高桩码头设计与施工规范规范宣贯资料.ppt

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1、高桩码头设计与施工规范（JTS 167-1-2010）,宣贯培训资料,中交第三航务工程勘察设计院2013年5月,目 录,1.1 高桩码头的应用与发展,1 概 述,1.2 高桩码头规范历次修改情况,1.3 本次规范修订的主要内容,1 概 述-高桩码头的应用,高桩码头是我国港口工程中主要的码头结构型式之一,在沿海和内河港口得到广泛应用。,近年来随着我国港口工程建设和建港技术迅速发展，高桩码头的应用向外海、深水、开敞式海域发展，如洋山、马迹山、南沙等地区，技术的适应性要求越来越高。内河地区亦不断向大水位差地区延伸，如长江中上游地区，高桩码头分布的范围愈加广泛。,1.1 概述-高桩码头的发展,高桩码头

2、多种结构型式的出现是高桩码头结构在工程应用中不断优化、创新、的结果，是随港口工程建设的发展而发展的，这一过程大致可分三个阶段。,第一阶段从新中国建立初期到六十年代中期，主要的发展是在五十年代中后期开始的，港口工程建设经历了第一个较大的发展，港口发展主要是以恢复和改造旧有港口为主。,第二阶段是文革后期七十年代初到八十年代中期，这期间国家的经济逐步回复，对外贸易改善，港口建设成为国家恢复经济建设的重点。,1.1 概述-高桩码头的发展,第三阶段从八十年代中后期开始，随着我国对外开放政策的实施，对外经济交往进入了一个新的发展时期，外贸海运量猛增，国家将港口作为国民经济建设的重点，到九十年代中期我国沿海

3、主要港口拥有深水泊位已达四百多个。,从九十年代至今，我国水运港口工程建设进入了新一轮持续发展期。华东、华北、华南沿海，长江沿岸等地纷纷开发建设新的港区，为适应世界集装箱运输迅速发展的形势，各地的集装箱专业化码头的建设成为一个新的热点，以及随着国家建设的加速发展，矿石、能源类等专业化码头的需求日月增长。,这一阶段的新结构、新技术、新工艺、新材料的不断应用使结构的进步和发展较快，高桩码头在发展的同时注重工程的标准化和规范化的工作，及时把成熟的经验和方法纳入规范，以利高桩码头结构的良性发展。,高桩码头规范的编制与国家的水运及港口建设息息相关，不算新版，高桩规范前后已出过四个版本。,七十年代以后的三年

4、大建港，交通部要求交通部所属的各航务工程局设计研究院(处)和科研所会同高等院等存关单位分别组成修订组，对原有港口工程方面的技术规范进行了修订和补充。,我国最早的高桩码头规范是在国家港口工程建设经历了第一个大的发展期的背景下进行的，五十年代末六十年代初的这段时期为背景。,1.2 概 述-规范修订情况,1.2 概 述-规范修订情况,1986年2月交通部对已经先后发布的港工技术标准单行本进行了局部修订和汇编。钢筋混凝土高桩码头於1988年10月1日正式实施。,98版的“高桩码头设计与施工规范”得到了范围较广的修改和补充，尤其是在结构设计方面采用了以概率统计为基础的极限状态设计法，从理论上比原来的定值

5、法设计有较大的进步。,九十年代初交通部通知，组织了对港口工程87版规范全面的修订，本次规范的修订是在港口工程技术规范（1987版）中的第五篇第二册高桩码头（JTJ 216-87）的基础上进行的。该版规范於1998年4月发布、1999年6月实施。,近十多年的大型深水港区的开发中以高桩结构为主的包括：宁波北仑 大榭、天津塘沽、湛江等港口的大型散货、油品码头和集装箱码头、黄骅港区、南方的深圳的赤湾港、盐田港、蛇口港等港区的建设；外海岛屿的开发如：马迹山大型矿石中转码头、上海国际航运中心洋山深水港工程、大型外海油品、LNG码头等等。,新版的规范是由主编单位中交第三航务工程勘察设计院向交通部水运司提出的

