高樁碼頭1jky.

1、 高樁碼頭的結(jié)構(gòu)型式及其特點(diǎn) 高樁碼頭的構(gòu)造 高樁碼頭的結(jié)構(gòu)布置 高樁碼頭的計(jì)算第四章 高樁碼頭第一節(jié) 高樁碼頭的結(jié)構(gòu)型式一、按平面布置 高樁碼頭按平面布置可分為連片式和墩式 連片式碼頭按接岸方式可分為滿堂式和引橋式。滿堂式碼頭分為窄樁臺(tái)和寬樁臺(tái)兩種。窄樁臺(tái)：設(shè)有較高的擋土結(jié)構(gòu)；寬樁臺(tái)：設(shè)有較矮或無(wú)擋土結(jié)構(gòu)。寬樁臺(tái)可分為前樁臺(tái)和后樁臺(tái) 。二、按上部結(jié)構(gòu)分類梁板式：梁板式碼頭上部結(jié)構(gòu)主要由面板、縱梁、橫梁、樁帽和靠船構(gòu)件組成。2.桁架式(又稱框架式)碼頭上部結(jié)構(gòu)由面板、縱梁、桁架和水平連桿組成。 3.無(wú)梁板式高樁碼頭：上部結(jié)構(gòu)由面板、樁帽和靠船組成。 4.承臺(tái)式高樁碼頭：上部結(jié)構(gòu)由承臺(tái)、胸墻和靠

2、船構(gòu)件組成。 一、樁 和 樁 帽 樁按材料分為木樁、鋼筋混凝土樁、鋼樁以及兩種材料構(gòu)成的組合樁。 1.鋼筋砼樁 樁按照施工方法可分為預(yù)制樁和水下澆筑的樁兩種。 預(yù)制樁按斷面形狀又可分為方樁和圓樁兩類。有非預(yù)應(yīng)力和預(yù)應(yīng)力兩種，前者在吊運(yùn)和打樁過(guò)程中，樁身會(huì)出現(xiàn)裂縫，影響其耐久性。后者抗彎能力較強(qiáng)，能有效解決裂樁問(wèn)題，給采用長(zhǎng)樁和重錘打樁創(chuàng)造了有利條件，且并可節(jié)約鋼材。 港口工程中目前主要采用預(yù)應(yīng)力混凝土方樁第二節(jié) 高樁碼頭的一般構(gòu)造(1)預(yù)應(yīng)力混凝土方樁和樁帽 預(yù)應(yīng)力混凝土方樁的斷面一般為 40cm40cm60cm60cm。當(dāng)斷面邊長(zhǎng)大于或等于45cm時(shí),可做成圓形空心，空心直徑根據(jù)樁斷面的大小

3、而定,保證有一定的壁厚，并考慮沖氣膠囊的上浮影響。 樁臺(tái)為預(yù)制安裝結(jié)構(gòu)時(shí), 為了預(yù)制梁或板的安裝,樁的頂端設(shè)置樁帽,以調(diào)整打樁時(shí)產(chǎn)生的樁頂標(biāo)高和平面位置的偏差。樁帽一般采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土。樁帽平面尺寸，取其頂面尺寸和底面尺寸的較大值，并按規(guī)范要求確定。樁帽的頂面尺寸按預(yù)制梁的寬度、梁(或板)的擱置長(zhǎng)度以及預(yù)制安裝允許偏差確定,底面尺寸的確定應(yīng)考慮樁寬、打樁允許偏差和外包最小寬度等因素。樁帽高度根據(jù)受力情況確定,同時(shí)應(yīng)考慮樁伸入樁帽的長(zhǎng)度以及樁頂鋼筋錨固長(zhǎng)度的要求。樁帽高度不宜小于 0.5倍樁帽寬度,且不得小于 600mm。為保證樁帽與樁之間的整體連接,樁的全部外伸鋼筋應(yīng)埋入樁帽內(nèi),樁頭應(yīng)嵌入樁

