组合式码头结构在内河港口中的应用__墨水学术,论文发表,发表论文

所属栏目：交通运输论文范文发布时间：2011-02-25浏览量:158

副标题#e#摘要：组合式码头是根据内河码头水位差大的特点，发展起来的一种新的码头结构形式。它在一定程度上结合了高桩码头、重力式码头以及板桩码头拉锚结构的优点。组合式码头结构新颖、受力明晰、施工方便，值得在一定范围内推广。组合式码头在内河某港的成功试用，为组合式码头在内河的推广积累了一定的经验。
　　关键词：组合式码头新型码头内河港口
　　0前言：
　　河流中上游的码头均存在水位差大的特点，根据这个特点，在高桩码头和重力式码头的基础上，针对各个的地方的特点，发展了很多新的码头结构形式。如在高桩码头基础上发展起来的多层系靠船结构的梁板式码头、桁架式码头、承台式高桩码头，在重力式码头基础上发展起来的大型框架式码头4等等，都在很大程度上解决了大水位差的问题，但是这些码头都存在一定的使用局限性。组合式码头适用于码头高度大，但地质条件差或下覆岩层深度大、难以开挖覆盖层的情况。组合式码头较好的结合了高桩码头、重力式码头和板桩码头拉锚结构的特点。组合式码头免去了施工重力式码头的围堰，对施工时水情条件的依赖性较小，与内河常用的框架码头相比，造价相对较低。因此有很好的适用性。
　　1、组合式码头的受力机制分析与计算
　　组合式码头如下图所示，码头前部分上部采用浆砌石形成挡土墙，承受后部的土压力，同时构造出码头的直立面，码头下部通过高桩台把上部的荷载传给桩基，码头后部采用土锚杆卸载部分的水平土压力。
　　上部的浆砌石挡土墙参照《重力式码头规范》对结构的抗滑、抗倾稳定性进行计算。下部的计算图式为等高单跨单层的平面刚架，桩基采用《港工桩基规范》的“m法”计算，后部的土锚杆采用《土层锚杆设计和施工规范》进行设计。
　　
　　图1：组合式码头结构图
　　
　　2、组合式码头的优缺点分析
　　组合式码头与重力式码头比较，重力式码头的优点是造价较省，结构本身施工技术要求较低，但由于地基允许承载力较低，码头墙高度很大，不得不增加底板宽度，并需在墙前护底，使围堰区向河扩展较宽，增加了围堰的难度，对枯水期内水情依赖性较大。如不能早做准备及早开工或来年遇上早汛，则一个枯水期不能抢出应在围堰内施工的结构，将不得不延长工期一年。同时，如果施工期雨水较多，则土质基坑很难保护，如保护不好，则所需的地基处理费用较多。
　　组合式码头不需围堰，只要局部进行筑岛，就可延长桩基和承台的有效施工工期，加上钻孔桩和承台均为常规技术，无大的难度。只要加大控制力度，在一个枯水期内完成基础工程把握较大。采用土锚杆，可有效降低桩基所受水平力，大大降低桩基配筋率，提高结构的可靠度。土锚杆技术先进，已列入规范，已有一定的工程实例，也是可靠的。
　　组合式码头与浮码头比较，浮码头也满足结构安全要求，施工较易，对河道泄洪影响较小，但码头造价较重力式码头高，码头使用维护困难，需精心管理。
　　组合式码头与框架码头比较，框架式码头泄洪影响最小，但造价相比太高，而组合式码头对泄洪影响并非太明显。
　　表1码头结构各方案优缺点比较表
　　序号    名称    组合式码头    重力式码头    框架式码头
　　1    建安工程费
　　(万元)    1669.59    1400.47    2136.74
　　2    施工条件    不需填筑围堰。工期易保证。主体工程施工技术要求稍高。    必须填筑围堰，在围堰内干地施工。工期较难保证。主体工程施工技术要求不高。    不需填筑围堰。工期易保证，#p#副标题#e#主体工程施工技术要求稍高。
　　3    结构安全
　　可靠性    可靠    可靠    可靠
　　4    结构耐久性    较好    较好    较好
　　5    结构营运中的维护管理    基本不须维护    基本不须维护    维护工作较少。
　　6    结构对河道泄洪影响    稍大，但影响泄洪并不明显。    比组合式码头稍大    稍小
　　
　　3、组合式码头在某港的应用
　　某港采用组合式码头，设计高水位：38.77m，设计低水位：25.08m，码头前沿顶高程：40.00m，设计港池底高程：22.60m。
　　荷载主要考虑船泊系缆力、船泊撞击力、水流力、风荷载、地面堆载、机械设备荷载。最不利工况为河水位平齐结构承台底面的工况。结构承台底面以下的土坡按单独稳定考虑，承担承台底面以下水平主动土压力。该水平主动土压力按原状土综合取φ=35°计算，土坡稳定力按砾砂混粘性土r=9.5kN/m3、C=15kPa、φ=25°计算。按桩基承受承台底面以上结构自重（包括土重）和水平主动土压力计算。墙后填料为中粗砂以上的砂卵石φ=35°。桩下端固结于设计河底以下6m处，系采用《港工桩基规范》“m法”计算，土的m值采用18000kN/m2。平面刚架水平荷载2180kN(3.75m长码头段)。
　　单桩竖向力8500kN，桩侧极限侧阻力采用50kPa，桩底中风化砾岩岩石单轴极限抗压强度20MPa。20m长桩基如按摩擦桩设计，则桩侧只能承受竖向力2833kN，故钻孔桩应支承于中风化砾岩上，按端承桩或嵌岩桩设计。本设计拟嵌入基岩内1m左右，桩基承载力达17500kN。
　　最不利组合为单桩轴向力N=5900kN，单桩弯矩M=3700kN.m。采用D1.5m钻孔桩，单根锚杆设计拉力300kN，采用ΦL32精轧螺纹钢筋（双控、标准抗拉强度Rby=750MPa），采用螺母型锚具预张拉。锚固体采用D150mm圆柱形，水泥灌浆。锚固土层上游段一般为中密砾砂混粘性土，下游段为可塑粉质粘土，锚固体与土体间粘结强度按上述规范砾砂混粘性土可取220kPa，粉质粘土可取50～70kPa，为安全计，综合按70kPa取值。锚固安全系数k=2，锚杆锚固段长度计算需220m。考虑破裂面，采用自由长度5m。锚杆总长25m。锚杆与水平面夹角15°，竖向2排，排距2.5m，横向水平间距1.5m。
　　
　　4、    结论
　　组合式码头方案结合了框架式码头与重力式码头的特点，对于同时可采用锚杆的方案还结合了板桩码头的特点。基础采用钻孔灌注桩，对此处地基允许承载力不高的条件可较好的适应，。近年来，由于桥梁技术的发展，大直径钻孔灌注桩基础的技术日趋成熟，高桩台和大直径钻孔灌注桩已为常规技术，无大的难度，组合式码头在内河码头有一定的优势，值得在一定范围内推广。组合式码头港的成功试用，为组合式码头在内河的推广积累了一定的经验。
　　
　　参考文献
　　［1］    陈鸿鸣，戴仁杰，管建蓉.板桩-加筋土支挡结构在码头工程中的应用[J].结构工程师,1995,(01).
　　［2］    裴张兵,王云球.板桩码头计算方法的分析比较[J].水运工程,1998,(11).
　　［3］    秦建敏.青岛港木质高桩码头变形预报与稳定性数值分析[D].中国海洋大学，2003