全遮帘式板桩码头结构受力变形分析

论文摘要

板桩码头结构作为港口码头结构的主要型式之一,其优点是施工方便、结构简单、工程造价低、可以在地基允许承载力比较低的软弱地基上建设,而且施工时,先打板桩,后挖墙前港池,大量地减少了土方开挖量。但是,板桩码头结构是薄壁结构,其抗弯能力较差,我国目前建成的板桩码头结构都是中小型泊位,随着码头结构向深水化、大型化发展,板桩码头结构很难满足深水码头急剧增大的弯矩要求。全遮帘式板桩码头结构是我国自主开发的码头结构型式,此结构型式的开发,终于使得板桩码头结构能应用于大型深水化泊位的建设。全遮帘式板桩码头结构所具优点包括：在前板桩后加设了一排钢筋混凝土遮帘桩,遮帘桩承担了一部分土压力,从而减少了作用于前板桩的土压力,改善了前板桩的受力情况；在遮帘桩之间存在土拱效应,土拱将一部分土压力传到遮帘桩上,使得遮帘桩受力增加,减轻了前板桩的受力。目前,对于全遮帘式板桩码头结构的研究不多,结构受力分析方法还不完善。本文基于土拱效应,对全遮帘式板桩码头结构的受力状况及合理桩间距进行了研究分析,为有关工程的设计提供可借鉴的方法。本文依据全遮帘式板桩码头结构的特点,总结了适合全遮帘式板桩码头结构的计算方法,并考虑桩间土拱效应,进行结构受力分析。之后基于几种计算合理桩间距的经典方法,推导出遮帘桩桩间距的计算方法,理论计算出遮帘桩间的合理桩间距。接着再结合一个工程实例,采用MIDAS/GTS做有限元分析,首先分析比较加设遮帘桩之后的全遮帘式板桩结构,在受力与位移方面,比不设遮帘桩的板桩结构有何改善；再通过改变遮帘桩桩间距、遮帘桩与前板桩间距,从桩体位移与弯矩等方面,分析间距改变对结构受力性状的影响,并将分析结果与理论计算相比较,验算理论计算方法的可行性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 本文的研究背景
• 1.2 全遮帘式板桩码头结构的组成、特点及研究意义
• 1.3 国内外研究现状
• 1.3.1 土压力计算理论的发展
• 1.3.2 全遮帘式板桩码头结构上的土压力计算方法
• 1.3.3 全遮帘式板桩码头结构计算方法
• 1.4 本文的研究内容与研究思路
• 第二章 全遮帘式板桩码头结构的受力分析
• 2.1 考虑土拱效应的全遮帘式板桩码头结构的受力分析
• 2.1.1 土拱的基本理论
• 2.1.2 全遮帘式板桩结构中水平卸荷土拱的作用
• 2.1.3 水平卸荷土拱的存在条件
• 2.1.4 水平卸荷土拱形式的确定
• 2.2 全遮帘式板桩码头结构的计算
• 2.2.1 计算模型
• 2.2.2 平行墙理论
• 2.2.3 前板桩与遮帘桩间土体的土压力计算
• 2.2.4 遮帘桩间土体传给前板桩的力
• 2.2.5 前板桩前土压力计算
• 2.2.6 遮帘桩后土压力计算
• 2.2.7 弹性连杆
• 2.2.8 大拉杆、小拉杆
• 2.3 本章小结
• 第三章 遮帘桩间合理桩间距的研究
• 3.1 桩间距计算方法的介绍
• 3.1.1. 潘家铮算法
• 3.1.2 桩间距的下限解
• 3.1.3 王成华算法
• 3.1.4 周德培算法
• 3.1.5 基兹布尔格算法及其改进算法
• 3.1.6 冯君的普氏理论法
• 3.1.7 贾海莉算法
• 3.2 遮帘桩合理桩间距的确定
• 3.2.1 基本假定
• 3.2.2 遮帘桩合理间距的确定
• 3.3 本章小结
• 第四章 全遮帘式板桩码头结构的有限元分析
• 4.1 有限元方法的简介
• 4.2 全遮帘式板桩码头结构的有限元分析
• 4.2.1 工程概况
• 4.2.2 工程地质概况
• 4.2.3 遮帘式板桩码头结构的有限元计算
• 4.3 有限元计算分析结果
• 4.3.1 前板桩弯矩理论计算值与有限元值的对比
• 4.3.2 无遮帘桩与设遮帘桩的结构分析结果对比
• 4.3.3 前板桩与遮帘桩之间间距对结构受力的影响
• 4.3.4 遮帘桩间距对结构受力的影响
• 4.3.5 本文合理桩间距确定方法的计算分析
• 4.4 本章小结
• 结论与建议
• 结论
• 建议
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果
• 致谢
• 附件