港工 第四章培训讲义

第四章高桩码头高桩码头的结构型式及其特点板桩码头的构造高桩码头的结构布置高桩码头的计算一、高桩码头的结构特点

特点：利用打入地基中的桩将作用在上部结构上的荷载传到地基深处。桩不仅是基础，而且也是结构中不可缺少的组成部分。优点：高桩码头适宜作成透空结构，其结构轻，减弱波浪的效果好，砂石料用量省，对于挖泥超深的适应性强。缺点：对地面超载和装卸工艺变化的适应性差，耐久性不如重力式和板桩码头，构件易损坏且难修复。造价较高适用：可以沉桩的各种地基，特别适用于软土地基。二、高桩码头的主要组成部分及其作用

1、上部结构

码头地面，将桩基连成整体，并把荷载通过桩基传给地基，安设各种码头设备。2、桩基：

支承上部结构，并把作用在上部结构上的荷载传给地基，同时也起到稳固地基的作用，有利于岸坡稳定。

3、挡土结构：

为了减小码头的宽度和与岸坡的衔接的距离，而设置挡土结构，以构成地面，有前板桩墙，后板桩墙和重力式挡墙。4、岸坡：

要求有足够的稳定性，对波浪、水流大的地方和地质差的情况，需要进行护坡处理，以免受冲刷。5、码头设备：

便于船舶系靠和装卸作业。

一、按桩台宽度和挡土结构分类

窄桩台：设有较高的挡土结构；宽桩台：设有较矮或无挡土结构。

第一节高桩码头的结构型式及其特点1、窄桩台高桩码头根据挡土结构的设置：①挡土结构与码头连成整体：

前板桩高桩码头，后板桩高桩码头。我国较少采用。②挡土结构与码头分开设置，各自独立工作：

桩台不承受土压力，我国多采用，特别适用于旧码头的改造。适用范围：地基较好，土方回填量较少或回填料较便宜的地区。2、宽桩台宽桩台高桩码头，不设挡土墙或设较矮的挡土墙。用通长的纵向变形缝将桩台分成前方、后方桩台。前方桩台：主要承受船舶荷载、门机、铁路、流动起重运输机械及堆货等，受力情况复杂，一般需设置叉桩或半叉桩，并要求有良好的整体性。（连续结构）后方桩台：主要起与岸坡连接的作用，只承受垂直荷载，故不需设叉桩，且对上部结构的整体性要求不高，可采用简支梁板结构。二、按上部结构型式分类

1、梁板式：梁板式码头上部结构主要由面板、纵梁、横梁、桩帽和靠船构件组成。

①优点受力明确；排架间距可加大，以充分发挥桩的承载能力；可采用预应力构件，预制装配化程度高，施工速度快；上部结构较厚，靠船构件悬臂短，受力条件好。②缺点构件类型和数量多，施工麻烦；上部结构底部轮廓形状复杂，死角多，水气不易排除，构件中钢筋易锈蚀。③适用条件一般适用于有较大集中荷载、水位差不大（5m作用）的情况；但若设置双层系靠船时，可适用于水位差5～8m的港口；当在码头前沿设置多层系靠船结构，或单独设置浮式系靠船设施时，可适用于水位差10～17m的港口。

2、桁架式

上部结构由面板、纵梁、桁架和水平连杆组成①优点

上部结构高度大，便于分层系缆；桁架横向刚度大，整体性好；桩的自由长度减小，桩的承载能力增大。②缺点造价高；施工水位低，工期紧；框架与其它构件的连接节点多，构造复杂，施工麻烦；框架处于水位变动区，易受到船舶撞击而破坏，维修困难；预制框架受起重能力限制，应考虑施工条件。③适用条件适用于水位差较大（10m左右），需分层系缆的河港码头。但由于其缺点较多，且分层系缆还可以用其它结构型式解决，因此在水位差不大的海岸港、河口港中已逐渐被梁板式码头所代替。

3、无梁板式：上部结构由面板、桩帽和靠船组成①优点

结构简单，构件少，造价低；桩帽施工水位高。②缺点板为点支承，受力不明确；板为双向受力，采用双向预应力较困难；受板的跨度限制，桩的承载能力不能充分发挥；桩的自由长度长，对桩的耐久性和结构整体刚度不利；面板位置高，靠船构件悬臂长。③适用条件适用于水位差不大，无较大集中荷载或集中荷载较小的中小码头。4、承台式：上部结构由承台、胸墙和靠船构件组成①优点

结构刚度大，整体性好；对打桩偏位要求不高。②缺点

自重大，现浇工作量大；桩台窄，桩多而密，施工麻烦，施工水位低，工期紧。③适用条件

良好持力层不太深，且能打支承桩的地基。第二节高桩码头的构造一、桩1、预应力钢筋砼方桩

2、预应力钢筋混凝土管桩

有先张法和后张法两种，都是在专门工作制造。一般做成空心，故称为管桩。优点：混凝土强度高、密度大；耐腐蚀、耐锤击；承载力大；与钢桩比，耐久性好，使用寿命长；不需要经常维修；用钢量为钢管桩的1/8～1/6；成本为钢桩的1/3～1/2。但管桩的制造工艺复杂。编织钢筋网