4、帽 50100mm。當(dāng)上部結(jié)構(gòu)為無(wú)梁板時(shí),應(yīng)將樁帽頂面做成凹槽形式。分段構(gòu)造（三段） 樁頭：4b范圍內(nèi)作成實(shí)心，箍筋要加密，另加35層鋼筋網(wǎng)片， 主筋外伸20 30d，作為錨固長(zhǎng)度。 樁尖：11.5b作成樁尖（尖楔形），樁尖后3b范圍內(nèi)箍筋要加 密，510cm。 樁身：作成空心，箍筋間距：預(yù)應(yīng)力樁，4050cm；非預(yù)應(yīng)力 樁，2030cm。 配筋：樁的受力鋼筋數(shù)量應(yīng)根據(jù)強(qiáng)度和抗裂計(jì)算確定，4040cm的樁一般設(shè)4根，4040cm以上一般設(shè)8根。方樁主筋直徑d14mm，圓樁主筋直徑12mm. 材料：預(yù)應(yīng)力鋼筋砼樁C40，非預(yù)應(yīng)力鋼筋砼樁C30。 (2)預(yù)應(yīng)力混凝土管樁和樁帽 有先張法和后張法兩種

5、，都是在專門工作制造。一般做成空心，故稱為管樁。 預(yù)應(yīng)力后張法：外徑100cm140cm，段長(zhǎng)4m，壁厚13cm15cm，又稱雷蒙德樁，在離心振動(dòng)成型機(jī)上制造而成。管節(jié)的抗壓強(qiáng)度：6575Mpa；抗拉強(qiáng)度：5.05.5Mpa；密度大，吸水率低（3.5%），彈性模量3.8104Mpa。連接在樁臺(tái)上進(jìn)行，工序：用粘結(jié)劑粘結(jié)管節(jié)；用自動(dòng)穿絲機(jī)將高強(qiáng)鋼絲束穿入預(yù)留孔；兩端同時(shí)張拉，施加預(yù)應(yīng)力；張拉完畢，注漿處理。 強(qiáng)度高、混凝土密度大、吸水率??；耐腐蝕、耐錘擊；承載力大；與鋼樁比，耐久性好，使用壽命長(zhǎng)；不需要經(jīng)常維修；用鋼良為鋼管樁的1/81/6；成本為鋼樁的1/31/2。但管樁的制造工藝復(fù)雜。預(yù)應(yīng)力

6、先張法：外徑，30cm80cm，最大達(dá)150cm；段長(zhǎng)6m15m到30m，壁厚6cm15cm。根據(jù)需要用法蘭盤連接。 PHC樁，造價(jià)比鋼樁節(jié)省一半。管樁與樁帽連接的方式有兩種。 按固接的要求連接 按鉸接假定設(shè)計(jì)。2.鋼管樁與樁帽 在工廠用鋼板螺旋焊接而成。常用外徑為 5001200mm,壁厚1018mm。鋼管樁與樁帽(或橫梁)之間采用固接連接。連接方式有兩種形式:p樁頂直接伸入樁帽(或橫梁)內(nèi)p樁頂通過(guò)錨固鐵件(或鋼筋)伸入樁帽(或橫梁)。3.嵌巖樁：樁端嵌入巖體中的樁。灌注樁的嵌巖方式：灌注型嵌巖樁和灌注型錨桿嵌巖樁等；預(yù)制樁的嵌巖方式：預(yù)制型芯柱嵌巖樁，預(yù)制型植入嵌巖樁，預(yù)制型錨桿嵌巖樁。

7、二、橫梁與縱梁 橫梁是高樁碼頭的主要受力構(gòu)件，作用在碼頭上的幾乎所有荷載都要通過(guò)它傳給樁基。 斷面型式前方樁臺(tái)：作成連續(xù)梁（受力復(fù)雜，整體性要求高），主要有矩形、倒 T形和花籃形三種。后方樁臺(tái)：受力簡(jiǎn)單，整體性要求不高，橫梁可采用矩形簡(jiǎn)支梁, 也采用倒梯形斷面。矩形：用于縱梁和橫梁的底面在同一高程，且高度相差不大； 倒T 型：用于縱梁和橫梁底標(biāo)高不一致，縱梁放在橫梁上； 花籃形：縱、橫梁底標(biāo)高一致，高度相差不大，但面板（空心板）放在橫梁上； 倒梯形：用于無(wú)縱梁，面板直接放在橫梁上，用在后方平臺(tái)。 梁高：由計(jì)算確定，對(duì)預(yù)制梁，除了考慮預(yù)制能力外，還要考慮起重能力，以及縱梁的高度，一般取1.22.

