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预应力混凝土靠船桩动力性能研究
| 论文题名： | 预应力混凝土靠船桩动力性能研究 |
| 关键词： | 预应力混凝土;靠船桩;Timoshenko梁模型;动力响应;ANSYS有限元 |
| 摘要： | 大型船舶靠泊码头时往往会对码头产生巨大的撞击力作用。为了减少码头所受的撞击力、延长码头使用寿命，通常在码头前沿设置防冲设施，靠船桩是港口水工结构中采用的主要防冲设备形式之一。它是由在码头前沿打入土中的直桩和在直桩顶与码头之间设有橡胶缓冲垫组成。其功能是在码头前沿直接承受船舶的撞击荷载，利用桩本身的弹性变形和橡胶冲垫的变形来吸收船舶的巨大撞击能量。 本文在前期试验研究成果之上，对预应力混凝土靠船桩动力性能进行研究。通过对预应力混凝土靠船桩实际工作状况的分析，采用Winklcr模型、Pasternak模型以及基于Timoshenko梁理论的弹性地基梁模型分别推导预应力混凝土靠船桩在撞击荷载下的动力响应，给出了各模型的频率或频率方程。对三种模型进行分析比较，阐述了在分析桩的横向动力响应中引入Timoshenko梁模型的必要性。推荐计算预应力混凝土靠船桩动力响应的最佳模型--基于Timoshenko梁理论的弹性地基梁模型，为工程分析与设计提供了一种新的途径。 借助于ANSYS有限元软件，对模型中的20种工况分别进行了对应的有限元动力非线性数值计算。着重分析研究混凝土强度和预应力度对预应力混凝土靠船桩变形性能在动载作用下的影响。通过动力分析计算，综合考虑高强度混凝土应用于预应力构件中的优势及其在变形性能方面的劣势，建议混凝土强度采用C60，初始张拉控制应力为0.7fplk并由此计算出的变形能反算出靠船桩所能承受的靠泊船型在500～800吨之间。 在实际工程中，倘若与其它缓冲材料组合使用，必将获得更经济、安全的防护系统，从而对码头提供更好的保护，并将作用在码头上的撞击力减至最小。 |
| 作者： | 吴同情 |
| 专业： | 水工结构工程 |
| 导师： | 许锡宾 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2008 |
| 正文语种： | 中文 |
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