坚固优质的钢筋网

管桩浇注

管桩拆模

管桩堆场3、钢（管）桩强度高，抗弯能力大，能承受较大的水平力，弹性好，能吸收较大的变形能，可减少船舶对码头的撞击力，制造和施工方便，施工速度快。但钢材用量大，造价高（约为钢筋混凝土桩的2～3倍），且易锈蚀，耐久性差。目前主要用于外海码头。4、钻孔灌注桩直径多为60～120cm，桥梁上已达到3.5米。由于水下灌注砼质量不易保证，因此，多数只在近岸部分或少数码头后方平台部分采用。

二、桩帽

1、作用调整打桩偏位2、平面形式方形和圆形3、

构造：基本要求：取决于基桩的布置形式（单桩或双桩），桩的断面尺寸和打桩偏位，还应满足在它上面的预制构件的搁置长度和接头宽度的要求。

高度（厚度）：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锚固长度的要求。一般桩帽高度不宜小于0.5倍桩帽宽度，且不得小于600mm。三、横梁高桩码头的主要受力构件，作用在码头上的几乎所有荷载都要通过它传给桩基。1、支承要求

前方平台：作成连续梁（受力复杂，整体性要求高）

后方平台：可采用简支梁（受力简单，整体性要求不高）2、断面型式一般有四种①矩形：用于纵梁和横梁的底面在同一高程，且高度相差不大；②花篮形：纵、横梁底标高一致，高度相差不大，但面板（空心板）放在横梁上；③倒T型：用于纵梁和横梁底标高不一致，纵梁放在横梁上；④倒梯形：用于无纵梁，面板直接放在横梁上，用在后方平台。3、

断面尺寸①梁高由计算确定，对预制梁，除了考虑预制能力外，还要考虑起重能力，以及纵梁的高度，一般取1.2～2.0m，最高达3米。

②宽度由计算确定，还要考虑纵梁或面板的搁置宽度、接缝宽度，一般40～80cm，但不宜小于30cm。四、纵梁

1、设置及支撑要求①凡是有门机、有火车，则应设置纵梁。②根据荷载大小，布置情况，纵梁可采用预制安装的连续梁、迭合式连续梁。简支梁少用。2、型式工字型、矩形、花篮型（此三者常用于轨道梁），半花篮形（边梁），π形（梁板合一），3、

尺寸

高度：根据受力计算确定，并考虑起重能力，一般90～120cm；

宽度：根据计算确定，并考虑板的搁置宽度及接缝宽度，一般30～50cm。五、面板与面层

㈠面板的分类及构造1、实心板(按施工方法分)

①现浇实心板：整体性好，但现浇工作量大，只能作非预应力的，抗弯、抗裂能力小，模板用量大，施工速度慢，常用于无预制能力，无起重设备的情况。

②预制板：在现场拼装，若要按装配式整体板计算内力，应注意横向拼缝的可靠性，纵向接缝按连续板。

③迭合板：部分预制，部分现浇，用于板厚较大时。预制装配实心板叠合板2、空心板

⑴优点：重量轻，跨度大，抗弯、抗裂能力大；

⑵缺点：制作复杂，不能承受较大集中荷载，只能作单向板。⑶型式：圆形，D形，近似矩形，腰圆形等，其中圆形孔受力较好，无应力集中，施工方便，使用最多。⑷尺寸

由计算确定，折算成工字形断面（面积相等，惯性矩相等），厚度40～60cm，宽度2～４m，跨度6～９m（视排架间距而定）。

㈡面层1、作用：找平码头地面和作磨耗层。2、厚度：磨耗层与面板同时浇注（迭合板）≮2cm；磨耗层与面板分开浇注（空心板）≮5cm。

六、靠船构件

靠船构件的形式较多，主要有以下几种：悬臂板式、悬臂梁式、框架式、靠船桩式和浮式等1、悬臂板式由悬臂板、胸墙板和水平纵梁组成。一般采用预制安装，并与横梁整体连接，沿码头长度方向为一整体，其悬臂板和胸墙板厚度由计算确定，但≮15cm。优点：沿码头长度方向全面保护；缺点：材料用量多，造价高；适用：水位差小（1～2m）2、悬臂梁式由悬挂在横梁前端的悬臂梁和将悬臂梁下端纵向连成一体的水平撑组成。

预制悬臂梁：当下横梁现浇，整体连接；或与下横梁整体预制（当下横梁为预制，且起重能力足够时，可将靠船构件与一部分下横梁整体预制，它们与其余部分的横梁在桩帽上进行整体连接。纵向水平撑：加强悬臂梁的纵向刚度，使全部悬臂梁共同承受船舶荷载沿码头长度方向的水平力。

适用条件：水位差5m以下。当水位差继续增大，上述两种靠船构件就不适用了，而需采用其它型式以适应水位变化时的系靠船要求，如框架式、靠船桩式、浮式等。七、构件的连接1、构件连接形式①不连接：不传力；

②铰接：只传递剪力或轴力；③固接：传递M。

2、连接要求符合构件连接处的受力条件；确保连接质量；便于施工。第三节高桩码头的结构布置

高桩码头的结构布置应根据使用要求、自然条件和施工条件，并通过经济技术比较加以确定，在符合使用要求、保证质量、经济技术合理和施工条件可能的前提下，所选用的结构应尽量提高装配化程度，简化构件型式，采用预应力砼结构。

一.

