寸滩码头三期工程抗震性能的有限元数值模拟

摘要

直立式码头特别是架空直立式码头因其装卸效率高、通货能力大已开始广泛应用于西部地区内河港口建设中。重庆寸滩集装箱码头三期工程结构型式新颖，环境条件独特，地形地势条件复杂，水位变幅大，为保证码头结构的可靠性，对三期工程架空直立式高桩码头受力特性和抗震性能进行深入研究十分必要。本文采用大型有限元软件ANSYS，对寸滩码头三期工程水平地震荷载作用下的受力性能进行数值模拟，分析了该码头结构的抗震性能，为今后的设计和校核提供相关的参考。论文的主要工作和结论如下：
　　 首先，建立寸滩码头三期工程有限元数值模拟模型，采用模态分析探讨该高桩码头结构的自振特性，并进行了质量参与系数取值分析。
　　 其后，在遭遇多遇地震的情况下，选取振型分解反应谱法和弹性时程方法对结构进行抗震分析，得到结构的整体变形图、轴力分布图和弯矩分布图以及剪力分布图等。
　　 最后，建立寸滩码头三期工程考虑桩土相互作用的三维有限元数值模拟模型，采用时程分析法得出在考虑了桩土相互作用后码头整体变形图、轴力分布图、弯矩分布图、剪力分布图以及各结构内力图等。
　　 根据上述的分析得出以下结论：
　　 ①结构自振最大振幅小，基频低，说明码头比较安全，刚度分布均匀合理。
　　 ②反应谱分析结果略大于时程分析结果，说明目前设计多采用的反应谱方法偏于安全。
　　 ③考虑桩土相互作用的码头结构抗震分析结果小于前两种抗震分析结果，并且结构振动型式更复杂，表明对结构进行抗震分析时，考虑桩土的相互作用是非常必要的。