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原文传递桩式码头水平荷载动力响应分析

论文题名：	桩式码头水平荷载动力响应分析
关键词：	桩式码头;水平荷载;动力响应;结构力学方法
摘要：	高桩码头是一种常见并重要的码头结构形式，在我国沿海及长江沿岸软土地区有着广泛的应用。船舶在靠泊码头时，通常会对码头产生一定的水平动力作用。船舶荷载是大型码头尤其是外海开敞式码头的重要荷载，有时甚至是控制性荷载。在传统的码头安全设计过程中，一般将船舶荷载这类动力作用转化为静力荷载施加在码头上，这样的处理方式，显然忽略了码头和船的相互作用以及码头自身的动态响应。随着船舶的大型化，码头的水平动力特性就越发的不能忽视。本文以长江某高桩码头为原型，运用大型有限元软件进行仿真模拟研究，对其进行了模态分析、船舶碰撞分析、整体横向刚度分析。文章提出了高桩码头水平动力分析方法并得出结论，可以为实际码头工程提供有效的参考，具有重要的工程指导意义。　　(1)通过对码头进行模态分析，研究得出了高桩码头的自振频率和所对应的自振振型，从而可以避免受到特定频率的外部激励而产生共振。研究发现了码头结构的刚度薄弱部位，以便于类似工程设计时的安全增强改进。　　(2)通过节点刚度矩阵和结构力学方法的分析研究，提出了高桩码头桩基位移计算分析方法，可以分析码头的横向刚度，较好地计算码头的整体横向位移，为工程提供有效的参考依据。　　(3)研究建立了高桩码头在船体的靠泊撞击过程中产生撞击力的时程形态曲线。研究发现:撞击过程中撞击力由零增至最大值后减小，曲线为倒三角形态。撞击力峰值略大于理论计算值7.2％。结论与经验值吻合。　　(4)通过分析研究码头动态模型和静态模型的受力性状发现:在位移和应力最大值方面，动态模型均大于静态模型，分别为14.5％和10.6％。但是在应力和位移的分布位置上二者具有一定的差别，动态模型最大值出现在桩身中部而静态模型则出现在桩与梁的连接处。　　(5)动态模型能够完整的观察到整个碰撞过程中应力、应变、位移、能量等特性随着时间变化的过程，并且能对结构的受力分布情况有更好的反映。因此动力模型相比于静力模型更加符合工程实际，更有利于保证结构物的安全。
作者：	陆南辛
专业：	港口、海岸及近海工程
导师：	谢耀峰
授予学位：	硕士
授予学位单位：	东南大学
学位年度：	2014
正文语种：	中文