结构尺度的确定结构轮廓尺寸的确定主要包括以下内容：①码头前沿高程的确定；②前沿底高程的确定；③前沿线的确定；④码头岸线长度的确定；⑤结构尺寸的确定。结构设计问题包括：a.结构宽度；b.桩顶高程；c.靠船构件的底面高程；d.码头的分段长度等。㈠结构宽度拟定1、窄桩台根据使用要求、荷载分布、装卸工艺取码头前沿地带宽度。备注：主要不是用来堆货，而是作为布置前方铁路线、道路、门机轨道以及进行货物装卸作业和流动起重运输机械回转运行的区域）。

有门机：取14～14.5m

无门机：取8～10m

有集装箱装卸桥：根据装卸桥轨距确定，一般岸边集装箱装卸桥轨距应根据不同工艺布置、水平运输作业方式及保证设备具有足够的稳定性来确定，其轨距不应小于16m。备注：先拟定结构宽度，然后进行整体稳定性验算，不满足就适当加宽。

2、宽桩台总宽度主要取决于前沿线位置、岸坡的地质条件（坡度）、码头面高程和所采用的接岸结构形式及位置。考虑到结构总宽度内作用的性质和大小的不同，用纵缝将结构分为前后两部分——前方桩台和后方桩台。前方桩台的宽度一般采用码头前沿地带的宽度（14.0～14.5m）。结构总宽度减去前方桩台的宽度即为后方桩台的宽度。步骤：⑴确定码头前沿线位置以及码头面高程、设计底高程⑵初拟开挖坡度首先根据土质情况、有无护坡、打桩振动等初步选定，然后根据整体稳定性验算结果来调整。常取1：2～1：3。⑶抛石基础底高程、顶高程抛石基础底高程＝施工水位－打桩船吃水－富裕（0.5m）顶高程≮底高程＋0.5m

⑷抛石棱体前土体肩宽B1＝1～1.5m，以保证棱体的稳定棱体斜坡水平投影长度B2（决定于坡度和高度）挡墙前抛石基础的肩宽B3＝1～1.5m。则结构宽度B＝B0＋B1＋B2＋B3⑸前、后平台①前方平台宽a门机＋双线火车：14～14.5mb无门机、火车：8～10m②后方平台宽度

（二）桩顶高程不低于施工水位（三）结构的分段为了避免结构在使用过程中产生过大的温度应力和沉降应力，应沿码头长度方向隔一定距离设置变形缝。变形缝包括伸缩缝和沉降缝。伸缩缝应根据温差、上部结构的刚度、桩的自由长度和刚度等因素综合考虑。沉降缝位置视荷载结构型式和地质条件而定。（上部结构为装配整体式时可取60～70m，现场整体现浇时宜取35M）

1、分段长：一般60～70m，缝宽2～3cm的通缝2、形式及构造变形缝的形式通常有三种：⑴悬臂式

优点：对不均匀沉降的适应性强。

缺点：设变形缝的跨跨度小，增加了横向排架的数量，悬臂部分需现浇，施工麻烦。在平面上应作成凹凸形，凹凸缝的齿高可取20～40cm。

⑵简支式

就是在两个结构段之间设置简支跨，在简支梁的两端设置变形缝。采用简支结构时，应满足简支构造，支座上应铺设橡胶块、油毛毡等垫层，保证简支梁的梁端能自由滑动和转动。优点：结构简单，施工方便，各跨跨度基本相同，不增加排架数量。缺点：承受垂直码头方向水平力的能力差，且支座构造复杂。⑶横梁分半式

在设置变形缝的横向排架上将横梁分成两半。优点：结构简单，施工方便，不增加排架数量。缺点：中间排架沉降，两边都受影响；且支座构造复杂。二.桩基布置桩基既是高桩码头的基础，又是结构的主要受力构件，它与其上面的横梁组成一个整体结构，称为横向排架，是高桩码头的主要受力单元。在进行桩基布置时，必须综合考虑各种因素进行优化设计，三条原则如下：①应能充分发挥桩基承载力，且使同一桩台下的各桩受力尽量均匀；②应尽可能降低整个码头造价；③考虑施工的可能和方便。㈠横向排架中桩的布置横向排架中桩的数目和布置取决于桩台的宽度和码头荷载。

1、排架间距前方平台：5～7m，（8～12m）；后方平台：堆货荷载较大，3～5m。备注：在整个码头上的横向排架间距应尽量一致，以减少构件类型。㈡桩基的纵向布置

2、纵向叉桩的布置取决于：码头的纵向受力和码头的纵向刚度。一般：①码头短（几十米）：端部要设叉桩，以抵抗船舶水平靠岸时产生的撞击力纵向分力；②码头长（几百米），仅在两端设叉桩或半叉桩；③在风暴系船柱和舾装码头的试车系船柱下面，因纵向系缆力大，应设纵向叉桩。㈢桩长的确定：根据计算确定取决于：单桩承载能力、地质情况、施工中打桩船能施打的长度。若超过打桩船能施打的长度，需接桩。

