有限元軟件在墩式碼頭設(shè)計中的應(yīng)用

摘 要：本文主要結(jié)合工程實例，介紹如何簡化高樁墩臺式碼頭的計算模型，并利用有限元軟件對該結(jié)構(gòu)形式的碼頭進(jìn)行分析計算，根據(jù)計算結(jié)果，開展設(shè)計工作。本文對計算模型的簡化，可作為類似工程提供參考和借鑒的依據(jù)。

關(guān)鍵詞：高樁；墩臺；有限元

1 工程概況

擬建工程坐落于射陽港綜合經(jīng)濟(jì)區(qū)，位于射陽河河口內(nèi)側(cè)，裁灣河南側(cè)岸線，其對面為射陽港電廠。本工程碼頭泊位總計2個，引橋1座，泊位總長度為262.5m，寬度為32m，碼頭頂面高程為+4.0m，碼頭前沿底標(biāo)高為-6.0m，并需滿足風(fēng)電裝運(yùn)基地風(fēng)力發(fā)電機(jī)安裝、調(diào)試及海上運(yùn)輸?shù)囊蟆４a頭主體部分采用高樁梁板的結(jié)構(gòu)型式，根據(jù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組裝工藝設(shè)計，碼頭上共設(shè)置了3個風(fēng)力發(fā)電機(jī)組裝臺位（后稱“風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)”）。

2 簡化計算模型

3 建立有限元模型

4 根據(jù)計算結(jié)果進(jìn)行設(shè)計工作

利用已經(jīng)得到的計算數(shù)據(jù)，可對計算模型進(jìn)行進(jìn)一步的簡化，例如，將墩臺簡化成橫、縱向的連續(xù)梁進(jìn)行計算，計算簡圖如圖2所示。模型簡化后，可利用結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器[3]或者其他軟件，進(jìn)行彎矩、剪力等值的求解，從而進(jìn)行墩臺承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)的計算。

5 分析總結(jié)

近年來，有限元軟件在港口工程的設(shè)計工作中得到了大力的推廣和應(yīng)用，在體會著計算軟件帶來方便的同時，也感受到了一些軟件的局限性。例如，在進(jìn)行實體模型的計算時，計算結(jié)果中不包含彎矩選項。在該項目中筆者將實體結(jié)構(gòu)簡化成了一定寬度的連續(xù)梁，并將使用整體模型計算中得到的樁端彎矩和樁身軸力以支座荷載的型式加載在連續(xù)梁上進(jìn)行計算，這樣就可以計算出該寬度范圍內(nèi)實體部分的彎矩，從而進(jìn)行后續(xù)的設(shè)計工作。

參考文獻(xiàn)

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[2]寇曉東，唐可，田彩軍.ALGOR結(jié)構(gòu)分析高級教程[M].北京：清華大學(xué)出版社.

[3]劉昭培，張韞美.結(jié)構(gòu)力學(xué)[M].天津：天津大學(xué)出版社.

作者簡介：楊艷增（1981-），男，漢族，天津人，天津市海岸帶工程有限公司，工學(xué)碩士，工程師，主要從事港口工程設(shè)計工作。

吉敏（1985-），女，漢族，天津人，天津市海岸帶工程有限公司，工學(xué)學(xué)士，助理工程師，主要從事港口工程設(shè)計工作。