轻型码头结构优化及计算方法研究

论文摘要

港口为体现国家竞争力的重要战略资源,未来港口建设任务十分艰巨。我国经30多年的建港高潮,近岸易开发岸线已基本开发殆尽,船舶大型化要求港口向离岸、深水化发展。建设现代化的离岸深水港是开发国家宝贵深水岸线资源、解决沿海港口通过能力不足和缺少大型深水专业化泊位的必然选择。我国离岸深水码头建设起步迟、技术积累少,设计计算方法不成熟,手段落后。鉴于此种情况,很有必要开展大型离岸深水码头结构计算方法研究。本文结合大连新港新建30万吨级(兼靠45万吨)进口原油码头工程,以轻型码头结构靠船墩为研究对象,根据工程实地条件及使用要求,对轻型码头结构进行优化和计算方法研究。研究的重点内容为：结构选型与优化、结构强度计算、结构稳定性分析、结构动力反应分析、结构疲劳分析和结构管节点构造分析。本文解决了依托工程以下技术问题：确定合理的结构型式和准确的计算方法。依托工程推荐结构型式为四桩轻型码头,其位于海中部分的体积小,所受波浪、水流力小,依靠结构受力而不是像重力式结构依靠自身重量维持稳定性,造价不像重力式结构随着码头水深的增加而剧烈增加。推荐结构在波浪载荷与撞击力载荷作用下,动力响应不明显,可不计其动力影响。推荐结构管节点构造满足静力要求,并通过疲劳分析满足波浪载荷和撞击力载荷作用下50年的使用寿命。同时,轻型码头结构整体施工条件相对较宽松,在陆上加工一次成型后,方驳运输至现场沉放固定,这样大部分工作量在陆上完成,可减少海上工作量和缩短工期。本文所研究的新型码头可广泛应用于离岸深水港,促进我国港口的进一步发展。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 工程背景与研究意义
• 1.2 国内外研究概况
• 1.2.1 国内、外码头结构型式
• 1.2.2 国内、外大型开敞式码头结构计算方法
• 1.3 本文主要研究内容
• 2 轻型码头结构优化
• 2.1 轻型码头结构型式与受力特点分析
• 2.1.1 轻型码头结构型式简介
• 2.1.2 轻型码头结构受力特点分析
• 2.1.3 轻型码头结构优化限定条件
• 2.2 依托工程结构优化
• 2.2.1 工程概况
• 2.2.2 设计荷载及荷载组合
• 2.2.3 依托工程结构优化思路和措施
• 2.2.4 依托工程结构方案初选
• 2.2.5 推荐方案优化
• 2.2.6 通过结构构造、连接构造及管节点静力强度校核进行优化
• 2.2.7 通过结构疲劳分析进行优化
• 2.3 本章小结
• 3 轻型码头结构静力计算方法
• 3.1 轻型码头结构整体计算
• 3.2 轻型码头结构静力强度计算
• 3.2.1 钢管构件强度计算
• 3.2.2 钢管混凝土受压构件计算
• 3.2.3 钢管混凝提受拉构件计算
• 3.3 轻型码头结构稳定验算
• 3.3.1 基本概念的理解
• 3.3.2 轻型码头结构稳定验算公式
• 3.3.3 结构整体失稳研究
• 4 轻型码头结构动力计算
• 4.1 轻型码头结构自振特性计算
• 4.2 波浪荷载作用下轻型码头结构动力计算
• 4.3 船舶撞击作用下轻型码头结构动力计算
• 5 轻型码头结构疲劳分析
• 5.1 管节点应力集中系数研究
• 5.2 依托工程结构疲劳校核
• 5.2.1 船舶撞击力下的疲劳损伤
• 5.2.2 波浪荷载下的疲劳损伤
• 5.2.3 结构疲劳寿命
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