高桩码头设计PPT课件

.,1,2010年度注册土木工程师（港口与航道工程）执业资格专业考试考前辅导2010.08,.,2,第二十篇高桩码头设计,.,3,码头概述,.,4,组成特点,设计条件,设计原则,结构型式,码头也叫“岸壁”，形象地讲就是要在水陆交界处形成一个竖向的直墙面，便于船舶停靠作业。,.,5,组成特点,设计条件,设计原则,结构型式,经过地基处理，在软土地基上形成一个斜坡结构还是可行的，以此斜坡结构为基础，采用桩基结构向海侧延伸，形成直立岸壁。此种组合形成了高桩码头。,对于地基良好的地区，可采用重力式直立结构形成岸壁。但是，对于软土地基，采用重力式直立结构还是很困难的。,.,6,组成特点,设计条件,设计原则,结构型式,优点：（1）透空结构，波浪反射小，泊稳条件好；（2）对挖泥超深有一定的适应性，可预留加深泊位的可能性。缺点:（1）上部结构构件适应超载的能力差；（2）构件多，维护困难；（3）耐久性差，必须采取专项防腐措施，才能确保有效使用基准期达到50年。,.,7,组成特点,设计条件,设计原则,结构型式,.,8,组成特点,设计条件,设计原则,结构型式,设计施工、遵守规范；技术先进、经济合理。水文地质、资料可靠；方案比选、综合分析。沉降变位、定期观测；安全适用、确保质量。,.,9,组成特点,设计条件,设计原则,结构型式,高桩码头主要包括桩台结构、接岸结构两部分。,桩台结构直接承受船舶荷载并在其上进行装卸作业,接岸结构将桩台结构和陆域连成一体,.,10,组成特点,设计条件,设计原则,结构型式,.,11,组成特点,设计条件,设计原则,结构型式,码头全长范围内，桩台结构沿码头前沿线连续布置的称为连片式码头。,码头全长范围内，桩台结构沿码头前沿线间断布置的称为墩式码头。,.,12,组成特点,设计条件,设计原则,结构型式,连片式码头中，桩台结构与接岸结构全部相接的称为满堂式。,连片式码头中，桩台结构通过引桥与接岸结构相接的称为引桥式。,.,13,组成特点,设计条件,设计原则,结构型式,在墩式码头中，其与接岸结构的连接只有引桥式一种型式。,.,14,组成特点,设计条件,设计原则,结构型式,在高桩码头中，接岸结构前沿线与码头前沿线的距离是关键参数。随着码头水深的加大，为保证岸坡的稳定，这个距离也在加大，以致桩台结构的宽度也在加大。,.,15,组成特点,设计条件,设计原则,结构型式,此时，满堂式码头桩台又划分为前、后方桩台两个，甚至前、中、后3个桩台。这就形成了常说的“宽桩台”，宽桩台一般有多个桩台组成，其接岸结构采用的多是挡土墙结构。,.,16,组成特点,设计条件,设计原则,结构型式,当采用板桩墙接岸结构后，由于岸坡稳定的改善，桩台宽度大幅缩减，这就形成了常说的“窄桩台”，窄桩台一般仅有1个桩台，其接岸结构采用的多是板桩墙结构。,.,17,组成特点,设计条件,设计原则,结构型式,.,18,组成特点,设计条件,设计原则,结构型式,对于水位差58米的港口，可采用双层系靠船的板梁式码头,.,19,组成特点,设计条件,设计原则,结构型式,桁架式码头,.,20,组成特点,设计条件,设计原则,结构型式,.,21,组成特点,设计条件,设计原则,结构型式,.,22,组成特点,设计条件,设计原则,结构型式,柔性靠船桩,.,23,组成特点,设计条件,设计原则,结构型式,.,24,组成特点,设计条件,设计原则,结构型式,.,25,组成特点,设计条件,设计原则,结构型式,.,26,组成特点,设计条件,设计原则,结构型式,.,27,设计标准,.,28,适用规范,安全等级,基本参数,高桩码头设计适用规范,1、高桩码头设计与施工规范(JTJ291-98)2、港口工程荷载规范及局部修订(JTJ215-98)3、海港水文规范(JTJ213-98)4、港口工程地基规范(JTJ250-98)5、港口工程桩基规范及局部修订(JTJ254-98)6、港口工程嵌岩桩设计与施工规程(JTJ285-2000)7、港口工程灌注桩设计与施工规程(JTJ248-2001)8、港口工程预应力混凝土大直径管桩设计与施工规程(JTJ254-98)9、港口工程混凝土结构设计规范(JTJ267-98)10、防波堤设计与施工规范(JTJ298-98)11、水运工程抗震设计规范(JTJ225-98),.,29,适用规范,安全等级,基本参数,.,30,适用规范,安全等级,基本参数,1、设计潮位设计高水位、设计低水位极端高水位、极端低水位2、设计波浪重现期50年；施工期考虑25年。波高累积频率岸坡护面块体稳定：H13%；桩基强度及稳定性：H1%。,.,31,适用规范,安全等级,基本参数,3、设计离泊风速一般情况，港内取V=22m/s（九级风）。4、紧急离泊波高根据码头、船舶、拖轮等综合确定。一般情况取：H1.52.0m5、船舶的法向靠岸速度根据船舶的满载排水量、泊位的掩护情况，按照港口工程荷载规范选取。