[發明專利]一種高樁碼頭荷載的處理方法

有效

• 申請號: 201210101393.6
• 申請日: 2012-04-07
• 公開（公告）號: CN102663189A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發明（設計）人: 謝正堅;陳繼丹;何文欽;陳振民;楊錫鎏;盧永昌;朱利翔;高月珍;肖玉芳;趙宏堅;何家俊;范家驊
• 申請（專利權）人: 中交第四航務工程勘察設計院有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

技術領域

本發明涉及一種荷載的處理方法，更具體地說，尤其涉及一種高樁碼頭荷載的處理方法。

背景技術

高樁碼頭的結構內力分析，通常簡化為平面問題，按縱向和橫向兩個平面進行計算，縱梁按彈性支承連續梁計算，橫向排架按柔性樁臺計算。這種計算方法較為簡便，但存在不少缺陷，往往忽略縱向水平力的作用，且不能真實反應上部結構的空間受力關系，給碼頭結構設計帶來了風險。

如果按空間問題進行計算，由于空間模型較復雜，運算量較大，要直接在空間模型中找出活荷載彎矩和反力最大值和最小值時的最不利位置，不僅僅是一個非常復雜的過程，而且還會耗費相當長的時間，這是低效率的做法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種二維有限元計算和三維有限元計算相結合且充分考慮了碼頭面荷載與各構件之間的空間位置關系和相互關聯的特征的高樁碼頭荷載的處理方法。

本發明的技術方案是這樣實現的：一種高樁碼頭荷載的處理方法，所述方法包括如下步驟：

(1)按照實際工況，建立三維碼頭計算模型；

(2)分析碼頭面上的荷載信息，確定空間荷載種類和分布情況，將空間荷載歸類，然后根據相應的類型將空間荷載分配到橫向排架和縱向排架；

(3)通過二維有限元計算得到空間荷載產生的內力和支座反力在最大值和最小值時的最不利位置，所述的內力包括彎矩和剪力；

(4)按照荷載的最不利位置，將這些荷載布置到三維碼頭計算模型中，最后通過三維有限元計算方法得到各構件荷載的內力。

上述的一種高樁碼頭荷載的處理方法中，步驟(2)所述的空間荷載歸類為點荷載和面荷載；當荷載為點荷載時，根據簡支梁求支座反力的方法，將對應荷載分配到相應的縱梁或橫梁上；當荷載為成組點荷載時，把每個點荷載單獨處理后疊加；當荷載為面荷載時，把面荷載轉成線荷載分配到相應的縱梁和橫梁上，然后再按線荷載的方法來處理。

上述的一種高樁碼頭荷載的處理方法中，所述的荷載為面荷載時，其具體處理方法為：首先確定荷載的分布區域，然后根據荷載所在區域的梁格尺寸判斷荷載是否滿布該梁格，梁格是指縱梁和橫梁交叉圍成的矩形區；

當荷載滿布時，根據梁格的長寬邊判斷該區域是單向板還是雙向板，最后按簡支梁求支座反力的方法分配荷載，具體為：當b≤0.5a，按單向板原則分配荷載，把荷載分配到縱梁上，橫梁不承擔荷載；分配到縱梁上荷載的轉換公式為：Q＝q×b/2；

當b≤a且b＞0.5a，按雙向板原則分配荷載，從矩形區域四角分別作45度線與平行于長邊的中線相交，將板分為四個部分，各部分的荷載分配于相對應的支承梁上，即兩個梯形區域的荷載分配給相應的兩根縱梁，兩個三角形區域荷載分配給相應的兩根橫梁；分配到縱梁或橫梁上的荷載強度最大值的轉換公式為：Q＝q×b/2；

當b＞a，按雙向板原則分配荷載，分配方法同前，兩個三角形區域的荷載分配給相應的兩根縱梁，兩個梯形荷載分配給相應的兩根橫梁；分配到縱梁或橫梁上的荷載強度最大值的轉換公式為：Q＝q×a/2；

其中：Q為分配到梁上的荷載強度最大值，q為面荷載強度標準值，b為相鄰兩縱梁間的距離，a為相鄰兩橫梁間的距離；

當荷載非滿布時，按單向板的原則將荷載分配給縱梁，橫梁不承擔荷載。具體為：

位于A、B兩縱梁之間的面荷載，分配給A縱梁的荷載轉換公式：Q_A＝q×c×b₂/b，分配給B縱梁的荷載轉換公式：Q_B＝q×c×b₁/b；

其中，Q_A和Q_B為分配到縱梁上的荷載強度值，q為面荷載強度標準值，c為分布在A、B兩縱梁之間的面荷載分布寬度，b為兩縱梁間的距離，b₁為分布在A、B兩縱梁之間的面荷載中心線距離A縱梁長度，b₂為分布在A、B兩縱梁之間的面荷載中心線距離B縱梁長度。

上述的一種高樁碼頭荷載的處理方法中，所述步驟(3)得到最不利位置后，將最不利位置的平面坐標轉換成三維坐標。

上述的一種高樁碼頭荷載的處理方法中，所述步驟(4)根據二維有限元計算得到的荷載在橫梁上的最不利位置和在縱梁上的最不利位置，將這些荷載布置到三維碼頭計算模型中，最后通過三維有限元計算方法得到各構件荷載的內力。