辽滨沿海经济区码头桩基布置与计算方法研究

摘要

高桩码头是国内外港口码头常用的结构形式，适用于软土地基。高桩梁板式码头的横向排架跨度较大，能更好的运用桩体承载力，且受力明确，装配程度高，施工速度快，在国内外得到了广泛的应用。针对辽滨沿海经济区码头所在地较为复杂的地质条件，桩基持力层的选择需考虑各种因素，同时需要对桩基设计进行承载力核算和对施工情况进行追踪分析。另外，高桩码头叉桩扭角的布置，也是高桩码头设计中的关键点。高桩码头要承受较大的水平荷载，而结构本身可以承受水平荷载的能力与码头桩基扭角布置有很大的关系。寻找在不同水平荷载组合作用下，高桩码头桩基扭角合理布置方案，可以充分发挥桩基承载力，且对结构抗震和耐久使用等有重要意义。高桩码头的系缆墩作为辅助设施，其结构形式多采用墩台形式，主要承受系缆力。系缆墩的桩基布置形式可以有扇形和叉桩形布置等，由于墩台尺寸有限，寻求合理的系缆墩桩基布置形式将不仅满足设计需要、减少工程费用，在很大程度上给施工带来可行性和有效提高施工效率。作为辽滨经济区内的首个液体化工码头，该码头的桩基建设经验将对后续码头的建设起到促进和指导的作用。
　　本研究主要内容包括：⑴根据地质勘查报告进行桩基初步设计，后结合试桩结果确定合理的桩基持力层。通过对比分析试桩结果中实际桩承载力与计算值的差异，给出单桩承载力的数值及组成，并预测桩基承载力的变化趋势。根据工程施工经验，总结当地地基条件下的沉桩特点和需采取的措施。⑵通过建立码头标准结构段计算模型，分析四种工况条件下，不同叉桩扭角对码头结构位移和桩身弯矩的影响。总结码头结构横向荷载和纵向荷载的控制工况，归纳扭角变化带来的结构响应，给出保证满足桩基承载力且结构位移和弯矩控制在合理范围内的合理叉桩扭角值及其计算方法。⑶建立系缆墩结构的有限元分析模型，将系缆墩扇形式桩基分布和叉桩式桩基分布模型进行对比，分析不同分布形式下单桩承载力的大小和均匀分布的程度，以及桩基各向位移变化和接触泥面位置处位移的变化，总结两种桩基分布形式的适用情况。并根据项目具体情况，从技术、施工条件和综合经济效益方面来分析这两种桩基分布在本项目区域的适用性。⑷研究成果已在辽滨沿海经济区码头中得到运用。通过本文理论研究和计算分析，结合工程应用，总结辽滨经济区高桩码头桩基持力层、桩基扭角布置和系缆墩桩基布置研究结论和经验，分析研究工作的不足和明确今后研究的方向。

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第一章 绪论

1.1研究背景及意义

1.2高桩码头桩基计算和布置研究现状

1.3目前研究存在的问题

1.4本文所做的主要工作

第二章 项目概况

2.1概述

2.2自然条件

2.3设计船型主尺度

2.4高程参数

2.5建筑物等级和主要尺度

2.6工艺荷载

第三章 码头主体结构桩基布置与计算研究

3.1桩基持力层的初步选择

3.2桩基计算与试桩记录对比研究

3.2高桩码头叉桩扭角的比较

第四章 系缆墩桩排布的有限元计算分析

4.1ABAQUS有限元软件的简介

4.2 有限元分析的假定与计算模式

4.3扇形布置

4.4叉桩布置

4.5扇形布置和叉桩布置对比分析

4.6桩基布置工程技术、费用和施工角度对比分析

4.7扇形桩基布置系缆墩应用成果

第五章 结论与展望

5.1计算结论

5.2今后展望

参考文献

致谢