,.,32,适用规范,安全等级,基本参数,6、地震设计烈度采用中国地震烈度区划图（1990）确定的基本烈度作为设计烈度。需要采用高于或低于基本烈度作为设计烈度时，应经批准。7、地基土物理力学指标8、建筑材料、回填材料的物理力学指标宜试验确定，无实测资料，按重力式规范选取。9、码头水深、顶面高程等总体布置参数10、码头工艺布置尺度及荷载,.,33,一般要求,.,34,上部结构,桩基基桩,高桩码头的设计要满足四个要素，稳定、强度、刚度和构造要求。前三个要素可通过计算来满足，最后一个构造要求是经验的总结，是前三个要素的补充，更加重要。,在符合使用要求、保证质量、经济合理和施工条件可能的条件下，宜简化结构型式，采用预应力混凝土构件，增加码头的整体性和使用年限，采用先进的施工工艺进行施工。,接岸结构,耐久措施,.,35,上部结构,桩基基桩,上部结构,1、结构分段（1）上部结构为装配整体式结构时，分段长度宜取6070米；上部结构为现场整体浇筑混凝土时，宜取35米左右；有实践经验或可靠论证时，间距可适当增减；（2）沉降缝的位置应根据荷载情况、结构形式和地质条件确定。沉降缝宜与伸缩缝相结合；,接岸结构,耐久措施,.,36,上部结构,桩基基桩,接岸结构,耐久措施,（3）分缝处，可采用悬臂式结构或简支结构。缝宽一般取2030mm，缝中充填柔性材料；（4）为协调相邻结构段的水平位移，缝在平面上宜采用凹凸缝，齿高200400mm，必要时计算确定，并设置钢筋予以加强；,.,37,上部结构,桩基基桩,（5）分缝处采用简支结构时，预制构件的搁置面应设置可适应变形的橡胶垫板。,接岸结构,耐久措施,2、前方桩台宽度前方桩台宽度以保证装卸设备前后腿均坐落在桩台上为准，考虑留出安全距离后，一般将前后桩台分界线确定在后轨以后1.52米。外海开敞式码头，要视具体情况增加横向刚度，必要时增加叉桩或斜桩以及增加桩台宽度。,.,38,上部结构,桩基基桩,3、码头面层（1）码头面层表面设磨耗层，与面层同时浇筑时，其厚度不应小于20mm；与面层分开浇筑时，其厚度不应小于50mm；磨耗层强度等级不应低于C25；（2）码头面应设排水坡和泄水孔。排水坡可采用510；（3）护轮坎宜采用钢板保护，其根部视具体情况设置泄水孔。,接岸结构,耐久措施,.,39,上部结构,桩基基桩,4、预制构件的安装预制构件搁置面上宜采用水泥砂浆找平，其厚度宜取1020mm。水泥砂浆等级计算确定，但不宜低于M20，并应考虑耐久性要求。5、构件内力计算模式高桩码头构件设计，应分别根据构件在施工时期和使用时期的边界条件，如梁板为简支或连续、桩顶自由或嵌固以及受荷情况等，进行计算。,接岸结构,耐久措施,.,40,上部结构,桩基基桩,桩基基桩,1、桩基布置（1）直桩（斜桩）加叉桩形式，桩端弯矩小，水平位移小；全直桩形式，结构简单，但桩端弯矩大、水平位移大；（2）承受较大水平力时，沿受力方向宜布置叉桩或斜桩；开敞式码头，沿主要波浪作用方向或沿强潮流作用方向宜布置叉桩或斜桩；（3）在抗震地区，端部宜布置纵向叉桩或斜桩；,接岸结构,耐久措施,.,41,上部结构,桩基基桩,接岸结构,耐久措施,（4）在同一码头分段，其叉桩的水平投影宜对称；桩型与斜桩倾斜度宜一致；（5）轨道梁下宜直接布置基桩，固定式起重机基座下宜适当布置斜桩；（6）同一桩台的基桩桩端不应打入软硬不同的土层；宜打至同一土层，且标高不宜相差太大；打入不同土层时，沉桩贯入度不宜相差过大；（7）桩台靠近接岸端最后一排桩不宜使用向岸斜桩，必要时采用半叉桩或双直桩。,.,42,上部结构,桩基基桩,接岸结构,耐久措施,（8）桩端持力层宜选择中密或密实砂层、硬粘性土层、碎石类土或风化岩层等良好土层。桩端进入持力层的深度（不包括桩尖部分长度）:对粘性土和粉土，不宜小于2倍桩径；密实砂土和碎石类土，不宜小于1倍桩径；如良好持力层较厚，施工条件和桩身强度许可时，桩端进入持力层的深度宜达到桩端阻力的临界深度；,.,43,上部结构,桩基基桩,接岸结构,耐久措施,“临界深度”指桩进入硬土层超过某一深度后，端阻力不再随进深而增加，基本接近一常数。工民建桩基规范规定砂土、碎石土临界深度约为36倍桩径；粉土和粘性土约为510倍桩径，硬粘土约为7倍桩径。（9）在桩端以下4倍桩径范围内，如存在软弱土层时，应考虑冲剪破坏的可能性。或干脆穿透它。,.,44,上部结构,桩基基桩,接岸结构,耐久措施,.,45,上部结构,桩基基桩,接岸结构,（1）一般采用预应力混凝土方桩、PHC桩、大管桩和钢桩；（2）内河中小型码头可采用非预应力混凝土桩；（3）位于岸坡上的桩，当打桩船因吃水不足无法施打时，多采用灌注桩；（4）当桩入土深度不够就遇到岩基时，多采用嵌岩桩；（5）基桩的选择应进行经济技术比较。