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内河架空直立式码头刚度退化性能研究
| 论文题名： | 内河架空直立式码头刚度退化性能研究 |
| 关键词： | 直立式码头;刚度退化;数值模拟;模态分析;瞬态动力;结构性能 |
| 摘要： | 三峡库区成库后，极大的改善了川江流域的水流条件。高水位历时长，低水位历时短，为航运事业提供了良好的条件。内河架空直立式码头以其吞吐量大、装卸工艺简单、装卸效率高、对大水位变动适应性强等众多优点而被越来越多的运用于实际工程当中。目前，内河架空直立式码头所采用的仍然是全直桩，桩基之间设置纵横联系梁的结构型式。这种结构型式对整体的刚度要求较高，但是内河架空直立式码头工作环境恶劣，承受的荷载种类繁多，在使用的过程中刚度退化较为严重。所以，对于刚度退化后的内河架空直立式码头性能的研究就显得十分必要。 文章采用数值模拟的方法，以实际工程为背景，建立三维有限元模型，分别对刚度退化前后的内河架空直立式码头进行静力分析，模态分析和地震分析，得出刚度退化后码头结构的性能变化特点。论文主要研究内容及结论如下: (1)建立三维有限元模型，选取自重、堆货、系缆力、撞击力和集装箱装卸桥为荷载，对果园港二期工程码头结构进行静力分析，得出码头结构各构件的弯矩、剪力和轴力，确定外荷载的作用下，码头结构的主要受力构件。结合码头结构的传力特点和各构件受外荷载的特点，最终定性的确定内河架空直立式码头结构在使用过程中:桩基、立柱、横梁、轨道梁、钢靠船构件、面板、前边梁和靠船梁的刚度退化较快，而其他构件刚度退化相对较慢。 (2)根据静力学分析的计算结果，参考《民用建筑可靠性鉴定标准》中构件损伤系数与损伤状态之间的关系，设定结构各构件刚度的退化系数，拟定结构刚度退化的两种状态，分别建立有限元模型对结构进行模态分析。将码头结构三种状态下的模态参数进行比较。计算结果显示:结构的模态频率对结构的刚度退化比较敏感，并且随着结构刚度的退化，模态频率会随之减小。 (3)选用EI Centro地震波，根据港区的抗震设防烈度调整峰值后，采用瞬态动力学分析将调整后的加速度时程作为输入，对三种状态下的码头结构进行抗震分析。结果表明:在刚度的退化过程中码头结构的整体变位随着刚度的减小而增加，码头结构构件的内力值先增大后减小，通过进一步的分析了解到，码头结构的桩基和立柱的刚度增加有助于提高结构的抗震性，而上部梁系结构的刚度增加反而会降低结构的抗震性。所以要提高内河架空直立式码头结构的抗震性，可以在满足安全性、适用性和耐久性要求的情况下，适当减小上部梁系的尺寸和数量来减小上部梁系的刚度，达到提高抗震性的目的。 |
| 作者： | 胡沛 |
| 专业： | 水利工程 |
| 导师： | 周世良 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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