港口與航道工程-高樁碼頭

1、1第五章 高樁碼頭(m tou)高樁碼頭的結(jié)構(gòu)(jigu)型式及其特點(diǎn) 板樁碼頭的構(gòu)造高樁碼頭的結(jié)構(gòu)布置高樁碼頭的計(jì)算共五十六頁(yè)2、高樁碼頭的結(jié)構(gòu)型式及其特點(diǎn) 工作原理優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)適用(shyng)條件一、高樁碼頭的結(jié)構(gòu)(jigu)特點(diǎn) 共五十六頁(yè)3工作原理：通過(guò)樁臺(tái)將作用在碼頭上的荷載經(jīng)樁基傳給地基。優(yōu)點(diǎn)：波浪反射小，泊穩(wěn)條件好，砂石(sh sh)用量少，對(duì)開(kāi)挖超深適應(yīng)能力強(qiáng)。缺點(diǎn)：對(duì)地面超載、工藝變化的適應(yīng)能力差，水平承載能力低，耐久性差，須設(shè)叉樁（大直徑管柱例外）。適用條件：軟土地基。共五十六頁(yè)4二、高樁碼頭的主要(zhyo)組成部分及其作用 1、上部結(jié)構(gòu) 碼頭地面，將樁基連成整體(zhng

2、t)，并把荷載通過(guò)樁基傳給地基，安設(shè)各種碼頭設(shè)備。 2、樁基： 支承上部結(jié)構(gòu)，并把作用在上部結(jié)構(gòu)上的荷載傳給地基，同時(shí)也起到穩(wěn)固地基的作用，有利于岸坡穩(wěn)定。 共五十六頁(yè)53、擋土結(jié)構(gòu)： 為了減小碼頭的寬度和與岸坡的銜接的距離，而設(shè)置擋土結(jié)構(gòu)，以構(gòu)成地面，有前板樁墻，后板樁墻和重力式擋墻。4、岸坡： 要求(yoqi)有足夠的穩(wěn)定性，對(duì)波浪、水流大的地方和地質(zhì)差的情況，需要進(jìn)行護(hù)坡處理，以免受沖刷。5、碼頭設(shè)備： 便于船舶系靠和裝卸作業(yè)。 共五十六頁(yè)6共五十六頁(yè)7三、高樁碼頭(m tou)的結(jié)構(gòu)型式1、按樁材料及型式分 木樁：目前已不使用； 鋼筋砼方樁：打樁過(guò)程中易開(kāi)裂(ki li)，一般用于中小

3、碼頭； 預(yù)應(yīng)力鋼筋砼樁：克服打樁應(yīng)力而發(fā)展起來(lái)的； 鋼管樁：適應(yīng)水位差較大，且縮短工期，但造價(jià)較高。 大直徑管柱樁：為降低工程造價(jià)而采用（與鋼管樁相比），由于大直徑管柱樁軸向和側(cè)向承載能力都較高，可省去叉樁，并加大排架間距，而使碼頭向粗樁、大跨度方向發(fā)展。 鉆孔灌注樁：在內(nèi)河大水位差碼頭中多采用。 共五十六頁(yè)82、按平面布置連片式：碼頭平臺(tái)連成一片。滿堂(mn tn)式：碼頭全長(zhǎng)與岸相連接的形式；引橋式：碼頭平臺(tái)通過(guò)引橋與岸相連接的形式。墩式：碼頭前沿僅設(shè)置靠船墩、 系船墩和工作平臺(tái)，各墩之間通過(guò)人行引橋連接，工作平臺(tái)則通過(guò)引橋與岸連接。適用于采用固定式裝卸設(shè)備較小液體或散貨裝卸的碼頭。墩 式