,耐久措施,.,46,上部结构,桩基基桩,接岸结构,耐久措施,.,47,上部结构,桩基基桩,接岸结构,耐久措施,（3）高桩码头起重机梁下的双桩，其间距一般小于3倍桩径，折减系数可取0.900.95，桩距小或入土深度大时取小值；（4）高桩码头中的排架基桩，可不考虑群桩折减系数。,.,48,上部结构,桩基基桩,接岸结构,耐久措施,.,49,上部结构,桩基基桩,接岸结构,耐久措施,.,50,上部结构,桩基基桩,接岸结构,接岸结构,（1）接岸结构主要有挡土墙和板桩墙两种形式；,耐久措施,.,51,上部结构,桩基基桩,接岸结构,（2）挡土墙一般用于宽桩台码头的接岸结构，桩台费用较高，接岸结构费用较低；（3）板桩墙一般用于窄桩台码头的接岸结构，桩台费用较低，接岸结构费用较高；（4）引桥后面的接岸结构宜采用挡土墙；（5）接岸结构必须与桩台一起进行技术经济比较；,耐久措施,.,52,上部结构,桩基基桩,接岸结构,（6）接岸结构宜独立承受土压力，其与码头或引桥之间采用简支结构连接；（7）当软弱地基较厚或码头后方回填量较大时，宜在码头建造前，先行回填形成陆域，并进行软基加固；（8）基槽开挖超深：液性指数IL0.75或标贯击数N14的、类土取800mm；对IL0或N30的、类土取500mm。,耐久措施,.,53,上部结构,桩基基桩,接岸结构,耐久措施,（1）首选预应力钢筋混凝土、钢筋混凝土，少用钢结构；（2）简化构件外形，减少外露面；（3）严格遵守最小保护层厚度、混凝土强度等级、抗冻和抗渗标高等级的要求；,耐久措施,1、一般要求,.,54,上部结构,桩基基桩,接岸结构,（4）暴露于浪溅区的混凝土，宜采用高性能混凝土；（5）设计高水位附近的梁底面、侧面以及面板底部等浪溅区构件亲水面，采用涂料保护；（6）对于腐蚀性较强的散货码头、盐码头，应采取增加面板顶层保护层厚度、采用微膨胀混凝土填充接头等措施，防止有害物质渗透导致钢筋锈蚀。,耐久措施,.,55,上部结构,桩基基桩,接岸结构,耐久措施,.,56,上部结构,桩基基桩,接岸结构,（1）在海港工程中，根据环境对钢管桩的腐蚀程度，沿桩身可划分为五个腐蚀区。对有掩护海港，五区分界线为：大气区和浪溅区：设计高水位+1.5m浪溅区和水位变动区：设计高水位-1.0m水位变动区和水下区：设计低水位-1.0m水下区与泥下区：泥面,耐久措施,2、钢管桩防腐蚀,.,57,上部结构,桩基基桩,接岸结构,（2）钢管桩必须进行防腐蚀处理。防腐蚀措施有：外壁加覆防腐涂层或其他覆盖层；增加管壁预留腐蚀厚度水下采用阴极保护，如外加电流或牺牲阳极；选用耐腐蚀钢种。,耐久措施,.,58,上部结构,桩基基桩,接岸结构,耐久措施,.,59,上部结构,桩基基桩,接岸结构,（3）涂层涂刷范围：在桩顶处，涂层应伸入桩帽（或横梁）底标高以上50mm100mm；在水位变动区，应至设计低水位以下1.5m；在水下区，应至泥面以下1.5m。如沉桩困难，预计桩端可能达不到设计标高时，涂刷范围应适当加大。,耐久措施,.,60,上部结构,桩基基桩,接岸结构,（4）钢管桩的预留腐蚀厚度可参照类似环境下钢结构的腐蚀实测数据确定。亦可根据设计使用年限，按下式计算：,耐久措施,采用防腐措施的海港工程，如使用年限超过10年，其水下区以上部位的预留腐蚀厚度不应小于2mm。（5）阴极保护需要专门设计。,.,61,设计计算,.,62,设计方法,计算规定,荷载计算,结构计算,设计方法,.,63,设计方法,计算规定,荷载计算,结构计算,.,64,设计方法,计算规定,荷载计算,结构计算,按承载能力极限状态进行验算,.,65,设计方法,计算规定,荷载计算,结构计算,.,66,设计方法,计算规定,荷载计算,结构计算,.,67,设计方法,计算规定,荷载计算,结构计算,按正常使用极限状态进行验算,.,68,设计方法,计算规定,荷载计算,结构计算,2、持久状况的作用短期效应（频遇）组合：根据需要进行验算,3、短暂状况的作用短期效应组合：根据需要进行验算,.,69,设计方法,计算规定,荷载计算,结构计算,1、永久作用：结构自重、固定设备自重、预加应力、永久作用产生的土压力等。2、可变作用：堆货荷载、流机荷载、船舶荷载、波浪力、冰荷载、温度作用、施工荷载和打桩应力等。3、偶然作用：地震作用，主要指地震惯性力等。,作用分类,.,70,设计方法,计算规定,荷载计算,结构计算,.,71,设计方法,计算规定,荷载计算,结构计算,2、固定机械设备自重力参见港口工程荷载规范3、预加应力预应力构件需要考虑4、土压力参见重力式码头设计与施工规范,.,72,设计方法,计算规定,荷载计算,结构计算,.,73,设计方法,计算规定,荷载计算,结构计算,2、船舶荷载包括船舶靠泊时产生的撞击力、系泊状态产生的系缆力、挤靠力以及波浪作用下撞击力。系缆力和挤靠力可通过公式计算，撞击力需计算出撞击能量后，根据护舷性能曲线查出。当码头上部结构整体连接、排架间距相同或接近时，按平面方法计算排架时，船舶荷载产生的水平力在各排架中的分配系数可按规范附录A确定。