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”，采用模型試驗和有限元數(shù)值計算兩種模擬手段，對內(nèi)河架空直立式碼頭結(jié)構(gòu)特性進行了系統(tǒng)深入地分析，并提出了內(nèi)河架空直立式碼頭結(jié)構(gòu)的實用計算方法。 物理模型采用1：10的幾何比尺，試驗?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)對碼頭框架結(jié)構(gòu)的作用。模型試驗分8種工況進行。試驗分別模擬并測試了橫梁、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)計算軟件，對模型試驗中的8種工況分別進行了對應(yīng)的有限元數(shù)值計算。數(shù)值模擬分別建立了平面框架和空間框架兩種模型，計算得出了在各種工況下結(jié)構(gòu)的受力狀況。從計算結(jié)果來看，由于各柱的軸向變形而引起碼頭頂面產(chǎn)生的相對豎向位移對碼頭結(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)點處，前排樁的荷載效應(yīng)主要是通過前撐傳遞的；后排樁彎矩主要是由水平荷載

3、引起的，最大彎矩出現(xiàn)在樁的嵌固點處；立柱與聯(lián)系梁產(chǎn)生的彎矩相對較小。 通過比較分析，物理模型試驗結(jié)果與有限元計算結(jié)果能夠較好的吻合。采用平面框架模型進行有限元計算的應(yīng)力值普遍比物理模型試驗結(jié)果大，兩者相差在10﹪～40﹪之間；采用空間框架模型計算的應(yīng)力值與物理模型試驗結(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際狀況。 通過分析數(shù)值計算和模型試驗的結(jié)果及荷載效應(yīng)的傳遞特點

4、，提出了實用的工程設(shè)計近似計算方法。將荷載分為豎向荷載和水平荷載分別作用計算，然后進行迭加。豎向荷載的荷載效應(yīng)計算時假定剪力、軸力引起的變形以及剛架側(cè)向位移為零，采用力矩分配法進行計算；水平荷載的荷載效應(yīng)計算時假定剛架結(jié)點轉(zhuǎn)角為零，采用無剪力分配法進行計算；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)，則簡化為相應(yīng)結(jié)點的支座位移產(chǎn)生的固端彎矩而進行分配和傳遞。通過對近似計算結(jié)果和有限元計算結(jié)果的比較分析，最大相差約16﹪。建議框