4、共五十六頁(yè)93、按樁臺(tái)寬度(kund)和擋土結(jié)構(gòu)分類 窄樁臺(tái)：設(shè)有較高的擋土結(jié)構(gòu)(jigu)；寬樁臺(tái)：設(shè)有較矮或無(wú)擋土結(jié)構(gòu)。 共五十六頁(yè)10 窄樁臺(tái)高樁碼頭 根據(jù)擋土結(jié)構(gòu)的設(shè)置： 擋土結(jié)構(gòu)與碼頭連成整體：前板樁高樁碼頭，后板樁高樁碼頭。我國(guó)較少采用。 擋土結(jié)構(gòu)與碼頭分開(kāi)(fn ki)設(shè)置，各自獨(dú)立工作：樁臺(tái)不承受土壓力，我國(guó)多采用，特別適用于舊碼頭的改造。 適用范圍：地基較好，土方回填量較少或回填料較便宜的地區(qū)。共五十六頁(yè)11寬樁臺(tái) 寬樁臺(tái)高樁碼頭，不設(shè)擋土墻或設(shè)較矮的擋土墻。寬樁臺(tái)高樁碼頭可分成：前方樁臺(tái)：主要承受船舶(chunb)荷載、門機(jī)、鐵路、流動(dòng)起重運(yùn)輸機(jī)械及堆貨等，受力情況復(fù)雜，一

5、般需設(shè)置叉樁或半叉樁，并要求有良好的整體性。后方樁臺(tái)：主要起與岸坡連接的作用，只承受垂直荷載，故不需設(shè)叉樁，且對(duì)上部結(jié)構(gòu)的整體性要求不高，可采用簡(jiǎn)支梁板結(jié)構(gòu)。 共五十六頁(yè)12共五十六頁(yè)13要點(diǎn)： 寬樁臺(tái)與窄樁臺(tái)的選擇應(yīng)通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定； 當(dāng)碼頭前沿線距離岸不太遠(yuǎn)時(shí)，還是建滿堂式為宜，雖然投資較多，但使用方便。 寬樁臺(tái)碼頭的寬度與岸坡地質(zhì)條件、地基(dj)加固方式和所采用的接岸結(jié)構(gòu)形式等有關(guān)。共五十六頁(yè)14共五十六頁(yè)153、按上部結(jié)構(gòu)(jigu)型式分類 梁板式：梁板式碼頭(m tou)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。 優(yōu)點(diǎn) 受力明確；排架間距可加大，以充分發(fā)揮樁的承載能

6、力；可采用預(yù)應(yīng)力構(gòu)件，預(yù)制裝配化程度高，施工速度快；上部結(jié)構(gòu)較厚，靠船構(gòu)件懸臂短，受力條件好。共五十六頁(yè)16共五十六頁(yè)17共五十六頁(yè)18共五十六頁(yè)19共五十六頁(yè)20 缺點(diǎn) 構(gòu)件類型和數(shù)量多；上部結(jié)構(gòu)底部輪廓形狀復(fù)雜，死角多，水氣不易排除，構(gòu)件中鋼筋易銹蝕(xi sh)。 適用條件 一般適用于有較大集中荷載、水位差不大的情況；共五十六頁(yè)21桁架式 ：上部結(jié)構(gòu)由面板、縱梁、桁架和水平(shupng)連桿組成。 共五十六頁(yè)22共五十六頁(yè)23共五十六頁(yè)24共五十六頁(yè)25共五十六頁(yè)26 優(yōu)點(diǎn) 上部結(jié)構(gòu)高度大，便于分層系纜；桁架橫向剛度大，整體性好；樁的自由長(zhǎng)度減小，樁的承載能力增大。 缺點(diǎn) 造價(jià)高；施工