,.,74,设计方法,计算规定,荷载计算,结构计算,3、堆货荷载、流动机械荷载、冰荷载见荷载规范。注意，计算面板内力时，集中荷载不能用点荷载代替，要首先转化为作用在面层上的局部均荷，然后再按45度角扩散到面板顶面，并转化成作用于面板顶面的局部均载。,.,75,设计方法,计算规定,荷载计算,结构计算,4、打桩拉应力预应力混凝土桩拉应力标准值分为5.0、5.5、6.0、6.5MPa四级，大管桩为6.09.0MPa。符合下列条件，取较小值：（1）锤能和锤击速度较小时；（2）采用弹性较大的软桩垫，如120mm厚水泥纸袋桩垫；（3）桩长小于30m；（4）无较明显的硬、软土层相间情况。,.,76,设计方法,计算规定,荷载计算,结构计算,5、打桩压应力预应力混凝土桩和钢筋混凝土桩压应力标准值可取12.020.0MPa；大管桩可取25.0MPa。符合下列条件，取较小值：（1）锤能和锤击速度较小时；（2）采用刚度较小而弹性较大的软桩垫；（3）桩长小于30m；（4）有不易造成偏心锤击的地质条件。,.,77,设计方法,计算规定,荷载计算,结构计算,.,78,设计方法,计算规定,荷载计算,结构计算,（3）前后桩台可作为整体进行横向地震惯性力计算；（4）纵向地震惯性力，可仅计算端部段，中间段不考虑；（5）基桩内力按刚架计算时，前后方桩台间可按设铰接连杆考虑；（6）质量、刚度明显不均匀以及不对称的桩基码头结构，应考虑水平向地震惯性力的扭转影响。,.,79,设计方法,计算规定,荷载计算,结构计算,.,80,设计方法,计算规定,荷载计算,结构计算,板梁式码头是高桩码头最基本、最普遍的结构形式。高桩码头本身具备空间特性，但为了简化计算，可按照纵向（顺码头前沿线）和横向（垂直码头前沿线）两个平面进行计算。,.,81,设计方法,计算规定,荷载计算,结构计算,1、上部结构上部结构主要包括面板、纵梁、横梁和靠船构件。（1）面板面板可简化为单向板和双向板；两边支承、两边自由的板肯定是单向板；四边支承板，长边与短边的计算跨度之比大于或等于2时，可按单向板计算；反之，按双向板计算。,.,82,设计方法,计算规定,荷载计算,结构计算,.,83,设计方法,计算规定,荷载计算,结构计算,板的破坏试验证明：单向板主要为单向弯曲破坏，但受力后又表现出双向应力状况，因此以计算单向弯矩为主，构造上进行双向配筋；双向板为双向弯曲破坏或冲切破坏，因此以计算双向弯矩为主并进行抗冲切验算。,.,84,设计方法,计算规定,荷载计算,结构计算,单向板的剪力按简支板计算；双向板承受均布荷载产生的剪力，可取两个位于跨中、相互正交的单位宽度板条，按简支梁计算；双向板承受集中荷载时，可按规范计算受冲切承载力。,.,85,设计方法,计算规定,荷载计算,结构计算,面板计算需要注意的问题：计算跨度不是“中到中”，应按规范执行；,.,86,设计方法,计算规定,荷载计算,结构计算,计算面板时，集中荷载先转化为接触面积上的局部均载，再考虑面层的扩散作用，转化为作用在面板顶面的均布荷载；,.,87,设计方法,计算规定,荷载计算,结构计算,注意集中荷载作用于单向板和悬臂板时，其计算宽度算法的不同；特别不要与传递宽度混淆；不同的集中荷载，其作用效应需要组合时或与均布荷载作用效应组合时，应首先换算成单位宽度的作用效应。,.,88,设计方法,计算规定,荷载计算,结构计算,（2）纵梁纵梁包括轨道梁、连系梁。纵梁将各个横向排架连成整体，保证了整体刚度。因此，纵梁一般需要按连续梁进行设计。直接支承于桩帽上的连续梁，应按弹性支承连续梁计算。支承于横梁上的装配式纵梁，具有弹性支承性质，一般工程可简化为刚性支承连续梁，重要工程宜按弹性支承连续梁计算。,.,89,设计方法,计算规定,荷载计算,结构计算,弹性支承连续纵梁的支座反力系数：支承于桩帽上的纵梁，取支承处桩的轴向反力系数的倒数（单位正好相反）；桩的轴向反力系数应根据试桩确定，无资料时，摩擦桩：支承在岩石上的桩：,.,90,设计方法,计算规定,荷载计算,结构计算,.,91,设计方法,计算规定,荷载计算,结构计算,.,92,设计方法,计算规定,荷载计算,结构计算,（3）横梁码头上的所有荷载，最终都通过横梁转给基桩。横梁受力复杂，一般为连续梁，而且要有足够刚度，设计断面较大。,.,93,设计方法,计算规定,荷载计算,结构计算,由叉桩和直桩组成的码头，横向排架内力宜按柔性桩台计算，计算时可假定桩两端为铰接，桩的计算长度可按假想嵌固点确定。（桩、梁整体计算）在垂直荷载（包括水平力对横梁中和轴产生的力矩）作用下，横梁也可按弹性支承连续梁计算（支座反力系数前面已介绍）；水平力可由叉桩承受；,.,94,设计方法,计算规定,荷载计算,结构计算,桩与横梁之间采用嵌固连接的全直桩码头，可按桩土共同作用的刚架计算，或者按具有弹性支承的刚架计算。