钢管板桩结构位移分析

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水运工程
２０１８ 年
弹性线法计算往往偏于危险ꎻ 竖向弹性地基梁法 可适用于单锚和多锚板桩墙的任何工作状态包括 不同刚度、 不同支撑条件以及边界条件ꎬ 应用范 围广ꎬ 并能考虑锚碇点位移的影响ꎬ 是近年来推 广采用的方法ꎬ 只是用此法计算时水平地基反力 系数的确定要慎重 ３￣４ ꎮ
摘要: 钢管组合板桩结构作为一种新型板桩结构ꎬ 在大型深水码头中应用在国内尚无工程实例ꎮ 此种新型结构计算方
法尚未成熟ꎬ 在设计计算中采用规范简化方法无法对结构位移进行全面分析ꎬ 有必要运用多种数模软件进行计算分析ꎬ 同
时结合施工的步骤ꎬ 全面分析结构受力ꎬ 为设计提供技术支撑ꎮ 结合某 ２０ 万 ＤＷＴ 集装箱深水码头工程ꎬ 利用 Ａｕｔｏｄｅｓｋ
题变得更加复杂 １￣２ ꎮ 目前ꎬ 板桩码头计算理论以传统计算理论为
主ꎬ 板桩规范列出的计算方法有弹性线法或竖向 弹性地基梁法ꎮ 弹性线法仅适用于单锚板桩墙的 弹性嵌固状态ꎬ 按该法计算出的板桩墙内力与板 桩墙的刚度无关ꎬ 对大刚度的深水泊位板桩墙用
收稿日期: ２０１７￣１１￣１５ 作者简介: 戴江山 (１９８５—) ꎬ 男ꎬ 硕士ꎬ 工程师ꎬ 从事港口工程设计ꎮ
Ｒｏｂｏｔ、 ＰＬＡＸＩＳ、 ＡＢＡＱＵＳ 等软件进行计算ꎬ 得出一致结论: 本工程设计施工工序合理ꎬ 位移可控ꎻ 大部分位移发生在施工
期且位于桩顶ꎬ 最大水平位移 １０ ｃｍ 左右ꎮ 该设计方法和结论为类似工程设计提供参考ꎮ
关键词: 钢管板桩结构ꎻ Ａｕｔｏｄｅｓｋ Ｒｏｂｏｔꎻ ＰＬＡＸＩＳꎻ ＡＢＡＱＵＳꎻ 有限元ꎻ 位移
Ａｂｓｔｒａｃｔ Ａｓ ａ ｎｅｗ ｔｙｐｅ ｏｆ ｓｈｅｅｔ ｐｉｌｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｓｔｅｅｌ ｔｕｂｕｌａｒ￣ｓｈｅｅｔ ｐｉｌｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｈａｓ ｎｅｖｅｒ ｂｅｅｎ ａｐｐｌｉｅｄ ｉｎ
ｌａｒｇｅ￣ ｓｃａｌｅ ｄｅｅｐ ｗａｔｅｒ ｄｏｃｋｓ ｉｎ ｄｏｍｅｓｔｉｃ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｉｎｓｔａｎｃｅ. Ｔｈｉｓ ｎｅｗ ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｉｓ ｎｏｔ ｙｅｔ ｍａｔｕｒｅ ａｎｄ ｃａｎｎｏｔ ｂｅ ｕｓｅｄ ｉｎ ｏｖｅｒａｌｌ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ ｗｈｅｎ ｄｅｓｉｇｎ ｃａｌｃｕｌａｔｅ ｉｎ ａ ｓｉｍｐｌｉｆｉｅｄ ｗａｙ.Ｓｏ ｉｔ ｉｓ ｎｅｃｅｓｓａｒｙ ｔｏ ｃｏｎｄｕｃｔ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｂｙ ｖａｒｉｏｕｓ ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｓｏｆｔｗａｒｅｓ ａｎｄ ｃｏｎｎｅｃｔ ｔｏ ａｌｌ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｔｏ ａｎａｌｙｚｅ ｔｈｅ ｆｏｒｃｅ.Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｃａｎ ｐｒｏｖｉｄｅ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｓｕｐｐｏｒｔ ｆｏｒ ｄｅｓｉｇｎ.Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｃｅｒｔａｉｎ ２００ ｔｈｏｕｓａｎｄ ＤＷＴ ｃｏｎｔａｉｎｅｒ ｄｅｅｐ ｗａｔｅｒ ｄｏｃｋ ｐｒｏｊｅｃｔ ａｎｄ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｂｙ ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ｓｏｆｔｗａｒｅｓ ｓｕｃｈ ａｓ Ａｕｔｏｄｅｓｋ Ｒｏｂｏｔ ＰＬＡＸＩＳ ａｎｄ ＡＢＡＱＵＳ ｗｅ ｏｂｔａｉｎ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｆｏｌｌｏｗｉｎｇ ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎｓ ｔｈｅ ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ ｉｓ ｃｏｎｔｒｏｌｌａｂｌｅ ｗｉｔｈ ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ ｍｏｓｔ ｏｆ ｔｈｅ ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｓ ｏｃｃｕｒ ｉｎ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｐｅｒｉｏｄ ａｎｄ ｌｏｃａｔｅｄ ａｔ ｔｈｅ ｔｏｐ ｏｆ ｔｈｅ ｐｉｌｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｍａｘｉｍｕｍ ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ ｉｓ ａｂｏｕｔ １０ ｃｍ.Ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎｓ ｃａｎ ｐｒｏｖｉｄｅ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｔｏ ｓｉｍｉｌａｒ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｄｅｓｉｇｎ.
中图分类号: Ｕ ６５６������ １
文献标志码: Ａ
文章编号: １００２￣ ４９７２(２０１８)０６￣ ０２５７￣ ０７
Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ ｏｆ ｓｔｅｅｌ ｔｕｂｕｌａｒ￣ｓｈｅｅｔ ｐｉｌｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ
ＤＡＩ Ｊｉａｎｇ￣ｓｈａｎ ＷＵ Ｈｕｉ ＣＣＣＣ Ｔｈｉｒｄ Ｈａｒｂｏｒ Ｃｏｎｓｕｌｔａｎｔｓ Ｃｏ. Ｌｔｄ. Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０００３２ Ｃｈｉｎａ
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ ｓｔｅｅｌ ｔｕｂｕｌａｒ￣ｓｈｅｅｔ ｐｉｌｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ Ａｕｔｏｄｅｓｋ Ｒｏｂｏｔ ＰＬＡＸＩＳ ＡＢＡＱＵＳ ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ
ｍｅｔｈｏｄ ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ
板桩墙作为一种支挡结构ꎬ 无论是采用何种 材料形式及何种结构ꎬ 其涉及的主要科学问题是 板桩墙与墙后土体的相互作用关系ꎮ 由于板桩码 头的前墙具有半柔性、 柔性的特点ꎬ 在承受设计 荷载下ꎬ 结构本身容易发生弯曲变形ꎬ 其幅度对 土压力的大小分布有着重要的影响ꎬ 这就使得问
２０１８ 年 ６ 月 第 ６ 期 总第 ５４３ 期
水运工程 Ｐｏｒｔ ＆ Ｗａｔｅｒｗａｙ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
Ｊｕｎ������ ２０１８ Ｎｏ������ ６ Ｓｅｒｉａｌ Ｎｏ������ ５４３
钢管板桩结构位移分析
戴江山ꎬ 吴 辉
( 中交第三航务工程勘察设计院有限公司ꎬ 上海 ２０００３Βιβλιοθήκη Baidu)
二维或三维数模分析法是将桩、 土及锚碇结 构等用有限元法或有限差分法进行二维或三维模 拟ꎬ 是一种计算精确的分析方法ꎬ 该方法能模拟 一些复杂的相互影响ꎬ 比如施工方法 ( 不同的施 工顺序)、 不同开挖深度、 墙体材料刚度、 回填土 的类别及被动土压力等ꎬ 能很好考虑土体、 墙体、 拉杆、 锚碇结构的刚度及各个阶段应力状态(弹性 及塑性) ꎮ