8、0 m，最高達(dá)3 米。一般采用疊合梁，即將橫梁分為上下兩部分。下部為預(yù)制，一般采用預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，上部分采用現(xiàn)澆。 寬度：由計(jì)算確定，還要考慮縱梁或面板的擱置寬度、接縫寬度，一般4080cm，但不宜小于30cm?？v梁：沿碼頭縱向設(shè)置的梁。 凡是有門機(jī)，有火車，則應(yīng)設(shè)置縱梁（軌道梁），板梁設(shè)置系統(tǒng)也應(yīng)考慮縱梁。 縱梁一般采用連續(xù)梁。 型式：矩形、花籃型（半花籃形），形。 高度：根據(jù)受力計(jì)算確定，一般90120cm； 寬度：根據(jù)剪切力計(jì)算確定，并考慮板的擱置寬度及接縫寬度，一般3050cm。 縱、橫梁的連接構(gòu)造：預(yù)制安裝的連續(xù)縱梁，必須使其在支座處與橫梁或樁帽進(jìn)行整體連接。 三、面板與面層 面板分實(shí)心

9、板和空心板和異形板。 實(shí)心板(按施工方法分) 現(xiàn)澆實(shí)心板：整體性好，但現(xiàn)澆工作量大，只能作非預(yù)應(yīng)力的，抗彎、抗裂能力小，模板用量大，施工速度慢，常用于無(wú)預(yù)制能力，無(wú)起重設(shè)備的情況。 預(yù)制板：在現(xiàn)場(chǎng)拼裝，若要按整體板計(jì)算內(nèi)力，應(yīng)注意橫向拼縫的可靠性。 迭合板：部分預(yù)制，部分現(xiàn)澆，用于板厚較大時(shí)。優(yōu)點(diǎn)是下部預(yù)制成預(yù)應(yīng)力，上部現(xiàn)澆，與梁整體連接，整體性好，同時(shí)下部可兼作模板。但現(xiàn)澆工作量也較大。 空心板 優(yōu)點(diǎn)：重量輕，跨度大，抗彎、抗裂能力大，可取代縱梁； 缺點(diǎn)：制作復(fù)雜，不能承受較大集中荷載，只能作單向板。 型式：圓形，D形，近似矩形，腰圓形等，其中圓形孔受力較好，無(wú)應(yīng)力集中，施工方便，使用最多。

10、 構(gòu)造 尺寸：由計(jì)算確定，折算成工字形斷面（面積相等，慣性矩相等），厚度4060cm，寬度2m，跨度6m（視排架間距而定）。 連接構(gòu)造 橫向鉸接，計(jì)算時(shí)常視為為自由邊板。縱向簡(jiǎn)單連接（下層鋼筋連接） 面層 作用：找平碼頭地面和作磨耗層。 厚度：磨耗層與面板同時(shí)澆注2cm； 磨耗層與面板分開(kāi)澆注5cm。 面板頂層宜設(shè)縱、橫向構(gòu)造鋼筋,構(gòu)造鋼筋面積可取受力鋼筋截面面積的 15%。為了減少現(xiàn)澆面層在橫梁頂部出現(xiàn)裂縫,宜在橫梁頂面垂直于梁的長(zhǎng)度方向增設(shè)短筋。為防止氣溫變化時(shí)面層混凝土由于膨脹和收縮產(chǎn)生裂縫,應(yīng)在面層設(shè)間距為 35m的伸縮縫,縫寬 0.51.0cm。碼頭面還應(yīng)設(shè)排水坡和泄水孔,排水坡坡度

