T型截面板樁碼頭結(jié)構(gòu)的承載特性與結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究.pdf

1、板樁碼頭作為常用的碼頭結(jié)構(gòu)型式之一，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，施工方便，對(duì)復(fù)雜地基條件的適應(yīng)能力強(qiáng)，但由于前墻的抗彎能力有限，目前板樁碼頭結(jié)構(gòu)多用于中小型碼頭的建設(shè)。為適應(yīng)板樁碼頭深水化發(fā)展的需要，近年來(lái)開發(fā)了一些新型板樁碼頭結(jié)構(gòu)，如T型截面板樁碼頭、遮簾式板樁碼頭。T型截面板樁碼頭與傳統(tǒng)的矩形截面板樁碼頭相比，其截面周長(zhǎng)大，抗彎模量大，具有承受更大的豎向荷載與水平力荷載、減少碼頭的工后沉降和墻體水平位移的特點(diǎn)；遮簾式板樁碼頭通過(guò)在前墻陸側(cè)設(shè)置

2、一排遮簾樁承擔(dān)部分擋土荷載，從而減小前墻所受土壓力。然而，這些結(jié)構(gòu)的承載機(jī)理相較傳統(tǒng)的板樁碼頭更為復(fù)雜，其受力特性及失穩(wěn)破壞模式尚不明確。本文采用有限元數(shù)值模擬法，對(duì)T型截面板樁碼頭結(jié)構(gòu)與遮簾式板樁碼頭的承載特性及穩(wěn)定性進(jìn)行分析，并將兩者的分析結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，給出較合理的結(jié)構(gòu)型式，在此基礎(chǔ)上對(duì)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)提出建議，具體內(nèi)容如下：
　　1.建立了遮簾式板樁碼頭結(jié)構(gòu)的有限元分析模型，根據(jù)加載系數(shù)法與強(qiáng)度折減法的穩(wěn)定性分析步驟，對(duì)遮簾式

3、板樁碼頭結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性進(jìn)行了分析，給出了結(jié)構(gòu)的極限失穩(wěn)模式及穩(wěn)定性安全系數(shù)的確定方法，在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步分析了遮簾樁與前墻間距的設(shè)置對(duì)于遮簾式板樁碼頭遮簾效果及穩(wěn)定特性的影響規(guī)律。
　　2.建立了T型截面板樁碼頭結(jié)構(gòu)與地基土體相互作用的三維彈塑性有限元分析模型，分別采用加載系數(shù)法與強(qiáng)度折減法分析了T型截面板樁碼頭結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，得出結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)破壞模式，并根據(jù)失穩(wěn)判別準(zhǔn)則給出了結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性安全系數(shù)的確定方法。鑒于T型截面板樁碼頭與遮簾式板樁

4、碼頭在結(jié)構(gòu)型式上的相似性，將T型截面板樁碼頭結(jié)構(gòu)與同尺寸的遮簾式板樁碼頭進(jìn)行對(duì)比分析，得到了兩種結(jié)構(gòu)在承載特性及穩(wěn)定性方面的差異。
　　3.建立了與T型截面板樁相同截面面積的矩形截面板樁碼頭有限元分析模型，從變形及穩(wěn)定性安全程度方面對(duì)兩種結(jié)構(gòu)進(jìn)行了對(duì)比分析，給出了更合理的結(jié)構(gòu)型式。
　　4.利用本文建立的T型截面板樁碼頭結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性分析方法，分析了肋板間距、肋板長(zhǎng)度與翼板厚度對(duì)于結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的影響，進(jìn)而對(duì)結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計(jì)提出了優(yōu)