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分离卸荷式板桩码头结构受力分析及优化研究
| 论文题名： | 分离卸荷式板桩码头结构受力分析及优化研究 |
| 关键词： | 分离卸荷式板桩码头;土压力;数值模拟;结构特点;受力分析;计算公式 |
| 摘要： | 随着船舶吨级不断增加以及码头建设向大型化和深水化方向发展，传统板桩码头型式暴露出了新的问题：即难以满足深水码头中前板墙急剧增大的弯矩要求。为此，中交第一航务工程勘察设计院在半遮帘式和全遮帘式板桩码头型式成功应用的基础上，提出了分离卸荷式连续墙板桩码头型式，该结构的提出和应用，对板桩码头是一次新的提升，一定程度上解决了传统板桩码头向深水化发展过程中存在的问题，不仅具有重要的应用价值，同时也具有十分重要的现实意义。 分离卸荷式板桩码头与传统板桩码头的不同之处在于其前板墙后方设置了卸荷平台和灌注桩，而正是由于这些功能结构的存在，从而具备了其它码头型式无法比拟的优点，一方面，灌注桩可以依靠本身桩体强度承担桩后土体的作用力；同时由于灌注桩是间隔布置的，当港池泥面开挖时，会在灌注桩间产生土拱作用，土拱将桩间土压力传递给灌注桩，使灌注桩受力增加，从而使前板桩受力减小。另一方面由于卸荷平台的存在，使得承台上方土体自重作用于承台，并通过灌注桩传给地基土层，从而减小这部分荷载在前墙面引起的附加侧向土压力。目前，国内外对该结构的研究较少，本文基于土拱作用，卸荷作用以及双排桩理论，对分离卸荷式板桩结构的计算理论进行研究，利用有限元软件对该码头型式进行数值分析，并给出相关结构尺寸的合理值，为相关工程设计提供借鉴。 首先，本文介绍了分离卸荷式板桩码头结构的组成与特点，介绍了郎肯土压力理论，库伦土压力理论，卸荷平台卸荷理论，平行墙理论，土拱理论以及双排桩的土压力分担系数法；然后结合以上理论，导出了该码头型式结构土压力的计算公式：其次，利用有限元软件ANSYS WorkBench对分离卸荷式板桩码头结构进行了建模分析，通过有限元计算结果与离心模型试验结果的对比分析，证明所建有限元模型的正确性，然后将该模型有限元计算结果与理论土压力计算结果进行对比，通过分析验证了该结构土压力计算方法的合理性。再次，利用有限元法，通过比较传统板桩码头与分离卸荷式板桩码头前墙受力状况来分析卸荷平台群桩基础的卸荷效果。最后，分别从灌注桩间距，卸荷平台宽度这两个因素对该结构进行优化，分析相关参数的影响，并给出合理的优化结果。 |
| 作者： | 刘延致 |
| 专业： | 港口、海岸及近海工程 |
| 导师： | 史宏达 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中国海洋大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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