（桩、梁整体计算）按弹性支承的刚架计算时，在垂直荷载（包括水平力对横梁中和轴产生的力矩）作用下，横梁按弹性支承连续梁计算；在水平力作用下，可按刚架进行计算，桩的计算长度可按假想嵌固点确定。,.,95,设计方法,计算规定,荷载计算,结构计算,桩的假想嵌固点位置确定（桩基规范）受弯点在泥面以下的距离,当码头下方设抛石棱体时，各桩假想地表面在桩轴线的位置，可取码头前沿泥面与实际斜坡面交点的1/2处。,.,96,设计方法,计算规定,荷载计算,结构计算,横梁计算需要注意的问题计算跨度为中到中，叉桩取两个斜桩的交点；桩的轴向反力系数应通过试桩确定，也可参照前面介绍的方法计算；横梁按弹性支承连续梁计算时，支撑点是单桩时，轴向反力系数为K，双桩为2K，叉桩需折算；,.,97,设计方法,计算规定,荷载计算,结构计算,作用于横梁上的荷载有：纵梁传来的集中荷载；面板上的均布荷载；面板上的集中荷载，按简支梁分配；水平荷载及对横梁中性轴的力矩，要考虑各排架间的分配（规范附录A）；自重，要注意安装期间按照简支梁计算内力；要考虑桩帽对横梁内力的影响。,.,98,设计方法,计算规定,荷载计算,结构计算,（4）靠船构件主要有悬臂梁式和悬臂板式。作用在悬臂梁式靠船构件上的全部船舶撞击力应由一个构件承受，并按双向受弯、受扭构件设计，如有可靠纵向水平支撑也可按单向受弯构件设计；作用在悬臂板式靠船构件上的全部船舶撞击力由弯矩计算宽度范围内的悬臂板承受，按单向受弯构件设计；,.,99,设计方法,计算规定,荷载计算,结构计算,集中荷载在悬臂板上的弯矩计算宽度：这里需要注意，在伸缩缝处仅向一侧分布。,.,100,设计方法,计算规定,荷载计算,结构计算,2、桩基桩基主要包括基桩和桩帽。（1）基桩承受水平力或力矩作用的单桩，其入土深度宜满足弹性长桩条件。即桩入土深度使用期桩力、桩身内力排架中全部为直桩时，桩与横梁共同计算。在横梁计算时，已经得到了桩力和桩身内力；,.,101,设计方法,计算规定,荷载计算,结构计算,排架中布置有叉桩时，水平力全部由叉桩承担。在横梁内力计算时，可得到各支承点的反力，根据此反力和支承点桩的布置和水平力，按照力的平衡原则计算出桩力。桩身弯矩等可通过横向排架计算得出，桩的计算长度可根据假想嵌固点确定。,.,102,设计方法,计算规定,荷载计算,结构计算,施工期桩身弯矩常用吊桩工艺有二点吊、四点吊和六点吊。采用二点吊和四点吊时，其吊点位置和内力见桩基规范附录D。,.,103,设计方法,计算规定,荷载计算,结构计算,四点吊,.,104,设计方法,计算规定,荷载计算,结构计算,.,105,设计方法,计算规定,荷载计算,结构计算,打桩拉应力应满足：（桩基规范5.3.4.2）,.,106,设计方法,计算规定,荷载计算,结构计算,.,107,设计方法,计算规定,荷载计算,结构计算,.,108,设计方法,计算规定,荷载计算,结构计算,拉桩,单桩抗拔承载力分项系数取1.45，当地质情况复杂或永久作用所占比重较大时，取1.55。折减系数，粘性土取0.70.8；砂土取0.50.6；桩入土深度大时取大值，反之取小值。,.,109,设计方法,计算规定,荷载计算,结构计算,（2）桩帽梁搁置在桩帽顶面的反力，如下图：,简支梁连续梁(单桩)连续梁(叉桩),.,110,设计方法,计算规定,荷载计算,结构计算,桩帽内力计算桩帽顶面单向受力时，可按一个平面进行计算；双向受力时，可按两个互相垂直的平面分别计算；叉桩桩帽沿横梁轴线方向，当斜桩轴线与横梁轴线的平面夹角小于等于15度时，可将桩帽连同基桩按平面刚架计算，计算所得内力乘以1.10的增大系数。,.,111,设计方法,计算规定,荷载计算,结构计算,桩帽承载力桩帽顶面局部受压承载力桩帽要进行裂缝宽度验算当叉桩桩帽受水平力作用时，宜按偏心受压构件计算,.,112,设计方法,计算规定,荷载计算,结构计算,3、挡土结构（1）挡土墙结构，参见重力式码头（2）板桩墙结构，参见板桩码头,.,113,设计方法,计算规定,荷载计算,结构计算,4、岸坡结构（1）整体稳定计算码头整体稳定验算可采用圆弧滑动法，当地基浅层有软弱夹层时，应按非圆弧滑动面验算；特别注意要验算极端低水位情况；,.,114,设计方法,计算规定,荷载计算,结构计算,慎重选用抗剪强度指标；抗力分项系数与抗剪强度指标及计算方法对应选取，短暂状况取低值。偶然状况采用固快指标时，抗力分项系数不应小于1.0；,.,115,设计方法,计算规定,荷载计算,结构计算,.,116,设计方法,计算规定,荷载计算,结构计算,（2）岸坡护面一般不需要护面，需要的时候，参照防波堤规范进行防护。,.,117,设计方法,计算规定,荷载计算,结构计算,前面都是规范中关于高桩码头计算的规定和方法；目前实际应用中，采用专用程序或有限元计算，甚至按空间模型计算；考试关注的是规范怎么规定的，而不是怎么作更好，因此，有必要熟悉规范。,.,118,设计方法,计算规定,荷载计算,结构计算,关于空间计算对于墩台一般采用空间计算，非常成熟了。