重力式船坞坞壁及底板结构设计方法研究

发布时间：2017-10-18 19:29

  本文关键词：重力式船坞坞壁及底板结构设计方法研究

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【摘要】：船坞是建造在船厂内，用来修、造船舶的水工建筑物。随着我国船舶工业体系不断完善，产业结构趋于合理，造船工业的蓬勃发展，船坞工程的建设数量及规模不断扩大。近年来，船坞规模向着尺度大型化、结构型式多样化方向发展。 然而在不同地质条件下，如何更好的设计合理、经济的船坞结构，成为研究人员重点关注的课题。一般船坞周围地下水位较高，地下水对船坞地下结构有较大的作用力，采用止水及排水减压设施可降低或消除地下水对船坞结构的作用。本文以某船坞工程为例，在天然地基条件下坞壁采用扶壁式结构，底板采用分离式结构，按照弹性地基板理论进行计算分析，采用通用有限元软件进行结构受力计算，分析其受力特性等，可为相似工程设计提供参考。 本文主要完成以下研究工作： （1）分析了国内外不同地区、不同地质条件下船坞结构型式、结构设计及计算方法发展的现状； （2）介绍了国内某船厂新建15万吨级修船坞的工程概况，包括自然条件、船坞主尺度、船坞工艺布置、工艺荷载分析、船坞主体结构等内容。 （3）针对天然地基上扶壁式坞壁结构进行了分析与计算，，主要包括作用荷载的分类及计算；对坞壁结构按照不同荷载组合工况进行了抗浮、抗滑、抗倾覆稳定计算；地基反力计算；根据承载力及抗渗性要求，提出了扶壁结构下方地基处理方案及船坞止水系统设计方案。 （4）针对天然地基上排水减压分离式坞底板结构进行了分析与计算，主要包括船舶座墩荷载分析，明确了作用于底板的坞墩荷载；运用有限元软件对底板结构进行受力计算，分析其受力特性等；提出了坞底板下地基处理方案及排水减压设施设计方案；提出了坞底板结构优化设计方法。 （5）通过对该船坞工程的实际设计经验，得出了扶壁式坞壁结构和分离式坞底板的结构计算方法、地基处理方案、船坞止水系统以及排水减压系统的设计方法。
【关键词】：船坞坞壁 底板 有限元 止水 排水减压
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U673.33
【目录】：

• 中文摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第一章 绪论8-13
• 1.1 研究背景与意义8-9
• 1.2 国内外研究现状9-12
• 1.2.1 船坞及其底板的结构型式9-10
• 1.2.2 地基模型的研究10-12
• 1.2.3 目前研究存在的问题12
• 1.3 主要研究内容12-13
• 第二章 工程概况13-24
• 2.1 概述13
• 2.2 自然条件13-17
• 2.2.1 潮汐及潮位13
• 2.2.2 设计水位13-14
• 2.2.3 设计波浪14
• 2.2.4 工程地质14-17
• 2.2.5 抗震标准17
• 2.3 建设方案17-24
• 2.3.1 生产纲领及设计船型17-18
• 2.3.2 船坞主尺度18-19
• 2.3.3 船坞工艺布置19-22
• 2.3.4 工艺荷载22
• 2.3.5 船坞主体结构及施工22-24
• 第三章 船坞坞壁结构计算及分析24-35
• 3.1 结构方案24-25
• 3.2 计算条件25-31
• 3.2.1 结构等级25
• 3.2.2 作用荷载25
• 3.2.3 材料参数25
• 3.2.4 计算模型25-27
• 3.2.5 作用分类及计算27-31
• 3.3 稳定性计算31-33
• 3.3.1 抗浮稳定性计算31
• 3.3.2 抗滑稳定性计算31-32
• 3.3.3 抗倾覆稳定性计算32
• 3.3.4 地基反力计算32-33
• 3.3.5 地基承载力验算33
• 3.4 主要成果分析33-35
• 第四章 坞室底板有限元分析35-57
• 4.1 有限元基本原理35-38
• 4.2 计算条件38-42
• 4.2.1 结构方案38-41
• 4.2.2 计算原则41
• 4.2.3 材料参数41
• 4.2.4 计算工况41-42
• 4.2.5 荷载组合42
• 4.3 船舶及坞墩荷载分析42-48
• 4.3.1 船舶荷载及分布42
• 4.3.2 坞墩布置42-43
• 4.3.3 船舶及坞墩荷载计算43-48
• 4.4 有限元计算模型48
• 4.5 主要计算结果48-53
• 4.6 主要成果分析53-54
• 4.7 工程应用54-57
• 第五章 结论及展望57-59
• 5.1 主要研究结论57
• 5.2 研究工作展望57-59
• 参考文献59-61
• 致谢61

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本文编号：1056726