6、修订申请，并通过专家评审后正式立项。本次是在98版基础上的修订。主要根据近十年来我国港口事业快速发展的需要，针对外海深水码头、大型化、专业化码头建设的要求，以及工程建设中的经验、教训等。,1.2 概 述-规范修订情况,总结归纳这些工程提出的问题是本次修订的主要任务：复杂的地域环境、自然条件和使用要求，对规范提出了不少新的要求：主要有外海高桩码头抗腐蚀（使用寿命）问题；大型化结构的计算问题（平面、空间）；全直桩基桩布置、码头的位移控制问题、深水码头接岸结构布置等问题以及相应施工工艺的改革和创新。,本版规范於2009年11月通过部审，2010年5月由交通运输部发布公告：2010年9月1日正式实施。

7、,1.2 概 述-规范修订情况,1、“高桩码头空间计算方法的研究”、2、“宽支座条件下梁的内力计算研究”、3、“高桩码头结构耐久性及使用寿命研究”、4、“高桩码头接岸结构的研究”、,进行了四项专题研究：,1.3 概 述-本规范修订的主要工作,“宽支座情况下梁的内力分析”的模型试验；“相关施工工艺及质量控制的专题调研”；“高桩码头设计与施工规范与国内外相关标准进行对比调研”。,一项模型试验、两项专题调研：,1.3 概 述-本规范修订的主要工作,主要修改内容有：,增加了术语、耐久性和接岸结构设计等章节。对高桩码头设计和施工中特有的专用名词进行了解释；对高桩码头使用寿命和结构耐久性设计进一步明确的要

8、求；接岸结构提出了进一步明确的要求。,对可靠度的计算分析方法进行了部分修改，其中主要对作用和作用状况的划分进行了调整；,修订后的高桩码头设计与施工规范新版规范共分十五章，九个附录,1.3 概 述-本规范修订的主要内容,对码头空间和平面计算方法的原则进行了细化；,增加了支座宽度对梁内力计算影响的计算原则和方法的规定；,对面板、桩帽等构件的相关规定也进行了调整和理顺等工作。,1.3 概 述-本规范修订的主要内容,补充调整了全直桩码头、墩式码头、分层式靠船码头构件设计及构造要求；,修改和补充了外海码头施工测量控制和质量控制等方面的原则和要求。,对原柔性靠船桩设计作了较大的修改，另立一章，改为“柔性靠

9、船桩码头设计”；,1.3 概 述-本规范修订的主要内容,目 录,总则规定了本规范的目的、使用范围及基本原则以及与相关规范的关系等。1.0.1 仅在文字上进行了调整，强调“安全性、适用性和耐久性”力求简练和严谨。1.0.3 明确了高桩码头的应用范围可以拓展到“不易沉桩”的区域，适应了在复杂地形和环境条件下建造高桩码头的需要。,术语本次修订新增的章节。对规范中出现的特殊用词和用语进行解释和说明与本规范直接相关的专业术语，省略了约定俗成的俗语满堂式、连片式等等，以不造成理解上的歧义为准。,2 总则和基本规定-总则 术语,本节和原高桩规范比较有所调整，主要不同是把原规范中“3.3 码头结构形式”一节作

10、了合并，把选型要求放在一般规定里；同时更加注重耐久性和使用寿命的要求，另立一节，细化具体规定。,2 总则和基本规定-一般规定,3.1 一般规定,2 总则和基本规定-一般规定,3.1.1 比较明确的提出高桩码头结构型式选择所应依据的条件。把各类结构的特点和适用范围等放在说明中解释，可以描述的更为详细，又不影响规范条文的简练。高桩码头的结构形式较多，除梁板式应用广泛，此外还有无梁板式、桁架式、墩式码头以及柔性靠船桩码头。它们各具特点，要求设计应该根据不同的外部因素采用合适的上部结构型式。,3.1.3在关于码头平面布置方面有满堂式，引桥式和墩式，这和原高桩规范没有变化，满堂式码头适应于多种类型的装卸

11、机械设备作业，装卸效率高，应用广泛。墩式码头造价相对较低，但通常只适用于采用固定式装卸设备进行液体或散货的装卸。,3.1.13 是对高桩码头上部结构沉降缝和伸缩缝的规定和要求。与原规范没有太大的变化。,规范中增加了3.1.5 条 提出了对引桥平面尺寸布置时应该主要的事项。,2 总则和基本规定-一般规定,2 总则和基本规定-作用和作用效应组合,3.2 作用与作用效应组合 对码头上的作用按照极限状态的设计分析原则不变。3.2.5 调整的主要内容有：在设计状况进行组合时将原规范中的持久、短暂、偶然三种设计状况分为持久、短暂、地震和偶然四种设计状况。,持久状况：持续时段与设计使用年限相当的设计状况；,