11、一般采用 0.5%1.0%。四、靠船構(gòu)件 靠船構(gòu)件的形式較多，主要有以下幾種：懸臂板式、懸臂梁式、框架式、靠船樁式和浮式等,板梁式碼頭的靠船構(gòu)件一般采用懸臂梁式。 1、懸臂板式 由懸臂板、胸墻板和水平縱梁組成。一般采用預(yù)制安裝，并與橫梁整體連接，沿碼頭長(zhǎng)度方向?yàn)橐徽w，其懸臂板和胸墻板厚度由計(jì)算確定，但15cm。 優(yōu)點(diǎn)：沿碼頭長(zhǎng)度方向全面保護(hù)； 缺點(diǎn)：材料用量多，造價(jià)高；適用于水位差小。 2、 懸臂梁式 由懸掛在橫梁前端的懸臂梁和將懸臂梁下端縱向連成一體的水平撐組成。 預(yù)制懸臂梁：與下橫梁現(xiàn)澆，整體連接；或與下橫梁整體預(yù)制（當(dāng)下橫梁為預(yù)制，且起重能力足夠時(shí)，可將靠船構(gòu)件與一部分下橫梁整體預(yù)制，

12、它們與其余部分的橫梁在樁帽上進(jìn)行整體連接)?？v向水平撐：加強(qiáng)懸臂梁的縱向剛度，使全部懸臂梁共同承受船舶荷載沿碼頭長(zhǎng)度方向的水平力。 適用條件：水位差5m以下。 當(dāng)水位差繼續(xù)增大，上述兩種靠船構(gòu)件就不適用了，而需采用其它型式以適應(yīng)水位變化時(shí)的系靠船要求，如框架式、靠船樁式、浮式等。 五、 構(gòu)件的連接與擱置 1、 構(gòu)件的連接 固接：傳遞M和Q； 鉸接：只傳遞Q或N； 不連接：不傳力，僅在構(gòu)件之間留寬度為 23cm的安裝縫。 采用何種連接方式,根據(jù)受力情況而定。 構(gòu)件之間除按受力需要進(jìn)行連接外,有時(shí)為了構(gòu)件的穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)的整體性也需要連接。 構(gòu)件的連接必須滿足下列要求：(1)符合構(gòu)件連接處的受力條件

13、；(2)確保連接質(zhì)量；(3)便于施工。2、 構(gòu)件的擱置 支座頂面應(yīng)鋪墊砂漿,其厚度一般為 1cm。 擱置長(zhǎng)度根據(jù)局部擠壓強(qiáng)度，并考慮構(gòu)件預(yù)制和安裝尺寸的誤差等因素來(lái)確定。 第三節(jié) 高樁碼頭的結(jié)構(gòu)布置 設(shè)計(jì)高樁碼頭時(shí),首先要確定結(jié)構(gòu)的總尺度,進(jìn)行樁基和上部結(jié)構(gòu)構(gòu)件的布置,擬定結(jié)構(gòu)圖式,然后對(duì)結(jié)構(gòu)各構(gòu)件進(jìn)行強(qiáng)度設(shè)計(jì)和驗(yàn)算建筑物的整體穩(wěn)定性。 一、碼頭結(jié)構(gòu)尺度的確定結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)輪廓尺寸的確定主要包括以下內(nèi)容： 前沿線的確定； 碼頭前沿高程的確定； 水底高程的確定； 碼頭岸線長(zhǎng)度的確定； 結(jié)構(gòu)尺寸的確定。 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題包括： a.結(jié)構(gòu)寬度； b.樁頂高程； c.靠船構(gòu)件的底面高程； d.碼頭的分段、長(zhǎng)度等

