T型截面板樁碼頭結構的承載特性與結構優(yōu)化研究.pdf

1、板樁碼頭作為常用的碼頭結構型式之一，其特點是結構簡單，施工方便，對復雜地基條件的適應能力強，但由于前墻的抗彎能力有限，目前板樁碼頭結構多用于中小型碼頭的建設。為適應板樁碼頭深水化發(fā)展的需要，近年來開發(fā)了一些新型板樁碼頭結構，如T型截面板樁碼頭、遮簾式板樁碼頭。T型截面板樁碼頭與傳統(tǒng)的矩形截面板樁碼頭相比，其截面周長大，抗彎模量大，具有承受更大的豎向荷載與水平力荷載、減少碼頭的工后沉降和墻體水平位移的特點；遮簾式板樁碼頭通過在前墻陸側設置

2、一排遮簾樁承擔部分擋土荷載，從而減小前墻所受土壓力。然而，這些結構的承載機理相較傳統(tǒng)的板樁碼頭更為復雜，其受力特性及失穩(wěn)破壞模式尚不明確。本文采用有限元數(shù)值模擬法，對T型截面板樁碼頭結構與遮簾式板樁碼頭的承載特性及穩(wěn)定性進行分析，并將兩者的分析結果進行對比，給出較合理的結構型式，在此基礎上對結構的優(yōu)化設計提出建議，具體內容如下：
　　1.建立了遮簾式板樁碼頭結構的有限元分析模型，根據(jù)加載系數(shù)法與強度折減法的穩(wěn)定性分析步驟，對遮簾式

3、板樁碼頭結構的穩(wěn)定性進行了分析，給出了結構的極限失穩(wěn)模式及穩(wěn)定性安全系數(shù)的確定方法，在此基礎上進一步分析了遮簾樁與前墻間距的設置對于遮簾式板樁碼頭遮簾效果及穩(wěn)定特性的影響規(guī)律。
　　2.建立了T型截面板樁碼頭結構與地基土體相互作用的三維彈塑性有限元分析模型，分別采用加載系數(shù)法與強度折減法分析了T型截面板樁碼頭結構的穩(wěn)定性，得出結構的失穩(wěn)破壞模式，并根據(jù)失穩(wěn)判別準則給出了結構穩(wěn)定性安全系數(shù)的確定方法。鑒于T型截面板樁碼頭與遮簾式板樁

4、碼頭在結構型式上的相似性，將T型截面板樁碼頭結構與同尺寸的遮簾式板樁碼頭進行對比分析，得到了兩種結構在承載特性及穩(wěn)定性方面的差異。
　　3.建立了與T型截面板樁相同截面面積的矩形截面板樁碼頭有限元分析模型，從變形及穩(wěn)定性安全程度方面對兩種結構進行了對比分析，給出了更合理的結構型式。
　　4.利用本文建立的T型截面板樁碼頭結構的穩(wěn)定性分析方法，分析了肋板間距、肋板長度與翼板厚度對于結構穩(wěn)定性的影響，進而對結構尺寸的設計提出了優(yōu)