三.上部结构的布置（一）结构布置在梁板式高桩码头的上部结构中，面板、横梁必不可少。因此，结构布置关键在于是否设置纵梁和设几根纵梁，而纵梁的设置取决于码头面上荷载的性质和大小以及结构的整体性要求。1、无门机、无火车只承受一般车辆轮压荷载和均布荷载，可不设纵梁，而将面板直接搁置在横梁上2、有门机、无火车设两根门机轨道梁。在轨道梁间：无大型流动起重机械时：不设纵梁，（空心）板放在横梁上；有大型流动起重机械时：设数根纵梁，板放在纵梁上。3、有门机、有火车设两根门机轨道梁，增设二或四根火车轨道梁。

（二）板型、梁型的选择按受力情况分：梁：简支梁连续梁悬臂梁板：单向板：简支板、连续板和悬臂板；双向板：四边简支、四边固定、三边简支一边自由和三边固定一边自由。1、悬臂板梁尽量少用，除靠船构件及变形缝外。2、简支或连续板梁⑴前方平台：受力复杂，整体性要求高，刚度要求高。

横梁：连续梁

纵梁：连续梁；

面板：取决于荷载的性质和大小，整体性要求及施工方法。荷载大、整体性要求高、有地震设防的码头可用连续板或四边固定板；荷载小、整体性要求不高，可用简支板或四边简支板。⑵后方平台：整体性要求和刚度要求不高，一般都用简支板梁结构。

3、单向板、双向板第四节高桩码头的计算

设计状况：高桩码头计算应分别按持久状况、短暂状况、偶然状况三种设计状况，并按不同的极限状态和效应组合进行计算和验算。

一.面板内力计算

㈠计算图式和计算跨度1、计算图式

单向板：简支板、悬臂板和连续板；

双向板：四边简支、四边固定、三边简支一边自由和三边固定一边自由等。

2、计算跨度在确定板的计算跨度时，应考虑支座对板的影响，计算跨度分弯矩计算跨和剪力计算跨。⑴弯矩计算跨度

①简支板：l＝l0＋h且≯l0＋e，l0——净跨

②连续板：B1≤0.1lc时，l＝lc（不考虑支座宽度影响），lc——中心线B1＞0.1lc时，l＝1.1lc（考虑支座宽度影响）⑵剪力计算跨度无论是简支板还是连续板，均取净跨，l＝l0

㈡、集中荷载的接触宽度和传递宽度设集中荷载的接触宽度为a2×b2，垫层厚度为hs，则：传递宽度（传递到面板上的传递宽）

①单轮作用时：顺板跨方向a1＝a2＋2hs；垂直板跨方向b1＝b2＋2hs。

②多轮作用时，且轮距较小，传递范围相互重叠：

顺板跨方向：a1＝a2＋2hs＋Y；

垂直板跨方向：b1＝b2＋2hs＋X。Y、X——分别为顺板跨和垂直板跨方向的最外两轮的中心距。③多轮不重叠时：按单轮情况计算。㈢、集中荷载作用下单向板的计算宽度

1、影响有效分布宽度的主要因素⑴板边的支承情况；⑵宽跨比；⑶荷载传递面积；⑷荷载作用位置。(1)平行板跨方向ac=a1(2)垂直板跨方向a、中置荷载（荷载接触面积中心位于1/2板宽至y≥0.5bc）的弯矩计算宽度：

b、偏置荷载（荷载接触面积中心位于自由边附近，且y＜0.5bc）的弯矩计算宽度：2、集中荷载作用下单向简支板和连续板的计算宽度

⑶当有多个集中荷载同时作用，弯矩计算宽度重叠时，其计算宽度取bc＋S，S为最外面集中荷载的中心距离：

⑷单向板集中荷载作用下的剪力计算宽度

①平行板跨方向的剪力计算宽度：

②垂直板跨方向的剪力计算宽度

Ⅰ、中置荷载（荷载位于l/2板宽附近，且y’≥0.3x＋1.8h0）的剪力计算宽度：

式中：h0——板的有效高度（m）；钢筋砼中的有效高度为h0＝h－a。

Ⅱ、偏置荷载（荷载位于自由边附近，且y’＜0.3x＋1.8h0）的剪力计算宽度：3、集中荷载作用下悬臂板的弯矩计算宽度悬臂板的工作宽度接近于2倍悬臂板长度，也即荷载可近似按45°角向悬臂板支承处传布，因此规范规定：bc＝b1＋2x

㈣、内力计算

1、单向板计算

⑴确定计算跨径及计算宽度⑵计算荷载

①施工期：板的自重（预制板重＋现浇层＋面层）；施工荷载按均布满载：q施＝2.5kN/m2

②使用期：均布荷载（堆货）或流动机械荷载；⑶内力计算

①简支板、悬臂板和连续板

计算时分别按简支、悬臂和连续板的计算方法进行计算。②与梁整体连接的单向连续板对于装配式的单向连续板，应考虑施工和使用两种情况。Ⅰ、计算图式施工期：因板的接头尚未浇注或现浇砼还未达到一定的强度，故按简支板计算（计算断面为预制部分）。