对于板梁式码头，现行规范没有明确说法，目前许多设计院均在探索，有经验的已经按空间计算的。,.,119,设计方法,计算规定,荷载计算,结构计算,在新规范中给出了一些指导性意见：以一个码头分段为研究对象；以计算桩内力为目的时，可考虑面板的作用，主要目的为传递荷载；以计算纵梁和横梁为目的时，可忽略面板的作用，有经验可以考虑；面板、纵梁和横梁的中性轴（面）高程不一致时，宜按实际高程考虑。桩端约束条件参照平面排架计算要求确定。,.,120,典型结构,.,121,板梁式,桁架式,无梁板式,墩式码头,柔性靠船,前面介绍了高桩码头的一般要求和设计计算。对于不同的结构型式，还有一些特殊性的要求。下面着重介绍一下典型结构的特殊性要求。,大水位差,.,122,板梁式,桁架式,无梁板式,墩式码头,柔性靠船,（1）外海开敞式码头，要提高码头面设计标高，尽量避免梁和板受到波浪浮托力的作用；港内码头，如果无法避免，要进行验算，要在码头面上留透气孔。,大水位差,板梁式码头,.,123,板梁式,桁架式,无梁板式,墩式码头,柔性靠船,（2）叠合板叠合板的厚度应由计算确定；宜减少预制厚度、增加现浇厚度，以增加整体性；叠合板的结合面，宜采用凹凸型；,大水位差,.,124,板梁式,桁架式,无梁板式,墩式码头,柔性靠船,大水位差,采用叠合板，要特别关注施工期稳定性，风浪条件差的地方不宜采用。,自重及施工荷载产生的内力，按简支板计算；可变作用产生的内力，当板与梁整体连接时，可按连续板采用弯矩系数法计算；当板不与梁整体连接时，按简支板计算。,.,125,板梁式,桁架式,无梁板式,墩式码头,柔性靠船,大水位差,（3）预制构件搁置长度板的搁置长度应根据计算确定。简支板不宜小于200mm；叠合板应不宜小于150mm。板跨度小于3m时，搁置长度可适当减小。有横梁时，单向板沿宽度方向的搁置长度不应小于25mm；,.,126,板梁式,桁架式,无梁板式,墩式码头,柔性靠船,预制纵梁、横梁的搁置长度由计算确定，但不应小于200mm，梁跨度较大、无掩护码头简支梁应适当加大。,大水位差,.,127,板梁式,桁架式,无梁板式,墩式码头,柔性靠船,（4）预制构件接头叠合板非叠合板注意：插筋兼作受力钢筋时，插筋不应少于受力钢筋。,大水位差,.,128,板梁式,桁架式,无梁板式,墩式码头,柔性靠船,板与梁,大水位差,.,129,板梁式,桁架式,无梁板式,墩式码头,柔性靠船,横梁与桩帽采用预埋钢筋连接时，在桩帽顶面沿横梁轴线预埋两排插筋，直径不宜小于20mm，间距不宜大于200mm，埋置深度和伸入梁内的长度均应满足钢筋锚固要求。对重要工程，钢筋数量应由计算确定；采用帽耳与横梁连接时，帽耳宽度不宜小于250mm，帽耳与横梁之间应用钢筋连接。,大水位差,.,130,板梁式,桁架式,无梁板式,墩式码头,柔性靠船,大水位差,（5）空心板空心板一般适用于码头的后桩台和引桥。小型码头也可采用空心板，但应采取措施使码头具有较好的整体性；空心板的孔洞形式有三种。两块空心板之间的缝内可采用C30级细石混凝土，插捣密实，形成铰接。当集中荷载较大时，应验算铰点剪力；板的肋宽不应小于80mm，孔洞的上下板厚不应小于70mm。,.,131,板梁式,桁架式,无梁板式,墩式码头,柔性靠船,空心板顺板跨方向为简支结构，其截面由计算确定。垂直板跨方向铰接。在均布荷载作用下，按单向简支板计算即可；在集中荷载作用下，可考虑铰接点的传力作用。可按规范附录C的方法，考虑荷载的横向分布；对于孔洞较大的空心板，尚应验算孔顶冲切强度。,大水位差,.,132,板梁式,桁架式,无梁板式,墩式码头,柔性靠船,（6）板的构造配筋单向板主要为单向弯曲破坏，但受力后又表现出双向应力状况，因此，尽管只计算出单向弯矩，但在构造上要进行双向配筋；均布荷载作用时，底层横向分布钢筋不得小于单位宽度上受力钢筋截面面积的15%；集中荷载作用时，底层横向分布钢筋：当板的宽跨比小于、等于1.0时（窄条），不得小于单位宽度上受力钢筋截面面积的15%；,大水位差,.,133,板梁式,桁架式,无梁板式,墩式码头,柔性靠船,当板的宽跨比大于或等于1.5时（宽条），板中1/2板跨范围内，不得小于单位宽度上受力钢筋截面面积的35%；板两边各1/4板跨范围内，不得小于单位宽度上受力钢筋截面面积的25%；当板的宽跨比在1.01.5之间时（宽窄之间），可在上述规定的配筋范围之间选用；横向分布筋的直径不宜小于8mm，间距不宜大于250mm。,大水位差,.,134,板梁式,桁架式,无梁板式,墩式码头,柔性靠船,码头面板顶层宜设纵、横向构造钢筋，其配筋率可取受力钢筋截面面积的15%；为减少现浇面层在横梁顶部出现裂缝的不良影响，宜在横梁顶面垂直于梁的长度方向增设短筋。,大水位差,.,135,板梁式,桁架式,无梁板式,墩式码头,柔性靠船,（7）桩帽的尺寸的确定顶面尺寸：按预制梁的宽度、梁或板的搁置长度，以及预制构件安装允许偏差确定；底面尺寸：要考虑桩径、斜桩的扭角、打桩偏位以及最小外包宽度等。