7、水位低，工期緊；框架與其它構(gòu)件的連接節(jié)點(diǎn)多，構(gòu)造復(fù)雜，施工麻煩；框架處于水位變動(dòng)區(qū)，易受到船舶撞擊而破壞，維修困難；預(yù)制框架受起重能力限制。 適用條件 適用于水位差較大（10m 左右），需分層系纜的河港碼頭。但由于其缺點(diǎn)較多，且分層系纜還可以用其它結(jié)構(gòu)型式解決(jiju)，因此在水位差不大的海岸港、河口港中已逐漸被梁板式碼頭所代替。 共五十六頁(yè)27 無(wú)梁板式 ：上部結(jié)構(gòu)由面板(min bn)、樁帽和靠船組成。 共五十六頁(yè)28 優(yōu)點(diǎn) 構(gòu)簡(jiǎn)單，構(gòu)件少，造價(jià)低。 缺點(diǎn) 板為點(diǎn)支承，受力不明確（計(jì)算方法較特殊，且作了過(guò)多的簡(jiǎn)化，但采用有限元計(jì)算，則較精確）；板為雙向受力，采用雙向預(yù)應(yīng)力較困難；樁的自由

8、長(zhǎng)度長(zhǎng)，樁的承載能力低；面板(min bn)位置高，靠船構(gòu)件懸臂長(zhǎng)，耐久性差。 適用條件 適用于水位差不大，無(wú)較大集中荷載或集中荷載較小的中小碼頭。 共五十六頁(yè)29 承臺(tái)式：上部結(jié)構(gòu)由承臺(tái)、胸墻和靠船構(gòu)件組成。 優(yōu)點(diǎn) 結(jié)構(gòu)剛度大，整體性好；對(duì)打樁偏位要求(yoqi)不高。 缺點(diǎn) 自重大，現(xiàn)澆工作量大；樁臺(tái)窄，樁多而密，施工麻煩，施工水位低，工期緊。 適用條件 良好持力層不太深，且能打支承樁的地基。共五十六頁(yè)30一、樁、樁的分類 1、鋼筋砼樁 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

9、并可節(jié)約鋼材。因此，有條件時(shí)應(yīng)盡量(jnling)采用預(yù)應(yīng)力鋼筋砼樁 2、預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管樁 有先張法和后張法兩種，都是在專門工作制造。一般做成空心， 故稱為管樁。它的優(yōu)點(diǎn)是：強(qiáng)度高、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；用鋼量為鋼管樁的1/81/6；成本為鋼樁的1/31/2。、高樁碼頭的構(gòu)造共五十六頁(yè)31共五十六頁(yè)32共五十六頁(yè)333、鋼（管）樁 強(qiáng)度高，抗彎能力大，能承受較大的水平力，彈性好，能吸收較大的變形能，可減少船舶對(duì)碼頭的撞擊力，制造和施工方便，施工速度快。但鋼材(gngci)用量大，造價(jià)高（約為鋼筋混凝土樁的23倍），且易銹蝕，耐久性差。目前

10、主要用于外海碼頭。共五十六頁(yè)34共五十六頁(yè)35 (3)斷面： 非預(yù)應(yīng)力：4040cm6060cm，一般4545cm以上作 成空心，采用沖氣膠囊作內(nèi)模，空心壁厚10cm，最小 壁厚由鋼筋的內(nèi)外保護(hù)層厚度決定，并考慮(kol)沖氣膠囊的 上浮影響。 斷面形狀：方樁和圓樁 基本構(gòu)造 長(zhǎng)度：取決于地基(dj)條件，單樁承載力和施工條件。 、樁的構(gòu)造 1、鋼筋砼樁共五十六頁(yè)36共五十六頁(yè)372、預(yù)應(yīng)力鋼筋(gngjn)砼管樁 預(yù)應(yīng)力先張法：外徑較小，30cm80cm；段長(zhǎng)6m15m，壁厚6cm15cm。 預(yù)應(yīng)力后張法：外徑100cm140cm，段長(zhǎng)4m，壁厚13cm15cm，又稱雷蒙德樁。共五十六頁(yè)38

