库区高水位差下斜坡码头岸坡稳定性分析

第3期2019年06月

库区高水位差下斜坡码头岸坡稳定性分析

（云南水运规划设计研究院，昆明市，650051）刁边防

摘要

我国西南地区库区河段水位落差大，经常采用斜坡式码头来维持码头正常运营。为分析在高水

位落差下斜坡码头岸坡的稳定性，以重庆市巴南区某码头实例为研究对象，借助ANSYS有限元计算软件进行三维模拟计算，研究最不利工况下码头应力分布及岸坡稳定。经计算，在最不利工况下，工程岸坡变形均小于0.1cm，桩基变形均小于1.75cm，跨中横梁最大挠度与计算跨度比值小于1/600，满足规范要求。工程方案设计合理。

关键词斜坡码头；三维数值模拟；桩基应力；水平位移中图分类号：U656.35

文献标识码：B

根据本工程的实际地质情况，码头工程的弹性模量取30.5GPa，泊松比取0.25，粘聚力取21.0kPa。3

1

实例工程概况

实例工程位于重庆市巴南区鱼洞经济开发区，距离上游李家沱长江大桥6.5km，经纬度为东经111°15′11″，北纬31°55′19″。根据李家沱长江大设计低水位取152.30m。本工程斜坡段共用11个码头桩基进行承重。斜坡坡比设计为1:0.35。2

实例工程三维模型建立

为了研究最不利工况下实例工程码头应力分布及岸坡稳定，本文选择ANSYS软件进行三维模拟计算。2.1

采用计算收敛性最好的三角网格，计算模块采三维网格划分

桥的设计水位工况，本工程设计高水位取182.50m，

数模计算以及结果分析

根据实例工程可能出现的工况，选择最不利工况，即最高通航水位（流量为8528m3/s，水位为号，其中斜坡坡底的第一根桩的编号为1#桩基。3.1

模型应力分布计算结果

182.50m）下进行计算。其中，对码头桩基进行编

文章编号：1008-0899（2019）06-0041-02

研究工况下，实例工程应力分布结果见图2，分（1）码头工程压应力及拉应力整体分布较为平

析可知：

均，基本在0.56~1.6MPa之间，受压应力分布在4.2~9.9MPa之间，满足C30混凝土受拉应力不大于2.0MPa、受压应力不大于20MPa的要求。

（2）最大拉、压应力出现在7~9#桩位处，，该区

域的最大拉应力为1.6MPa，最大压应力约为9.9MPa。

用FESWMS模块，网格节点间距设为3m，整个模型共有16980个网格节点以及12660个网格。实例工程网格划分见图1。

（1）拉应力分布（2）压应力分布

图23.2

实例码头工程应力分布计算结果

研究工况下，实例工程应变（沿水平和竖直方（1）前两跨实体墩台结构在水平、竖直方向上

模型应变分布计算结果

向位移）分布结果见图3，分析可知：

图1

2.2

主要参数设置

网格划分示意图

的变形都比较小，而架空桩柱式结构的变形较大，

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石河子科技

其中桩柱结构在沿水平负方向上的位移最大，达到0.16cm，但仍小于0.25cm的要求值。

（2）桩柱结构在水平、竖直方向上的变形都受

总第245期

水流力影响，其中在沿竖直负方向上产生了比较大的位移。最大位移出现在8#~9#桩基之间的跨梁上，最大变形值达到0.1cm。主要是由水流掏刷引起。

图44

结论

以重庆市巴南区某码头实例为研究对象，借助

（1）水平方向位移分布

（2）竖直方向位移分布

实例工程整体位移分布计算结果

ANSYS有限元计算软件进行三维模拟计算，研究最不利工况下码头应力分布及岸坡稳定。经计算，在最不利工况下，本工程岸坡变形均小于0.1cm，桩基变形均小于1.75cm，跨中横梁最大挠度与计算跨度比值小于1/600，满足规范要求。工程方案设计合理。

参考文献

[1]曹周红，刘晓平，沈志刚．山区河流码头型式及其发展趋势[J].湖南交通科技，2004.(6)，17-22.

[2]中华人民共和国行业标准．港口工程荷载规范(JTJ215—98)[s]．北京：人民交通出版社

[3]祝振宇，王元战，李越松，朱崇诚．高桩码头一岸坡相互作用有限元数值模拟[J].中国港湾建设，2006(2)，174-175.

图3实例码头工程位移分布计算结果

实例工程整体位移分布结果见图4，分析可知：（1）在本文对模型各外部因子（包括堆载、水流冲击等）多重因素叠加影响下，实例工程有一定变形。其中，岸坡变形分布在0~0.1cm，变形量较小。桩基变形分布在0.11~1.75cm范围内，且1~3#桩基变形量较小，4~11#桩基变形量相对前3个桩基要大一些。

（2）变形量最大的桩基为8#桩基，最大变形量为1.75cm。根据规范跨中横梁最大挠度与计算跨度比值不超过1/600可计算得出，实例码头工程最大变形量应小于2.25cm。可见实例码头工程实际变形量小于要求值，满足规范要求。码头工程整体结构受力较为良好。

我国科学家开发了蛋白质瞬时原位激活新技术

2019年5月8日，北京大学陈鹏课题组与王初课题组发展了一种在活体细胞或动物内瞬时激活蛋白质的普适性新技术，具体成果以长文形式在Nature上在线发表题为Time-resolveddecaging

in

living

systems文章。

protein

activation

by

proximal

在复杂的生命体系中原位研究蛋白质功能具有重要的科学意义，但目前适用此类研究的技术十分有限。蛋白质原位激活的“功能获得型”方法具有高灵敏度和时间分辨率，但对于绝大多数蛋白质来说，目前还缺乏这类原位激活的技术手段。

为此，研究人员发展了一种基于可遗传编码非天然氨基酸的“邻近脱笼”策略（CAGE-prox），结合计算机辅助设计与筛选，在一系列不同种类的蛋白质上实现了高时间分辨的原位激活，为在活体环境下研究蛋白质动态功能变化提供了一种通用和便捷的化学生物学技术。利用CAGE-prox,他们在活细胞或活体动物内建立了“激酶正交激活和信号转导系统”、实现了“具有时间分辨率的凋亡蛋白酶特异激活和底物鉴定”，发展了“基于金属蛋白酶激活的抗肿瘤蛋白前药”。充分展示了CAGE-prox在活体环境内开展蛋白质动态功能研究与调控的普适性。

值得一提的是，Nature杂志还在同期邀请礼和院士、蒋华良院士、郭子建院士、邵峰院士等进行了评述。

摘自科技部网站

http://www.most.gov.cn/gnwkjdt/201905/t20190522_146722.htm

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