12、短暂状况：结构施工、维修等短期可能出现的状况。结构承受的施工荷载、打桩应力、岸坡由打桩震动所产生的附加应力等；短期特殊使用时期或维修时期可能出现的作用，如运输重件的特殊车辆荷载、维修机械荷载等。,将地震状况状态从偶然状况中分离出来，独立成为一种设计状况；,将偶然状况定义为非正常撞击、火灾和爆炸等偶然事件。条文中未列出偶然状况作用效应的偶然组合，仅在工程有要求时考虑。,2 总则和基本规定-作用和作用效应组合,考虑的极限状态时，应采用相应的作用效应的最不利组合。,进行承载能力极限状态设计时，应考虑作用效应的持久组合、短暂组合，必要时尚应考虑作用效应的偶然组合和地震组合。组合与设计状况相对应。,进行

13、正常使用极限状态设计时，应考虑作用的持久状况，必要时考虑作用的短暂状况。,2 总则和基本规定-作用和作用效应组合,正常使用极限状态下持久状况设计时应根据不同设计目的，分别选用作用的标准组合、频遇组合、准永久组合：,2 总则和基本规定-作用和作用效应组合,本次修订在原规范频遇组合和准永久组合的基础上，增加了标准组合。设计时应根据结构的不同要求和目的，分别选用作用的标准组合、频遇组合、准永久组合。,标准组合、频遇组合、准永久组合 中的可变作用系数可分别取 0.7、0.7、0.6。,(1)标准组合：用于当超越极限状态时将产生严重的永久性不可逆损坏，或有界作用经常以最大值出现的情况；,(2)频遇组合：

14、用于当短期效应是决定性因素时的情况；,(3)准永久组合：用于当长期效应是决定性因素时的情况。,2 总则和基本规定-作用和作用效应组合,海港码头计算水位应满足下列要求：（1）持久组合，采用设计高水位、设计低水位、极端高水位、极端低水位、设计高水位与设计低水位之间的某一不利水位分别进行计算；（2）短暂组合，采用设计高水位、设计低水位、设计高水位与设计低水位之间的某一不利水位分别进行计算。3.2.12.2 河港码头计算水位应满足下列要求：（1）持久组合，采用设计高水位、设计低水位及与地下水位相组合的某一不利水位分别进行计算；（2）短暂组合，采用设计高水位和设计低水位分别进行计算，施工期间采用某一不利

15、水位进行计算。,正常使用极限状态设计时作用效应组合可不考虑极端水位。,设计水位的考虑承载能力极限状态设计时,2 总则和基本规定-作用和作用效应组合,3.3 桩基布置及桩的轴向刚性系数,3.3.13.3.7 桩基布置的原则与规定，与原规范变化不多。,2 总则和基本规定-桩及桩的轴向刚性系数,3.3.11 桩的轴向刚性系数,对原规范桩的轴向反力系数做了修改。原规范的反力系数Km/kN 从量纲来说应该是位移系数，为了与定义统一，把原来的K修改为1/K，此时的K符合反力系数即刚性系数的定义，量纲为kN/m。右边的计算公式不变。,2 总则和基本规定桩及桩的轴向刚性系数,期间对C值的符合性及桩的轴向刚性系

16、数 K值取值对横梁内力计算和桩力计算的影响的影响做了一些研究分析，分析表明横梁截面积尺寸小时受到影响较大。,C 桩入土部分的单位变形所需的轴向力（kN/m），变形包括土中桩身的压缩变形与桩端下土的沉降变形两部分,规范中C=(115145)Qud；,桩单位沉降所需轴向力值原规范是根据打入式钢筋混凝土方桩的试桩资料，经统计分析确定。本次规范修订时对所收集的方桩、大管桩和钢管桩作了统计分析，研究认为，方桩和大管桩的符合性较好，钢管桩的C值平均值略低于原规范建议的下限值，所以建议取下限值。,2 总则和基本规定耐久性设计,3.4 耐久性设计,高桩码头的耐久性历来是码头设计中关注的问题，解决结构的耐久性问

