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1、第33卷第9期長江科學(xué)院院報(bào)V〇1.33N〇.92016年9月JournalofYangtzeRiverScientificResearchInstituteSep.2016doi：10.11988/ckyyb.201505502016,33(09)：128-132,137某高樁碼頭樁基受力有限元分析及結(jié)構(gòu)損傷研究趙安平李昊潔2,俞紅升3,肖為民4(1.中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所，北京100029;2.長江科學(xué)院科研計(jì)劃處，武漢430010;3.中國建筑科學(xué)研究院上海分院，上海200023;4.北京市住宅建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司，北京100005)摘要:為研究高樁碼頭樁基受力及結(jié)構(gòu)損
2、傷，對某高樁碼頭3類典型斷面進(jìn)行有限元數(shù)值模擬，并對基樁進(jìn)行承載力計(jì)算分析;之后，將數(shù)值模擬結(jié)果與現(xiàn)場樁基結(jié)構(gòu)損傷檢測結(jié)果作比較，二者吻合較好，從而驗(yàn)證了理論分析的正確性，并最終給出受損部位的加固措施。根據(jù)基樁承載力有限元分析及實(shí)測結(jié)果，可以斷定基樁頂部（距樁帽下方1~2m)為最易受損部位;對于碼頭3種斷面類型，應(yīng)盡量避免使用斷面1、斷面2的形式，原因是這2類斷面的水平承載力太小，極易受水平力作用而在使用過程中發(fā)生損壞;提出2種加固基樁受損部位的措施，增大樁帽截面法和鋼抱箍法，但在具體修復(fù)時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況在考慮時(shí)間因素、經(jīng)濟(jì)效益的前提下，認(rèn)真總結(jié)比較這2種措施的優(yōu)缺點(diǎn)，靈活選用修復(fù)措施
3、，對樁基受損部位進(jìn)行妥善處理。關(guān)鍵詞:樁基工程;高樁碼頭;有限單元法;結(jié)構(gòu)損傷;承載力分析;加固措施中圖分類號:P473文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A文章編號1001-5485(2016)09-0128-05時(shí)，通常通過清淤撈淺來加大水深，而為了與陸上交1通相銜接，碼頭后方卻往往必須填高。這種前挖后研究背景填的人為施工以及水下岸坡沖淤演變勢必造成碼頭高粧碼頭是淤泥質(zhì)海岸及河口地區(qū)普遍采用的結(jié)構(gòu)體系受力條件的改變，引起碼頭前后承臺(tái)的不一種碼頭結(jié)構(gòu)形式,主要由混凝土大管粧、前后承臺(tái)均勻沉降，以及碼頭結(jié)構(gòu)的水平位移。這種碼頭位和回填區(qū)組成。此類碼頭一般情況下的使用壽命為移有時(shí)可達(dá)幾十厘米，由此產(chǎn)生的事故在我國
4、港口15a,但建成后10a之內(nèi)，往往會(huì)出現(xiàn)不同程度的損工程中屢見不鮮[5-101。傷，甚至危及碼頭的安全運(yùn)營。據(jù)對我國使用7?另外，打人地基的粧將上部結(jié)構(gòu)的荷載傳到地25a的高粧碼頭進(jìn)行的抽查結(jié)果發(fā)現(xiàn)，有損壞或嚴(yán)基深處，基粧除了支撐上部結(jié)構(gòu)外，同時(shí)對碼頭擋土重?fù)p壞的比例高達(dá)89%。但目前我國大多數(shù)的高墻區(qū)域的岸坡有穩(wěn)定作用，可見基粧在高粧碼頭結(jié)粧碼頭都沒有進(jìn)行系統(tǒng)的健康監(jiān)測和診斷[1-31。構(gòu)中起關(guān)鍵作用[
5、11。但是，由于基粧受到后方土體蠕動(dòng)、碼頭變形作用造成基粧傾斜變位甚至斷裂的造成高粧碼頭結(jié)構(gòu)損傷的原因主要為：現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生;低潮時(shí)受船舶撞擊造成基粧破損、傾(1)施工質(zhì)量。對于這種長
6、40?50m的混凝斜甚至斷裂缺失的事故頻發(fā);還有其他原因引起的土大管粧，打粧偏心和打粧振動(dòng)經(jīng)常會(huì)導(dǎo)致粧體局基粧破損也很多[12-151。因此,本文在具體分析某高部破損甚至斷粧。另外，在回填區(qū)進(jìn)行的拋石回填粧碼頭基粧病害的基礎(chǔ)上提出2種加固措施，并對作業(yè)也會(huì)引起附近管粧大位移側(cè)彎,從而產(chǎn)生局部這2種不同的加固修復(fù)方案進(jìn)行對比研究,分析和損傷。研究結(jié)果將對類似港口碼頭的安全運(yùn)營及當(dāng)?shù)厝藗?2)環(huán)境侵蝕和材料老化。在潮水漲跌及浪溉的生命財(cái)產(chǎn)安全有重要的意義。區(qū)段，水壓力對混凝土管粧內(nèi)裂縫的擴(kuò)張作用，以及鹽水侵蝕作用也容易導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的局部損傷。(3)載荷的長期效應(yīng)和船只撞擊等突發(fā)效應(yīng)都2數(shù)值案例分
7、析有可能造成結(jié)構(gòu)的損傷。2.1碼頭概況(4)碼頭不均勻沉降和水平位移[41。某碼頭于1990年建成，總長450m、寬38.5m;當(dāng)運(yùn)營期碼頭的前沿水深不能滿足泊位需要采用高粧板梁結(jié)構(gòu)，排架間距8.0m,上部結(jié)構(gòu)采用收稿日期:2015-07-02;修回日期:2015-08-19作者簡介:趙安平（1982-),男，山西大同人，博士研究生,主要從、地質(zhì)工程等方面的科研工作，（電話）010-82998221(電子信箱）Yzliaoanpiiig0205@163.com。第9期趙安平等某高樁碼頭樁基受力有限元分析及結(jié)構(gòu)損傷研究129現(xiàn)澆橫梁、預(yù)制縱梁、預(yù)制面板，基礎(chǔ)采用012OOPHC管粧，粧長1
8、8?31m,圖1為碼頭泊位現(xiàn)場照。圖1某高樁碼頭現(xiàn)場照片F(xiàn)ig.1Scenephotoofahigh-piledwharf針對某高粧碼頭結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，依據(jù)高粧碼頭粧型的不同,對受損原因進(jìn)行機(jī)理分析。模型為準(zhǔn)三維模型,在垂直紙面方向拉伸1m的厚度，原點(diǎn)設(shè)在擋土墻與平臺(tái)連接處?？紤]碼頭和平臺(tái)之間的地震縫（6cm)及平臺(tái)與擋土墻之間的地震縫（10cm)。2.2碼頭斷面尺寸和模型概化碼頭常見的斷面形式有3類,分別是無斜粧（斷面1)、對稱斜粧(斷