14、。1.上部結(jié)構(gòu)寬度 窄樁臺(tái)結(jié)構(gòu)寬度等于碼頭寬度,一般根據(jù)使用要求并參照已建碼頭的結(jié)構(gòu)擬定。有門機(jī)：取1414.5m（2.5+10.5+1.5）無(wú)門機(jī)：取810m有集裝箱裝卸橋：根據(jù)工藝確定。單樁臺(tái)寬度不宜超過(guò)45m。大型裝卸機(jī)械的前后支腿應(yīng)設(shè)在同一樁臺(tái)上。 寬樁臺(tái) 總寬度主要取決于前沿線位置、岸坡的地質(zhì)條件（坡度）、碼頭面高程和所采用的接岸結(jié)構(gòu)形式及位置。 考慮到結(jié)構(gòu)總寬度內(nèi)作用的性質(zhì)和大小的不同，用縱縫將結(jié)構(gòu)分為前后兩部分前方樁臺(tái)和后方樁臺(tái)。 前方樁臺(tái)的寬度一般采用碼頭前沿地帶的寬度（14.014.5m）。 結(jié)構(gòu)總寬度減去前方樁臺(tái)的寬度即為后方樁臺(tái)的寬度。2.岸坡坡度與分級(jí) 初擬開(kāi)挖坡度，考

15、慮碼頭修好后的穩(wěn)定：先根據(jù)土質(zhì)情況、有無(wú)護(hù)坡、打樁振動(dòng)等初步選定，然后根據(jù)整體穩(wěn)定性驗(yàn)算結(jié)果來(lái)調(diào)整。一般小于1：1.5。常取1：21：3。 岸坡可以分級(jí),也可以變坡。 當(dāng)采用拋石棱體基礎(chǔ)的重力式擋土墻時(shí)，拋石棱體前土體肩寬B111.5m，棱體斜坡水平投影長(zhǎng)度B2（決定于坡度和高度），擋墻前拋石基礎(chǔ)的肩寬B311.5m。 則結(jié)構(gòu)寬度BB0B1B2B33.碼頭樁臺(tái)范圍內(nèi)設(shè)置伸縮縫和沉降縫 伸縮縫應(yīng)根據(jù)溫差、上部結(jié)構(gòu)的剛度、樁的自由長(zhǎng)度和剛度等因素綜合考慮。上部結(jié)構(gòu)為裝配整體式時(shí)可取6070m；上部結(jié)構(gòu)為現(xiàn)場(chǎng)整體澆筑混凝土?xí)r，不宜大于35m。當(dāng)有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)或可靠論證時(shí)，伸縮縫的間距可適當(dāng)增減。 沉降縫

16、位置視荷載、結(jié)構(gòu)型式和地質(zhì)條件而定,原則上應(yīng)盡量與伸縮縫相結(jié)合。 變形縫一般采用懸臂式結(jié)構(gòu)或簡(jiǎn)支結(jié)構(gòu)。 懸臂式變形縫 優(yōu)點(diǎn)：對(duì)不均勻沉降的適應(yīng)性強(qiáng)。 缺點(diǎn)：設(shè)變形縫的跨跨度小，增加了橫向排架的數(shù)量，懸臂部分需現(xiàn)澆，施工麻煩。 簡(jiǎn)支縫 采用簡(jiǎn)支結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)滿足簡(jiǎn)支構(gòu)造，支座上應(yīng)鋪設(shè)橡膠塊、油毛氈等墊層，保證簡(jiǎn)支梁的梁端能自由滑動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)。 縫的連接形式：縫寬2040mm，做成齒形（在平面上應(yīng)作成凹凸形，凹凸縫的齒高可取200400mm）。 4.上部結(jié)構(gòu)的底部高程 樁臺(tái)的底部高程決定于取決于碼頭前沿高程和樁臺(tái)的高度。應(yīng)考慮使用要求、施工水位、波浪對(duì)結(jié)構(gòu)影響和檢修的可能性。例如：根據(jù)施工要求，其高程不得

17、低于樁帽或現(xiàn)澆橫梁的施工水位。 靠船構(gòu)件的底高程：應(yīng)考慮船舶?？堪踩纫蛩?保證船舶在設(shè)計(jì)低水位時(shí)也能順利進(jìn)行靠泊。同時(shí)要大、小船兼顧。二. 樁基布置 樁基既是高樁碼頭的基礎(chǔ)，又是結(jié)構(gòu)的主要受力構(gòu)件，它與其上面的橫梁組成一個(gè)整體結(jié)構(gòu)，稱為橫向排架，是高樁碼頭的主要受力單元。在進(jìn)行樁基布置時(shí)，必須綜合考慮各種因素進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，三條原則如下： 應(yīng)能充分發(fā)揮樁基承載力，且使同一樁臺(tái)下的各樁受力盡量均勻；應(yīng)盡可能降低整個(gè)碼頭造價(jià)；考慮施工的可能和方便。 1.橫向排架中樁的布置 承受水平力較大的碼頭宜布置叉樁, 經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較,也可全部采用直樁。 樁基的布置與碼頭面上的荷載有關(guān),并應(yīng)結(jié)合縱梁的布置一起考