17、题，会使这类结构更加富有生命力。新修订的规范从结构、使用、和维护等角度增加了耐久性设计的规定，与我国海港码头防腐蚀规范结合使用，对改善高桩码头的使用寿命有着积极的意义。,为解决高桩码头的使用寿命与“统标”一致的问题，本次修订对此作了专题研究,海港高桩码头自施工建设起就面对环境的作用，这些环境作用有物理的，如温度变化、冻融交替、干湿变化、荷载施卸、波浪、冲刷等；有化学的，如氯离子和硫酸根离子等侵蚀、碳化、碱骨料反应等；更多的则是物理和化学共同作用的。随着时间的延长，砼和由砼保护的钢筋逐渐产生破损和锈蚀，最终导致建筑物破坏。,3.4.23.4.3 是对高桩码头耐久性设计中需要解决的问题的规定。,对

18、于高桩码头的设计使用寿命问题，仅有原则要求，没有明确量化的参数，这就要求设计人员根据工程的具体情况给予确定。,2 总则和基本规定耐久性设计,规范制定时经多方讨论及专家评审认为规定年限太死，不利于高桩码头设计更加符合实际需求。但在建设单位没有明确要求的情况下应与港口工程结构设计统一标准的要求一致，即一般水工建筑物的使用寿命为50年。,3.4.4 是对高桩码头耐久性设计在构造上的要求。,复杂的结构形式从保证施工质量和结构受力性能等方面分析，都对防腐蚀不利。复杂的结构形式不便于施工，构件各部位尺寸及钢筋位置、保护层厚度难以保证，混凝土构件的质量也就难以保证；复杂的结构形式使结构暴露表面积增大，增加了

19、构件与有害物质接触的途径；复杂的结构形式使构件受力复杂，易于产生应力集中，从而使构件产生裂缝的机遇增大。,2 总则和基本规定耐久性设计,3.4.53.4.6 提出了一些比较成熟的可增加结构耐久性的措施。,根据大量的调查分析，海港工程在正常设计、正常施工、正常使用（主要指不超载）的前提下，使用年限一般可达30年。就目前的技术水平，如果要求更长的工作使用寿命，则需通过采用特殊防腐蚀措施来保证。可选择目前比较成熟的防腐技术成果：设计可通过对防腐材料的了解和实效分析来确定材料的有效防护年限。,2 总则和基本规定耐久性设计,目 录,本章针对的是高桩码头中使用最多，最具代表性的梁板式结构型式。所涉及的计算

20、原则等相对其他高桩结构类型都有一定的通用性。,3 梁板式码头设计-一般规定,高桩码头主要由上部结构、桩基和接岸结构三部分组成：,梁板式高桩码头的上部结构一般由面板、横梁和纵向梁系构成，其前沿设置护舷，后沿平台或引桥与接岸挡土结构相连；,3 梁板式码头设计-一般规定,4.1.1 因其基础桩基布置型式的不同可分为有斜桩梁板式码头和全直桩梁板式码头。早期除中小型码头外，一般梁板式码头均布置有斜桩，以抵抗各种水平力。自八十年代成功研制预应力大直径管桩以来，使得采用预应力混凝土全直桩基础抵抗水平力和弯矩成为可能。,增加了预应力全直桩梁板式码头。深圳赤湾的大型集装箱码头等已成功采用全直桩梁板结构型式。全直

21、桩码头的桩基也可以采用钢管桩等其他桩型。,桩基支承上部结构，并将上部结构的各种外力和自重传给地基；,接岸挡土结构前连码头平台或引桥结构，后与驳岸土体相连，具体结构型式需根据工程土质条件充分考虑不均匀沉降，并尽可能减少后方侧向土推力传给码头。,4.1.44.1.5 高桩码头平面尺度的布置，码头宽度一般不超过45m，码头排架间距一般布置在612m之间，从调研的情况分析，有90以上的码头的平面尺度在此范围内。所以本次修订中，对码头的平面布置提出了这两个量化控制的参数。,4.1.6 提出了码头梁系的计算原则：高桩码头结构受力具有空间特性，用简化的平面计算与实际结构的受力情况存在差异。研究分析认为在一般

22、情况下高桩码头按纵向和横向两个平面进行结构内力计算，与按空间结构计算的误差不大，且大多在偏安全的范围内，是可以接受的（规范中采用的高桩码头按平面问题计算的方法已经考虑了高桩码头空间受力特征的某些影响）。,3 梁板式码头设计-一般规定,4.1.24.1.3 对码头平面布置的综合要求满堂式或引桥式。,3 梁板式码头设计-一般规定,4.1.8 建议梁板式码头的分段缝采用凹凸缝，并提出了构造要求。据调查发现齿口处有裂缝及局部损坏现象发生，考虑到大型码头船舶和机械力的增加，码头齿口处可能受到较大的集中力作用，由于计算分析的模型选择有一定的复杂性，所以一般工程可从构造上注意加强，要求齿宽不要分的过小，并在