使用期：接头处的砼已达到设计强度，活载产生的内力按连续板计算（计算断面为整块板）。Ⅱ、计算方法采用简便的系数法计算，即：先按简支板计算出跨中最大弯矩M。然后考虑梁对板的固接作用，乘以修正系数来计算跨中和支座处的计算弯矩。即：M＝m×M。m——弯距系数；M。——按简支板计算时跨中最大弯矩设计值。⑷配筋计算对面板的配筋为施工期和使用期所算的总和。2、双向板的计算双向板为双向受力，需双向配筋，双向钢筋既是受力钢筋，又是分布钢筋，故较为经济，但双向板只能做非预应力。关于双向板弯矩计算查《高桩码头设计与施工规范》（附录B）或《建筑结构静力计算手册》。与梁整体连接的双向板，应考虑梁对板变形的约束作用二.纵梁的计算㈠计算图式和计算跨度⒈计算图式

⑴简支梁——支座处断开或简单连接。

⑵连续梁——支座处整体连接①支承于桩帽上的连续纵梁，其内力应按弹性支承连续梁计算。②支承于横梁上的装配整体式纵梁，具有弹性支承性质，对于重要工程宜按弹性支承连续梁计算，对一般工程可简化按刚性支承连续梁计算。

③迭合梁施工期：面板自重、纵梁自重、施工荷载作用下按简支梁计算

使用期：在使用荷载作用下按连续梁计算。⒉计算跨度弯矩计算剪力计算简支梁连续梁刚性支承弹性支承㈡计算荷载纵梁是板的支承，故纵梁除承受本身的自重及直接作用在其上的荷载（如门机）外，还要承受面板传来的荷载，包括面板自重，以及作用在面板上的荷载产生的面板支座反力⒈均布荷载包括面板自重、堆货等均布荷载q0。

⒉集中荷载⑴单向板

面板支承在纵梁上，作用在面板上的集中荷载以面板的支座反力的形式传给纵梁。

⑵双向板①先按挠度相等原则求得Pa、Pb。②按简支板的支座反力求对纵梁的作用力。㈢纵梁内力计算刚性支承连续梁、弹性支承连续梁按三弯矩方程或五弯矩方程计算。

三.横梁排架的计算横向排架是高桩码头的主要受力单元，计算它的目的是为了求得桩基和横梁的内力。㈠、计算图式1、计算单元取一代表排架计算内力，计算段长取排架间距2、桩台刚度桩台根据刚度可分为三类：①刚性桩台：EI＝∞，在外荷载作用下，桩台只发生变位，不发生变形，适用于框架式码头和承台式码头的上部结构；②柔性桩台：EI＝常数，受力后桩台不仅产生变位，且发生变形。适用于梁板式高桩码头的横梁和无梁板式高桩码头的横向板带；③非刚性桩台：支座处EI＝0，该支承处不能承受弯矩，桩台按简支梁计算，适用于钢结构以及采用钢筋混凝土简支横梁的码头。3、桩端固定性质桩与桩台及地基的连接，性质上是介于固接和铰接之间的弹性嵌固，但为便于计算，一般简化为固接和铰接。

⑴桩和横梁（桩台）的连接性质的确定a.有叉桩时，水平力由叉桩承受，侧向位移小，为简化计算，可假定桩与桩台为铰接。但当桩台线刚度和桩的线刚度之比：（EcIc/l）/（EzIz/L）≤4式中：EcIc、EzIz——分别为桩台和桩的截面刚度；l、L——桩台计算跨度和桩的计算长度。此时，桩对桩台变形的约束作用不可忽略，应按固接计算。b.全直桩时，为固接。⑵桩下端与地基的连接性质支承桩的入土深度较浅，支承在坚硬土层上时，可按铰接考虑。摩擦桩，入土深度较深，一般仍按弹性嵌固计算。

4、桩台计算跨度和桩帽对内力的影响

⑴计算跨度

单桩与单桩：单桩轴线与桩台底面交点间的距离；单桩与叉桩：叉桩轴线交点的垂线和单桩轴线与桩台底面交点的距离；

单桩与双直桩：双直桩中心线和单桩轴线与桩台底面交点的距离

全直桩：取桩轴线与梁底面线交点之间的距离⑵桩台内力修正当有桩帽时，应考虑桩帽对计算跨度的影响（对内力的影响），对算得的桩台内力进行修正。有两种方法：

①跨度折减系数法对算得的弯矩乘以跨度折减系数②对内力图进行削峰（二）作用及其效应组合1、横向排架上的作用分类

⑴永久作用：上部结构自重力，固定设备自重力

①横梁自重以均布荷载作用在排架上；

②纵梁自重以集中力作用在排架上，其值等于一根梁的重量；③面板自重（与梁格布置有关）：A.板直接放在横梁上：（空心大板）以均布荷载作用在横梁上；B.支承在纵梁上的单向板：板（均布）纵梁（集中力）横梁；

C.支承在纵、横梁上的双向板（纵梁放在横梁）：面板（梯形或三角形）纵梁（集中力）横梁；面板（梯形或三角形）横梁。D.靠船构件自重（包括走道板、水平撑和牛腿等）：以集中力的形式作用在横向排架中桩台的端部，其值等于横向排架间一个靠船构件的重量。⑵可变作用堆货、起重运输机械、铁路、船舶、施工荷载、波浪力等。

