鋼護(hù)筒嵌巖樁框架碼頭樁柱與聯(lián)系撐節(jié)點(diǎn)受力特性研究.pdf

1、鋼護(hù)筒嵌巖樁框架結(jié)構(gòu)作為一種新的碼頭結(jié)構(gòu)型式在內(nèi)河港口碼頭建設(shè)中應(yīng)用廣泛。鋼護(hù)筒嵌巖樁框架碼頭共設(shè)兩層縱橫聯(lián)系撐，上層為鋼筋混凝土縱橫撐，下層為鋼縱橫撐，在復(fù)雜的受力條件下，框架碼頭節(jié)點(diǎn)的受力狀況對(duì)碼頭結(jié)構(gòu)受力起控制作用，但目前針對(duì)框架碼頭結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)受力的研究成果比較匱乏。本文基于“十二五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃課題“山區(qū)河流渠化河段港口碼頭建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)研究”，通過(guò)大比尺(1:10)室內(nèi)模型試驗(yàn)、數(shù)值模擬等方法對(duì)框架碼頭節(jié)點(diǎn)的受力特性進(jìn)行了研究

2、。主要研究工作及成果如下:
　　(1)以碼頭結(jié)構(gòu)整體模型為依托，制定了碼頭節(jié)點(diǎn)的試驗(yàn)方案。試驗(yàn)共布置了104個(gè)測(cè)點(diǎn)，設(shè)置了7種撞擊力加載工況，得到了不同荷載工況下節(jié)點(diǎn)各組成構(gòu)件的應(yīng)變以及構(gòu)件橫截面的剪應(yīng)力分布情況。
　　(2)基于模型試驗(yàn)，揭示了鋼護(hù)筒嵌巖樁—鋼縱橫撐節(jié)點(diǎn)、鋼護(hù)筒嵌巖樁—鋼筋混凝土縱橫撐節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力應(yīng)變特性。撞擊力作用下，鋼—鋼節(jié)點(diǎn)各構(gòu)件橫截面剪應(yīng)力由大到小依次為鋼橫撐、鋼縱撐、鋼護(hù)筒;鋼—砼節(jié)點(diǎn)各構(gòu)件橫截面剪

3、應(yīng)力由大到小依次為鋼護(hù)筒、立柱、鋼筋混凝土橫撐、鋼筋混凝土縱撐。對(duì)鋼—鋼節(jié)點(diǎn)間鋼橫撐進(jìn)行應(yīng)變分析，得到了撞擊力在各節(jié)點(diǎn)間沿傳遞路徑呈減小趨勢(shì)。
　　(3)通過(guò)分析不同撞擊水位下對(duì)節(jié)各構(gòu)件的應(yīng)變曲線，獲得了撞擊力作用水位變化對(duì)節(jié)點(diǎn)各構(gòu)件、樁身、排架受力的影響規(guī)律。對(duì)于鋼—鋼反L型節(jié)點(diǎn)，鋼橫撐隨應(yīng)變作用水位的降低而增大，鋼縱撐應(yīng)變隨作用水位的降低而減小;對(duì)于鋼—鋼L型節(jié)點(diǎn)，鋼橫撐應(yīng)變隨作用水位的降低逐漸減小，鋼縱撐應(yīng)變受作用水位變化影

4、響較小。鋼護(hù)筒的應(yīng)變?cè)谂c鋼縱撐形成節(jié)點(diǎn)處會(huì)發(fā)生突變，且撞擊力作用點(diǎn)離節(jié)點(diǎn)所在位置越近，鋼護(hù)筒應(yīng)變值突變?cè)矫黠@。碼頭結(jié)構(gòu)排架中，受節(jié)點(diǎn)的影響，在撞擊力作用下產(chǎn)生最大應(yīng)變的樁會(huì)發(fā)生改變，高水位撞擊時(shí)為最后排樁，低水位撞擊時(shí)為最前排樁。
　　(4)在合理選取材料本構(gòu)關(guān)系模型和鋼護(hù)筒與樁芯鋼筋混凝土接觸關(guān)系的基礎(chǔ)上，建立了鋼—鋼反L型節(jié)點(diǎn)、鋼—砼L型節(jié)點(diǎn)的局部有限元模型并提出了節(jié)點(diǎn)構(gòu)造的優(yōu)化方案，對(duì)于鋼—鋼反L型節(jié)點(diǎn)可在鋼縱撐下側(cè)與鋼護(hù)筒