桩帽最小外包宽度：截面小于或等于600mm600mm的方桩可取150mm；管桩与桩帽为铰接连接时可取0.25倍桩径，与桩帽为嵌固连接时可取0.4倍桩径；,大水位差,.,136,板梁式,桁架式,无梁板式,墩式码头,柔性靠船,高度：应由计算确定，同时应考虑桩伸入桩帽的长度，以及桩顶钢筋或预应力混凝土管桩桩芯钢筋或钢管桩锚固铁件锚固长度等构造上的要求。桩帽高度不宜小于0.5倍桩帽宽度，且不得小于600mm；桩帽平面尺寸，取其顶面尺寸和底面尺寸的较大值。,大水位差,.,137,板梁式,桁架式,无梁板式,墩式码头,柔性靠船,（8）桩帽的配筋纵横向受力筋和水平箍筋均应做成封闭形，并在端部设弯钩。箍筋应互相嵌套，纵横向受力筋布置在顶层和底层，水平箍筋应套在最外层；,大水位差,.,138,板梁式,桁架式,无梁板式,墩式码头,柔性靠船,桩帽顶面纵横向钢筋配筋率之比不应超过1.5。方桩桩帽受力钢筋直径不得小于14mm，管桩桩帽受力钢筋直径不得小于16mm。受力钢筋间距不宜大于200mm；方桩桩帽水平箍筋直径不宜小于10mm，预应力混凝土管桩帽水平箍筋直径不宜小于12mm，水平箍筋间距不宜大于200mm；桩内纵向钢筋伸入桩帽的长度应满足最小锚固长度的要求；,大水位差,.,139,板梁式,桁架式,无梁板式,墩式码头,柔性靠船,叉桩桩帽底面在每根桩范围内应不少于4根纵向和横向箍筋通过。如数量不足可增设直筋，其长度和直径与桩帽纵向和横向箍筋相同；当桩帽尺寸较大，宜设置水平拉筋，拉筋直径不宜小于8mm，间距取200mm300mm。,大水位差,.,140,板梁式,桁架式,无梁板式,墩式码头,柔性靠船,（9）桩帽与基桩或横梁的连接当桩与桩帽或横梁的连接按铰接设计时，应将桩顶伸入桩帽或横梁50100mm，海港取大值。桩的主筋全部伸入桩帽或横梁，外伸长度可取400500mm。需要利用桩顶外伸钢筋强度时，外伸长度应满足锚固长度的规定。,大水位差,.,141,板梁式,桁架式,无梁板式,墩式码头,柔性靠船,当管桩与桩帽的连接按固接设计时，管桩伸入桩帽长度不得小于0.75倍桩径，桩内浇筑桩芯混凝土，并进行受力验算。当管桩与桩帽的连接按铰接设计时，管桩伸入桩帽长度应大于100mm，桩内浇筑桩芯混凝土。,大水位差,.,142,板梁式,桁架式,无梁板式,墩式码头,柔性靠船,钢管桩与桩帽或横梁之间应采用固接连接。桩顶直接伸入桩帽或横梁内时，桩顶伸入的最小深度为1倍桩径；桩顶通过锚固铁件或钢筋伸入桩帽或横梁时，桩顶伸入的深度不应小于100mm；,大水位差,.,143,板梁式,桁架式,无梁板式,墩式码头,柔性靠船,大水位差,悬臂梁式靠船构件之间宜设置纵向水平撑，水平撑与靠船构件外边线的净距不得小于100mm。即藏在码头前沿靠泊立面的后面。,（10）靠船构件在确定靠船构件底标高时以及布置护舷时，应结合船舶干舷高度，考虑船舶停靠安全等因素，避免船舶在低水位时钻入码头下方。当采用浮护木时，应防止浮护木在低水位时进入码头下面；,.,144,板梁式,桁架式,无梁板式,墩式码头,柔性靠船,（11）码头变位全部由直桩组成的码头，码头的水平变位应满足使用要求。为减少码头的水平变位，桩与横梁或桩帽之间宜采用嵌固连接。,大水位差,.,145,板梁式,桁架式,无梁板式,墩式码头,柔性靠船,大水位差,（2）桁架上弦杆为横梁的一部分。支承于桁架立柱上的连续横梁，可按刚性支承连续梁计算。计算跨度，采用桁架立柱轴线与横梁底面线交点之间的距离；,（1）桁架式码头的面板、纵梁、桩帽的设计和横向排架所受船舶作用力的取值可按梁板式码头有关规定执行；,桁架式码头,.,146,板梁式,桁架式,无梁板式,墩式码头,柔性靠船,大水位差,（4）由基桩、平面桁架和横梁组成的横向排架内力,一般可假定为平面问题进行分析，将桁架、横梁和基桩作为一个杆件系统，以有限元法或弹性杆件法计算；,（3）在施工设备条件可能的情况下，桁架宜整榀预制，并应验算在翻转和吊运安装过程中的内力；,.,147,板梁式,桁架式,无梁板式,墩式码头,柔性靠船,大水位差,（5）靠船立柱可按以横撑为支承的带悬臂端的连续梁计算；（6）预制系靠船梁可按支承于靠船立柱，并与其整体连接的多跨连续梁计算；（7）桁架立柱和下弦杆截面边长不宜小于400mm。桁架整榀或分榀预制时，所有杆件厚度宜相同；,.,148,板梁式,桁架式,无梁板式,墩式码头,柔性靠船,大水位差,（9）桁架节点处各杆件的中心线应交会于一点。为改善结构受力情况，节点处截面应局部加大，其抹角尺寸不应小于150mm。节点处应根据构造要求配置周边钢筋，其直径不宜小于16mm。,（8）为增加桁架式码头的纵向刚度，相邻桁架间宜设水平撑。必要时，可在端部和结构缝处相邻桁架间设置垂直剪刀撑或单斜撑。