23、截面改变处采用构造钢筋予以加强。必要时可按结构和受力等特点进行验算分析。,码头分缝处结构加强处理示意图 1-伸缩缝、沉降缝 2-加强钢筋 3-加强斜筋,全直桩码头的特点是桩基需抵抗较大的弯矩，不但桩结构应具有足够的强度，桩与上部结构的连接也必须具有足够的锚固强度，所以要求按刚接设计。,4.1.9 要求全直桩布置的码头基桩与上部结构的连接按刚接要求处理。,3 梁板式码头设计-一般规定,4.2 板的设计 本节规定了板的分类、计算方法及相应构造要求，本次规范仅对局部不合理处做了修改调整。,4.2.1 把原规范中“双向板可按附录B进行计算，有条件时也可按弹性薄板小绕度理论以静力分析的方法进行数值解”改

24、为“双向板可按有限元法进行计算，也可按附录B进行计算”。直接推荐了有限元法进行板的内力分析，是因为有限元分析的方法已比较成熟，应用也已比较普遍，一般不会有什么问题；其次是把计算法放在前面，查表法放在后面，表达了查表法只是一种补充，计算分析方法更加通用。,3 梁板式码头设计-板的设计,4.2.6 对编置荷载弯矩计算宽度中的分配系数作了调整。作用在板自由边附近的弯矩计算宽度，是按偏置荷载与中置荷载的关系进行推导。其系数原规范取0.45，略偏保守。根据南京水利科学研究院对试验板的72个实测值，统计得平均值为0.5219。天津大学和大连理工大学的试验结论是可取值为0.5。另外考虑到与中置荷载和边置荷载

25、的划分“荷载接触面积中心位于自由边附近，且y0.5bc”的范围，故本次修订改取=0.5，这样两个参数就吻合了，不致产生矛盾。,3 梁板式码头设计-板的设计,4.2.11 要求板在集中荷载作用下进行受冲切承载力计算 单向板的冲切承载力计算方法可参照双向板进行，原规范对此未作明确要求。中置荷载作用下，宽跨比大于1.0的单向板,当满足受冲切承载力要求时,可不再进行板的受剪承载力计算，是因为宽跨比B/l1.0的对边支承单向板，在承受集中荷载时，物模中其破坏型式均为冲切型。这一规定不但与钢筋混凝土设计规范统一，也与实际破坏情况相吻合。,3 梁板式码头设计-板的设计,4.2.13 集中荷载在悬臂板上的弯矩

26、计算宽度，可按下式计算：本条沿用了原高桩规范的规定，没有做进一步的研究，存在一定的问题，悬臂板的抗剪计算宽度如何考虑是一个问题？按工程经验可采用与抗弯相同的计算宽度当在支座附近时偏于保守。从破坏形态分析应更接近抗冲切的情况。与单向板有相似性，但尚缺乏试验数据。可偏安全的采用与抗弯相同的计算宽度。,3 梁板式码头设计-板的设计,4.3 梁的设计 对于梁的设计，本次修订主要有两方面的内容，宽支座对梁的内力影响和码头结构的空间计算模型要求，修订中对此都有针对性的专题研究。提出的相关规定是以专家评审后的专题研究成果为依据的。,3 梁板式码头设计-梁的设计,4.3.1 梁计算时的一般原则,4.3.2 梁

27、按简支支承时的计算跨度,宽支座梁是大型化码头的一种结构构造趋势，由于桩帽节点及支座宽度的尺度不断增大，使其对梁的内力影响变得不容忽视，在支座宽度较大的情况下，采用点支承作为连续梁的计算模型与实际情况相差较大，显然不太合理。原高桩规范中对此没有提及，仅规定，纵梁按弹性支承连续梁计算时，弯矩计算跨度取横梁或桩帽中心距，剪力计算跨度取净跨。可见计算弯矩时该计算模式未考虑支承长度的影响。,4.3.3 弹性连续梁的计算规定本次提出计算中应考虑宽支座对梁内力的影响，并提出了计算的方法。,3 梁板式码头设计-梁的设计,由于高桩码头纵向梁在支座处的受力情况较为复杂，对于宽支座的影响要提出完全符合实际情况的计算

