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长江中下游浮码头系留趸船的柔性定位墩的结构受力特性研究及结构优化
| 论文题名： | 长江中下游浮码头系留趸船的柔性定位墩的结构受力特性研究及结构优化 |
| 关键词： | 系留趸船;柔性定位墩;结构受力特性;结构优化 |
| 摘要： | 随着船舶大型化的发展，浮码头的趸船尺寸也在不断增大，传统的系留趸船的方式如锚链和撑杆系统难以满足大型趸船的定位要求。为提高浮码头泊位的靠泊能力，工程上采用定位墩结构形式来系留大型趸船。文章正是在这种背景下对定位墩进行了结构受力特性研究以及结构优化，主要内容如下: 首先，结合长江中下游浮码头系留趸船的定位墩结构，在总结国内外对船舶-结构碰撞机理研究的基础上，采用外部碰撞机理中的Minosky理论解析法作为船舶-趸船-定位墩系统碰撞的分析方法，推导船舶有效撞击能量的简化计算公式。并研究船舶撞击不同高程时船舶撞击力与船舶有效撞击能量的关系。 其次，依托芜湖市富航物流有限公司码头建设工程，运用ANSYS有限元分析软件建立了定位墩结构的简化数值模型，考虑结构自重、风荷载、水流力、船舶撞击力、船舶系缆力和船舶挤靠力的作用，并对以上几种荷载进行最不利作用效应组合，计算不同工况下定位墩结构的最大位移和各构件的内力值。根据各种工况下轴力、剪力和弯矩极值出现的位置，分析定位墩结构受力最薄弱的位置，并判断定位墩结构前后排钢管桩受力不均匀性。 然后，结合定位墩结构受力最薄弱的位置和前后排桩受力不均匀的情况，对定位墩结构的钢斜撑提出两种优化方案，分别是针对钢斜撑的连接位置的优化和钢斜撑所采用材料的优化。通过对同一截面处前后排桩轴力、剪力和弯矩差值的分析，判断定位墩结构前后排桩受力不均匀性是否降低。 最后，在对定位墩结构钢斜撑材料优化的基础上，对定位墩结构钢管桩提出桩径、桩距和桩数三种优化方案。计算不同桩径、不同桩距下的定位墩结构桩顶位移，绘出桩顶位移与桩径桩距的关系曲线，并在桩径和桩距优化的基础上，提出一种最佳的三根桩定位墩结构的优化方案，比较三根桩与四根桩的定位墩结构受力均匀性。 |
| 作者： | 郝浩 |
| 专业： | 水利工程;港口海岸及近海工程 |
| 导师： | 王多银;汪海生 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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