①堆货：同面板自重的传递方式。

②门机或火车：轨道梁（集中力）横梁。轨道梁应根据实际情况按连续梁或简支梁求支座反力，荷载布置按可能出现的最不利情况。③流动机械的传递：按面板的支承性质而定A.板直接放在横梁上：集中力（面板支座反力）横梁。B.板放在纵梁上，纵梁放在横梁上：集中力（面板支反力）纵梁（集中力）横梁。C.双向板：在集中荷载作用下，按挠度相等的原则进行分配到两个方向的单向板，再求支座反力。D.船舶荷载：系缆力、撞击力a撞击力、系缆力的垂直码头前沿线水平分力应根据规范确定分配系数，系缆力的垂直分力全部由所在排架承受。当系缆力和撞击力作用在上部结构为整体连接的码头上时，可将码头上部结构在水平方向视为一个以排架基桩作为支承点的连续梁，按弹性支承刚性梁计算。当码头排架间距和支撑点的水平反力系数相等或相近时，水平集中力的横向分力在排架中的分配系数可按《规范》附录A确定。b系缆力、撞击力作用点位置

③偶然作用：地震荷载⑵作用效应组合各种可变作用和偶然作用，应按不同的设计状况和不同的极限状态，并根据可能出现的最不利情况进行布置和作用效应组合。不可能同时出现的作用不应组合，如船舶靠码头十门机不可能工作；系缆力与撞击力不可能同时发生；波浪力与船舶荷载；冰荷载与波浪力。有些作用虽然可能同时出现，但可变作用效应组合时应分清主导作用和非主导作用。另外，组合时应考虑作用可能出现的机遇率，即有些作用虽然可能同时出现，但机遇率很小，就可以不组合或降低组合等级。（三）柔性桩台横向排架的计算柔性桩台受力后，结构不仅产生变位，而且还发生变形；同时还要考虑桩的轴向弹性变形。计算较复杂。柔性桩台的计算方法有：1、桩两端为铰接2、桩上端固接，下端弹性嵌固

1、桩两端为铰接简化法：对于有叉桩的横向排架,采用简化法与采用精确法算出的结构内力相差甚微,能满足工程所需精度要求。⑴基本假定：桩两端为铰接；作用在横向排架上的水平力完全有叉桩承受。横梁只考虑垂直力和弯矩的作用，按一般弹性支承连续梁工作。⑵计算方法：弹性支承连续梁。注意：a.计算所得的各桩支座反力即为单直桩桩力，而叉桩桩力可由叉桩支座反力和桩顶水平力求得。b.当横向排架中有两组以上叉桩时，水平力应按叉桩的横向刚度系数分配。

全直桩－－简化法

假定：⑴桩与横梁之间固接，桩下端弹性嵌固；⑵在垂直力和力矩（包括水平力对横梁中和轴产生的力矩）作用下，按弹性支承连续梁计算；⑶水平力作用下，按刚架计算，然后把两种荷载作用下的内力叠加，即为计算结果。2、桩上端固接，下端弹性嵌固四、靠船构件计算荷载：撞击力、挤靠力作用位置第五节高桩码头构件强度和整体稳定性验算

一、构件强度和抗裂计算

二、整体稳定验算

1、不考虑高桩码头结构上的荷载（包括自重、使用荷载）。2、不考虑截桩力产生的抗滑作用。高桩码头施工第一节高桩码头的基本组成（一）桩①钢筋砼桩普通钢筋砼桩；预应力（抗裂性能好）钢筋砼桩（空心或实心）；大直径钢筋砼管桩（外海深水）。大直径钢筋砼管桩②钢管桩开口桩（无桩尖）：容易沉桩，形成土塞后承载力足够。最终承载力比同直径的闭口桩少20%。半封闭尖桩全半封闭尖桩钢管桩螺旋焊缝③灌注桩④钢桩（二）纵梁、横梁:预应力钢筋砼矩形梁或倒T形梁（三）面板：单向板；双向板；悬臂板。（四）桩帽（五）靠船构件等。施工过程第二节预制桩的施工方法一、桩的制作（一）钢筋砼桩先张法后张法一般在专设的预制厂，非预应力桩也可现场制作（若工地离预制厂远）后张法预应力管桩，可先用离心法在工厂预制成管桩等。在工地现厂穿高强度钢丝，通过施加预应力进行拼接。（二）钢管桩一般在专门工厂生产成单节管桩，运倒工地后拼接焊接，加固桩顶及桩尖，并进行防腐蚀处理。尽量采用螺旋形焊接，分段拼接时必须在接头内侧加焊衬套，以确保接头牢固、平直、可靠。二、桩的吊运、堆存桩从制成到沉桩，中间要经过吊运和堆存。注意不要使桩产生损伤和变形。桩是对称配筋的，应使桩身产生的正负弯距相等，并且在安全范围内。两点吊：钢筋砼桩长不超过20m的一般采用两点吊。吊索垂直桩柱：M＝0.2130qL2吊索不垂直桩柱：（桩不浸水）M＝0.2130qL2

（桩浸水）M＝0.2451qL2q——桩单位长度重力KN/m《港口工程施工手册》：水平吊运：M＝0.0215aqL2

(存疑？)，a=1.3吊立：M＝0.0250aqL2

，a=1.1a—动力系数（A型桩，即等断面桩）（一）吊运四点吊：(20m以上用三点或四点吊)吊索垂直桩柱：M=0.0774qL2吊索不垂直桩柱：L<=30m,M＝0.1598qL2 30m=<L<36m,M＝0.1686qL2