其截面边长不宜小于300mm；,.,149,板梁式,桁架式,无梁板式,墩式码头,柔性靠船,大水位差,（1）采用代替框架法计算。即：将面板划分成互相垂直的纵向板带和横向板带，连同基桩一起作为独立的纵向排架和横向排架分别进行计算；,无梁板式码头,（2）无梁板板带的计算宽度,.,150,板梁式,桁架式,无梁板式,墩式码头,柔性靠船,大水位差,（3）进行排架计算时，桩端的约束的考虑与板梁式码头相同。符合条件时，桩两端应按固接计算；（4）无梁板纵向排架可按弹性支承连续梁计算，当符合式条件时，可按刚性支承连续梁计算；（5）均布荷载作用时，可取作用在计算板带宽度上的均布荷载数值并考虑最不利布置；,.,151,板梁式,桁架式,无梁板式,墩式码头,柔性靠船,大水位差,（6）集中荷载可按附录D确定。纵向排架：当集中荷载作用在纵向排架中心线上时，按实际荷载计算；否则，按简支梁分配原则，将该荷载分配到相邻两个排架上；,横向排架：按纵向排架内力分析得出的最大支座反力，作为集中荷载，并按原荷载位置作用在横向排架上。,.,152,板梁式,桁架式,无梁板式,墩式码头,柔性靠船,大水位差,（7）无梁板的计算应考虑桩帽对跨度的影响，其计算弯矩应乘以折减系数；（8）无梁板纵向板带和横向板带在计算面板配筋时，各分为桩上板带和跨中板带两部分。,.,153,板梁式,桁架式,无梁板式,墩式码头,柔性靠船,大水位差,均布荷载作用下：支座弯矩：桩上板带75%，跨中板带25%；跨中弯矩：桩上板带55%，跨中板带45%。,.,154,板梁式,桁架式,无梁板式,墩式码头,柔性靠船,大水位差,集中荷载作用下：无梁板在集中荷载作用下产生的弯矩由计算宽度（见附录D）承受。当计算宽度等于计算板带宽度时，集中荷载产生的弯矩按照均布荷载作用下桩上板带和跨中板带弯矩分配原则进行分配。当计算宽度小于或等于桩上板带或跨中板带宽度时，集中荷载产生的弯矩，全部由计算宽度承受。,.,155,板梁式,桁架式,无梁板式,墩式码头,柔性靠船,大水位差,（9）无梁板为双向受力结构，对支座弯矩及跨中弯矩尚应分别乘以经验折减系数。均布荷载可取0.7；集中荷载可取1.0；,（10）预制面板或靠船构件的接缝混凝土强度等级宜较预制构件提高一级。,.,156,板梁式,桁架式,无梁板式,墩式码头,柔性靠船,大水位差,（1）墩台结构可采用实体式、空箱式、刚架式或桁架式；（2）实体式墩台高度不宜小于1.5m，可不进行强度计算，构造配筋；分层浇筑时，需要对底板进行计强度算；墩台底板受力钢筋的最小配筋率可取0.15%，厚度较大时，可适当降低；墩台底板、顶部及四周应设置构造钢筋。,墩式码头,.,157,板梁式,桁架式,无梁板式,墩式码头,柔性靠船,大水位差,（3）空箱式墩台墩台厚度计算确定，但不宜小于0.8m；侧墙和顶板要进行强度计算；底板设进水孔，顶板设排气孔和人孔。,.,158,板梁式,桁架式,无梁板式,墩式码头,柔性靠船,大水位差,.,159,板梁式,桁架式,无梁板式,墩式码头,柔性靠船,大水位差,（5）基桩与墩台的连接墩台结构边缘至最外一排基桩外边缘的距离：当桩径600mm时，不得小于300mm；当桩径1000mm时，不得小于0.4倍桩径，并不得小于500mm；在墩的底部，当桩伸入墩台，底层主筋被部分切断时，沿桩周应设构造筋加强。必要时应对基桩与底板连接处的挤压应力和剪应力进行验算。,.,160,板梁式,桁架式,无梁板式,墩式码头,柔性靠船,大水位差,（6）基桩布置墩式码头基桩可布置成扇形式或叉桩式。扇形式布置，桩轴向力较均匀，但墩台位移和桩端弯矩较大，适用于垂直荷载较大，水平力和扭矩较小的情况。,.,161,板梁式,桁架式,无梁板式,墩式码头,柔性靠船,大水位差,叉桩式布置，沿叉桩方向墩台的位移和桩端弯矩较小，但叉桩的轴力较大，适用于水平力和扭矩较大的情况。,.,162,板梁式,桁架式,无梁板式,墩式码头,柔性靠船,大水位差,基桩宜对称布置，垂直荷载较大时，可适当布置直桩；,斜桩或叉桩水平投影延长线交点的距离宜加大，以增加抗扭刚度。,承受扭距的墩台，不应采用桩轴线延长线交于一点的布置形式；,.,163,板梁式,桁架式,无梁板式,墩式码头,柔性靠船,大水位差,（6）墩式码头内力计算墩台为刚性墩台时，应按空间计算。下列情况下，可按平面问题计算：基桩布置对称于一个铅垂面，无扭矩或扭矩很小，且荷载位于对称面上，只验算对称面；基桩布置对称于一个或两个互相直交的铅垂面，无扭矩或扭矩很小，可按平面假定验算两个铅垂面。目前有专用程序按空间问题进行计算。,.,164,板梁式,桁架式,无梁板式,墩式码头,柔性靠船,大水位差,（1）柔性靠船桩应采用钢结构。平面布置上与码头装卸平台分离设置，单独承受船舶荷载；（2）两根及两根以上钢桩组成的柔性靠船簇桩，上部应设平台，保证其整体性。钢桩与平台的连接宜采用铰接，桩中心距不宜小于2倍桩径；,柔性靠船桩,.,165,板梁式,桁架式,无梁板式,墩式码头,柔性靠