18、慮,原則上樁應(yīng)盡量布置在縱梁下面。以順岸式高樁碼頭前樁臺(tái)為例, 當(dāng)碼頭上有門機(jī)時(shí),門機(jī)荷載較大,在門機(jī)下設(shè)門機(jī)梁,門機(jī)梁下相應(yīng)地布置樁。靠前沿的門機(jī)梁下可布置雙直樁,叉樁一般布置在后門機(jī)梁下。根據(jù)承臺(tái)寬度和其上荷載大小，可在雙直樁和叉樁之間設(shè)一根或兩根直樁。當(dāng)水平力較大時(shí)，也可加設(shè)叉樁或斜樁。對(duì)于不設(shè)前沿起重機(jī)械的碼頭,無(wú)論是否設(shè)縱梁,樁一般采用等間距布置。 窄突堤碼頭中,為避免斜樁在土面以上部分伸出碼頭前沿線之外,與船舶相撞,叉樁一般不布置在樁臺(tái)兩側(cè)。如有門機(jī),則為了滿足受力要求,也可在門機(jī)梁下布置半叉樁。 窄突堤碼頭一般兩側(cè)靠船,樁基也對(duì)稱布置。 橫向排架中樁距一般采用 35m。 對(duì)于摩擦

19、樁,樁與樁之間的中距盡量不小于樁徑(或樁寬)的 6倍,以減小土中應(yīng)力重疊的影響,充分發(fā)揮樁的承載力。 樁數(shù)根據(jù)樁距和碼頭荷載的大小確定。 樁基布置還要考慮打樁的可能與方便。例如,同一樁臺(tái)下樁的斷面尺寸和斜樁的傾斜度應(yīng)盡量一致,斜樁最大傾斜度不應(yīng)超過(guò) 31。為便于打樁時(shí)安放替打,組成叉樁的兩根樁 在樁頂處的凈距一般不小于 30cm。2.樁基的縱向布置 樁的縱向布置與橫向排架間距有關(guān)。 橫向排架間距取決于：碼頭面的荷載、樁的承載力、上部結(jié)構(gòu)的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)的合理性、船舶系靠方便程度和施工起重能力等，應(yīng)綜合考慮各種因素加以確定。 為充分發(fā)揮樁的承載力，采用長(zhǎng)樁大跨。 前方平臺(tái)橫向排架間距：普通預(yù)應(yīng)力混凝

20、土方樁67m，大管樁、鋼樁可達(dá)812m；取值范圍宜為612m. 后方平臺(tái)：堆貨荷載較大，一般不設(shè)縱梁，35m。 為了減少構(gòu)件的種類,沿整個(gè)碼頭長(zhǎng)度,排架間距(除設(shè)有變形縫的跨)應(yīng)盡量一致。 縱向叉樁的布置 當(dāng)碼頭的縱向剛度較差(如碼頭長(zhǎng)度較短或上部結(jié)構(gòu)的縱向整體性較差)時(shí),宜在碼頭兩端排架上設(shè)縱向半叉樁(斜樁向內(nèi))。 風(fēng)暴系船柱和舾裝碼頭中試車系船柱在縱向上可能受到較大的力,也宜在其系船柱塊體下設(shè)縱向叉樁。 此外,無(wú)掩護(hù)碼頭沿主要波浪作用方向或沿強(qiáng)潮流作用方向宜設(shè)置叉樁或斜樁。 3.樁基的平面布置樁基在進(jìn)行平面布置時(shí),應(yīng)安排好斜樁的傾斜方向,要避免樁與樁在泥面下相碰?？紤]到打樁偏差,兩根樁交叉時(shí)的凈距不宜小于 50cm。