吊绳与构件水平面所成夹角≮45°，吊点位置偏差≯200mm，钢丝绳捆绑时，用麻袋或木块衬垫。（二）堆存支垫点必须在吊点位置处。①作好排水工作（养护水，雨水）②地基有足够承载力、整平。③最多桩放三层。（三）出运

起重机→（汽车）驳船→工地先用放上，后用放下，逐层装（船、车），同一层内先放两侧，后放中间。支垫点与堆存时相同，并注意行车平稳。

三、沉桩

（一）沉桩方式①打桩船水上打桩（目前最常用方式，我国目前能力打到70～80m深），要求水流、波浪条件较好，水深足够②升降式平台船的“水”上沉桩（实际方法同陆上）③吊机“陆”上沉桩方式（当打桩船和升降台都不能使用时），边打桩，边铺面板前进，打下一个桩。（二）沉桩方法锤击法（常用）、震动法、射水法、压入法。

1、锤击法利用锤的断续冲击，使桩周围土体不断受挤压，剪切破坏，使桩逐步下沉的沉桩方法。①锤的种类：蒸汽锤、柴油锤、液压锤1）蒸汽锤单动锤：冲击部分的上升由蒸汽推动，下降为自由下落f=50~80次/min双动锤：上升和下降都有蒸汽作用。f=100~200次/min。打桩效率低、设备笨重、成本高。优点：锤质量大，使用稳定可靠。单动锤，锤芯3.6t和4.5t、6.6t。冲程0.4～0.6m。2）柴油锤

工作原理类似内燃机。优点：构造简单，使用方便，不需供气设备，使用费用低。柴油锤缺点：低温时启动困难，软土上打桩时贯入度大，不易反弹，往往不能连续工作，打击力不易控制，残油飞溅。一般为筒式柴油锤。f一般35～60次/min，锤芯重2～10t。锤击能近似计算：打直桩时E=1.2WHW—锤重；

H—落距（1～2m）

打斜桩时

θ—桩轴线和垂直线的夹角

μ—活塞与气缺的摩擦系数3）液压锤

一种新式的桩锤，对桩顶的瞬间冲击力小，桩不易破坏，压桩力作用在桩头上的持续时间长，能量利用率高，可水下打桩。

缺点：构造复杂，造价高。②桩架：

起吊桩、桩锤、替打等的支架，并作为沉桩时导向之用。打桩架高度：H≥H1+H2+H3+H4-H5H—桩架有效高度（从水面或地面算起）H1—桩长H2—桩锤和替打高度H3—滑轮组高度H4—安全高度（富裕水深）,水上打桩1～2m，陆上0.3～0.5m。H5—施工水深，陆上H5＝0我国目前最大80m，一般40m左右。③替打和桩垫替打（木制）：主要起缓冲作用，保护桩头，也起送桩作用。伸出龙口长度不超过替打长度的1/2～2/3，以保证锤、替打和桩三者轴线在一条直线上。桩垫（厚15～20cm），起缓冲作用，使打击力量均匀。一般牛皮纸叠的。（也有木制）2、震动沉桩法高压水，冲击破坏土壤结构，使桩在锤击和自重作用下下沉。对砂性土效果最好。3、射水—锤击法内冲内排法（空心桩）内冲外排法外冲外排法（实心桩）4、压入法

第三节沉桩定位高桩码头基桩多，其施工控制测量和细部测量，与其他类型相比较为复杂。包括高程控制和平面控制点。一、测量基线的设置1）基线尽可能与码头纵横轴线平行。2）通视条件好，视线短。地基条件好，不易沉陷和移动。如码头承台较宽，可随施工进展，将基线移设于已建成的承台上。3）基线的构造可为木板。板下设短木桩，或在夯实的地基上现浇砼板。4）当条件不允许做平行于码头纵横轴线的基线时，可用前方任意角交汇进行细部测量。此时若码头轴线与设计采用坐标不平行，为了简化细部测量点的坐标值计算，应建立与码头轴线相平行的施工坐标系。①施工坐标系原点的选择，应使码头平面处于第一象限内，有利于校核，简化计算。②平面控制点的位置和数量，宜使细部测量点的前方交汇角在80°～130°之间，以提高测量精度。发展方向是GPS定位或全站仪测控。第四节沉桩