11、共五十六頁(yè)393、 鉆孔灌注樁 直徑多為60120cm，橋梁(qioling)上已達(dá)到3.5米。 由于水下灌注砼質(zhì)量不易保證，因此，多數(shù)只在近岸部分或少數(shù)碼頭后方平臺(tái)部分采用。 共五十六頁(yè)40共五十六頁(yè)41共五十六頁(yè)42、鋼管(gnggun)樁 抗彎能力大，強(qiáng)度(qingd)高，但易銹蝕，用鋼量大，造價(jià)高。一般用于受風(fēng)浪、水流、冰棱或船舶作用力較大的外海開(kāi)敞式碼頭。 尺寸：外徑：5001200mm，壁厚1018mm。 型式： 開(kāi)口式：打入容易，但樁的承載力低； 全封閉：承載力高，但打入困難； 半封閉：打入容易，到位后樁尖形成土塞，承載能力也較高。 共五十六頁(yè)43、樁帽 1、 作用 連接上部結(jié)構(gòu)

12、與樁基成整體(zhngt)；調(diào)整打樁偏位和樁頂標(biāo)高。2、平面形式 方形和圓形3、構(gòu)造： 基本要求：取決于基樁的布置形式，樁的斷面尺寸和打樁偏位，還應(yīng)滿足在它上面的預(yù)制構(gòu)件的擱置長(zhǎng)度和接頭寬度的要求。 共五十六頁(yè)44 高度（厚度）：應(yīng)由計(jì)算確定，同時(shí)應(yīng)考慮(kol)樁伸入樁帽的長(zhǎng)度，以及樁頂鋼筋或預(yù)應(yīng)力混凝土管樁樁芯鋼筋錨固長(zhǎng)度的要求。一般樁帽高度不宜小于0.5倍樁帽寬度，且不得小于600mm。共五十六頁(yè)45二、橫梁(hn lin)與縱梁 、橫梁 高樁碼頭的主要受力構(gòu)件(gujin)，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 一般有四種 共五十六頁(yè)46 矩形：用于縱梁和橫梁的底面

13、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(yzh)，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)。共五十六頁(yè)47、 縱梁(zn lin) 1、設(shè)置及支撐要求 凡是有門機(jī)，有火車，則應(yīng)設(shè)置縱梁，板梁設(shè)置系統(tǒng)也應(yīng)考慮縱梁。 根據(jù)荷載大小，布置情況，縱梁可采用預(yù)制安裝的連續(xù)梁、簡(jiǎn)支梁。2、 型式(xn sh) 工字型、矩形、花籃型（此三者常用于軌道梁），半花籃形（邊梁），形（梁板合一），共五十六頁(yè)483、尺寸(ch cun)高度：根據(jù)受力計(jì)算確定，并考慮起重能力，一般90120

14、cm； 寬度：根據(jù)切力計(jì)算確定，并考慮板的擱置寬度及接縫寬度，一般3050cm。4、 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。 共五十六頁(yè)49三、面板(min bn) 、面板的分類及構(gòu)造 1、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，若要按裝配式整體板計(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)(yudin)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

15、。但現(xiàn)澆工作量也較大。 預(yù)制裝配實(shí)心板疊合板共五十六頁(yè)502、 空心板 優(yōu)點(diǎn)：重量輕，跨度大，抗彎、抗裂能力(nngl)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。共五十六頁(yè)51共五十六頁(yè)52共五十六頁(yè)53共五十六頁(yè)54四、靠船構(gòu)件(gujin) 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 1、懸臂板式 由懸臂板、胸墻板和水平縱梁組成。一般(ybn)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?。?2m）。 共五十六頁(yè)552、 懸臂梁式 由懸掛在橫梁(hn lin)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。 適用條件：水位差5m以下。 當(dāng)水位差繼續(xù)增大，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。 共五十六頁(yè)內(nèi)容摘要1。大直徑管柱樁：為降低工程造價(jià)而采用（與鋼管樁相。引橋式：碼頭平臺(tái)通過(guò)引橋與岸相連接的形式。適用于采用固定式裝卸設(shè)備較小液體或