高樁墩式碼頭在非正常撞擊作用下的動(dòng)力響應(yīng)分析.pdf

1、高樁碼頭憑借其結(jié)構(gòu)簡單、施工快速方便、承載力高、地基適應(yīng)能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在淤泥質(zhì)海岸得到了廣泛的應(yīng)用。碼頭在正常運(yùn)營期間很有可能會(huì)受到船舶非正常撞擊這種偶然荷載的作用，國內(nèi)外曾出現(xiàn)過多起船舶撞擊碼頭的事故，造成了很大的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。雖然這種撞擊荷載發(fā)上的概率較小，但一旦出現(xiàn)，荷載的量值非常大，因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中也需要加以考慮。
　　《港口工程荷載規(guī)范》（JTS144-1-2010）只規(guī)定了船舶正常靠泊，即在低速、有護(hù)舷緩沖的情況

2、下的撞擊力計(jì)算公式。船舶非正常撞擊研究在碼頭結(jié)構(gòu)領(lǐng)域成果較少。在查閱國內(nèi)外關(guān)于船舶與其他結(jié)構(gòu)撞擊的文獻(xiàn)成果后發(fā)現(xiàn)，橋梁領(lǐng)域中橋墩防撞與高樁碼頭非正常撞擊問題相似，都涉及到結(jié)構(gòu)-樁-土相互作用等關(guān)鍵問題，其中不乏一些研究成果已經(jīng)被寫入了規(guī)范，在工程設(shè)計(jì)過程中得到了廣泛的應(yīng)用。但這些規(guī)范中大多采用靜力等效方法，沒有考慮土-結(jié)構(gòu)-船舶撞擊過程中的動(dòng)力響應(yīng)問題。有限元是解決撞擊問題的一個(gè)很好的方法，無論是考慮撞擊力的計(jì)算，還是樁土相互作用模擬，

3、均可利用該手段。伴隨著計(jì)算理論的日益成熟，有限元軟件已經(jīng)比較完善，可以精確模擬樁土結(jié)構(gòu)在船舶撞擊力下的應(yīng)力、位移變化過程，可以得到精確的撞擊力隨時(shí)間變化的動(dòng)力碰撞曲線。
　　本文基于ABAQUS有限元軟件完成了對船舶撞擊高樁墩臺碼頭過程的模擬，主要工作如下：
　　（1）查閱文獻(xiàn)較為詳細(xì)的研究了結(jié)構(gòu)-樁-土相互作用以及船舶與結(jié)構(gòu)撞擊的研究現(xiàn)狀。
　　（2）對接觸類撞擊仿真模擬過程中常見的理論和問題進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。如：系

4、統(tǒng)阻尼、接觸的算法和收斂、模型邊界類型的選擇和設(shè)置、合理單元尺寸的選擇等。建立了單樁數(shù)值檢驗(yàn)?zāi)Ｐ停梃b同行所作的物理模型試驗(yàn)，反復(fù)檢驗(yàn)所采用方法和參數(shù)選取的合理性，為后文復(fù)雜的高樁墩式碼頭整體數(shù)值模型的建立做好鋪墊。
　?。?）建立高樁墩式碼頭有限元模型，對于次要因素進(jìn)行合理的簡化，詳細(xì)考慮包括土體的非線性響應(yīng)，塑性變形，樁土間脫離、滑移，以及群樁效應(yīng)等樁土間非線性特性。最終得出墩臺撞擊點(diǎn)位移以及墩臺撞擊力時(shí)程曲線等結(jié)果。