一、沉桩前准备1、查阅地质勘察报告。着重注意“透镜体”的分布范围、厚度、土质以及设计桩尖标高处上、下土层性质的变化。2、在基桩平面布置图上，标出各设计阶段钻孔的位置，设计桩尖处土层的标高、厚度、N值。在地质剖面图上，标出与其相邻近基桩的位置3、查阅挖泥竣工图，了解挖泥分层厚度和局部超深情况4、核算打桩船架高。5、在基桩布置平面图上，校验打桩船驻位和锚缆设置，能否沉全部基桩，并安排沉桩顺序（桩列、数量多时，可分层分段）。二、沉桩程序①移船取桩（方驳）→吊立入龙口→移船就位→②调平船、调整龙口的垂直度（直桩）或斜度（斜桩）→定位，收紧缆绳→③桩自沉→测桩偏位、调整船和龙口→④压上锤与替打→再测偏位，调整和龙口→⑤小冲程锤击沉桩→⑥正常锤击沉桩→⑦满足沉桩控制条件，停止锤击→⑧估测桩偏位→起吊锤和替打→估测桩偏位→移船取桩→…三、沉桩注意事项1）斜坡上下桩定位，适当偏向坡定方向定位下沉（提前量）。2）锤、替打和桩始终保持一条直线，以免偏击和蹩劲沉桩。3）自沉或压上锤和替打后，纠偏只能“微”调船位和龙口，尤其对钢筋砼桩，防止桩蹩断、裂。4）随潮水涨落松紧缆，保持船位不变，防止个别锚缆受力过大。5）沉桩记录要准确，尤其是停锤前几阵的贯入度和锤冲击部分的反跳高度。6）沉桩要连续，不要中断，以免土壤恢复增加沉桩阻力。7）监测岸坡的稳定和已沉桩的变位，发现问题及时处理。8）水深流急或浪大，应对已沉桩夹桩加固，防止偏位增大或破坏，风力大于6级或波高＞0.5m，或水流流速＞1.5m/s，应停止沉桩作业。四、沉桩控制条件锤击沉桩的控制条件有标高和贯入度（通常控制最后贯入100mm或最后锤击的30～50击，平均每击的下沉量）应满足设计承载力的要求：桩侧摩擦力桩尖阻力贯入度（反映）→沉桩阻力→反映桩尖处土层情况→一定程度上反映了承载能力。控制桩尖标高→保证桩尖落在持力层上。

一般情况下粘性土中，以标高控制为主，贯入度作校核。桩尖落在砂性土或风化岩层中时，应以贯入度控制为主，标高控制作校核。

具体：1、一般粘性土，桩顶标高允许偏差＋10.0cm

－0.0cm2、硬塑状粘土（1）桩尖已达到设计标高，贯入度仍较大，且设计对贯入度有要求时应继续锤击，使贯入度接近控制贯入度。但一般≯1m。（2）当桩尖离设计标高尚较大，而贯入度已较小且沉桩困难时，应继续锤击10cm（或30～50击），其平均贯入度不应大于控制贯入度，但桩尖离设计标高不宜超过1～2m。3、桩尖标高处为中密以上砂土层，老粘土层、风化岩层，应以贯入度为主，标高校核。（同第2条第（2）项处理）。4、沉桩不能满足上述要求时，应会同设计单位研究处理。5、控制贯入度由试桩或当地实践确定。五、偏位控制偏位难以避免，与桩身质量，风浪流影响。地形地质条件有关（及沉桩操作）。直桩桩顶偏差≯10cm

斜桩桩顶偏差≯15cm

离岸式码头的大直径砼管桩和钢管桩，直桩可允许25cm

斜桩30cm

桩轴线斜偏差≯1%。六、桩的裂损控制和缺陷处理沉桩时随时检查桩锤，替打和桩身轴线是否一致。注意贯入度有无异常变化。检查桩顶破碎程度。预应力桩不应出现裂痕。沉桩完毕，必须及时夹桩，方木顶撑或拉条固定。严禁在沉好的桩上系缆靠船。设立警示牌和灯光，防止船碰撞。为防止偏位：1）检查复核施工基线，采用有足够精度的定位方法。2）风浪流较小的情况下沉桩。3）及时开动平衡装置和松紧锚缆，防止船位走动，维持打桩架规定的倾斜度。4）掌握在岸坡上打桩滑移规律。5）沉桩过程中应经常用经纬仪检查桩位及轴线倾斜情况，及时纠正。若偏位过大，则应补桩。桩头若破裂、打烂，应部分凿去，再浇桩帽或接高。若沉桩不久遇孤石等障碍物，应拔桩，清理障碍物。打入较深的管桩，可灌砼（先清除管桩内泥土）七、接桩和截桩1）接桩——桩顶低于设计标高，不论是砼还是钢桩，均须除去锤击损坏部分，再接高。除去的方法：钢砼桩—在夹桩支承系统和底横完成后，用风铲凿除，焊接受力筋，支模板浇砼。在拟凿除的下边缘用木或钢箍箍桩，先用凿子凿槽。钢桩—用磁力切割器截除，焊接接高（加内垫板）2）截桩——桩顶高于设计标高。截除方法同上，截断时应注意主筋在设计标高以上需保留满足锚固的长度，并不少于50cm。第五节上部结构施工（梁、板、靠船构件）一、桩帽施工上部结构为预制安装时，基桩上多设有桩帽。单桩桩帽双桩桩帽叉桩桩帽簇桩桩帽一般顺序：

1、安支承系统①夹桩式

一至三层夹桩木，支承能力小（且不准确），但操作方便。②悬吊底模式

由平面钢框架，螺栓吊杆，主次钢梁组成。支承力计算准确。但用钢量大，费用高。多用于钢桩的双桩、叉桩和簇桩等重量较大的桩帽。③悬吊侧、底模式支承系统

须用钢侧模和钢楞。适用于平面尺寸大和重量重的（钢桩）桩帽。2、底模和侧模底模——木板、木楞或型钢作楞。侧模——组合式钢模或木模。也可用组合式钢砼板模，作为桩帽结构的一部分。3、浇筑砼

现场绑扎钢筋或安装预制钢筋骨架。若上部节点现浇，则锚固筋位置要求不高。