配法進(jìn)行計(jì)算；水平荷載的荷載效應(yīng)計(jì)算時(shí)假定剛架結(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)角為零，采用無(wú)剪力分配法進(jìn)行計(jì)算；由樁柱軸向變形引起的碼頭頂面豎向位移所產(chǎn)生的荷載效應(yīng)，則簡(jiǎn)化為相應(yīng)結(jié)點(diǎn)的支座位移產(chǎn)生的固端彎矩而進(jìn)行分配和傳遞。通過(guò)對(duì)近似計(jì)算結(jié)果和有限元計(jì)算結(jié)果的比較分析，最大相差約16﹪。建議框