28、模型是比较困难的，研究分析中采用忽略支座处次要方向的约束，仅对主要的竖向约束提出了支座范围内为均布弹簧支承的计算假定，以相对简单的计算模型来分析研究宽支座对内力的影响。,虽然实际设计工程中对宽支座影响提出一些处理方法，但是意见不尽一致，也有较大的随意性。本次修订通过数模和物模的方法对此问题进行专题研究，调研和模型试验，希望提出较为合理的处理意见。,3 梁板式码头设计-梁的设计,通过有限元计算和模型试验表明，在宽支座长度范围内各点其竖向刚性系数大致相同，因此假定纵向梁在支座处受均布的弹性支承，与实际情况比较接近，这样的近似简化是可以接受的。故采用的计算模型如（图4.3.3）所示：,3 梁板式码头

29、设计-梁的设计,图 4.3.3 简化的宽支座的约束模型,研究和实践表明，采用该假定建立的弹性宽支座计算模型是能够满足工程精度要求的。根据目前的计算条件，采用该计算模型也是可行的。,3 梁板式码头设计-梁的设计,分布弹簧的刚性系数按下式计算：,采用支座范围内有限个等间距布置的弹簧代替分布弹簧时，按下式计算：,式中：,k 分布弹簧（单位长度内）竖向刚性系数（kN/m/m）；K 支座总竖向刚性系数（kN/m）；B 支承宽度（m）。Kn 单个弹簧刚性系数（kN/m）；n 支承宽度范围内等间距布置的弹簧个数。,3 梁板式码头设计-梁的设计,4.3.4 当桩帽或支座不是很大时，计算误差在工程可以接受的范围

30、内，可采用点支承计算后用削峰的处理方法，以简化计算。,研究对简化计算方法做了大量的工作，提出了具体可操作的方法。当连续梁的支座结构的特征值满足，纵向梁可按点支承连续梁计算，并按条文给出的方法进行内力削峰后，所得的计算结果与按宽支座连续梁计算方法所得的结果相近。以往许多工程均按此方法计算，工程实践表明也是可行的。,按点支承连续梁计算的条件 表 4.3.4,注：表中两数值间可按内插法取值。,3 梁板式码头设计-梁的设计,当连续梁结构计算支座的相对刚性系数 和相对宽度，较小时满足上表4.3.4 给予的条件时，可简化为弹性点支承连续梁计算，以削峰的方法考虑支座宽度的影响。续梁结构按弹性点支承连续梁计算

31、时，弯矩和剪力计算跨度均可取横梁或桩帽中心距。计算的弯矩和剪力可进行削峰处理，取计算值距支座中点1/4支座宽度处的数值。,4.3.6 横梁与桩组成的横向排架按平面计算时，可根据桩基布置形式和桩与横梁的连接情况等结构特点选取计算模型：,排架按平面杆系结构计算时，桩土相互作用可按m法计算，有经验时也可按假想嵌固点法计算。由叉桩和直桩支承的横梁，计算时也可将横梁简化为弹性支承连续梁，水平力由叉桩承受。3 当有桩帽时，应考虑桩帽宽度对横梁内力的影响。,目前设计单位一般都有平面杆系结构的有限元法计算软件，已具备将横梁按柔性结构考虑的手段，并将桩和梁按一个整体结构进行计算的条件，不必进行过多的简化。,3

32、梁板式码头设计-梁的设计,4.3.16 码头按空间结构计算，可按下列方法建立计算模型：,1 以计算桩的内力为目的时，面板可按薄壳单元考虑，纵梁、横梁及桩均可按梁单元考虑。2 以计算纵梁和横梁的内力为目的时，宜忽略面板的作用，按空间杆系结构计算，有经验时也可考虑面板的作用。3 桩端约束条件可参照平面排架计算要求确定。规律相似。4 面板中性面、纵梁和横梁中性轴宜按实际高程考虑。,3 梁板式码头设计-梁的设计,梁的设计中其他的一些条文规定与原规范变化不大。,4.4 桩帽 对桩帽的计算分析方法本次未作更多的研究。从调查情况分析，大多工程的设计未按98版规范提供的计算模式进行计算。原因是多方面的，首先是

33、桩帽受力的复杂性，规范提供的模式是在试验的基础上得出的，但模型是在简化的对称结构的基础上进行的，有些荷载的分布和受力特征，与实际情况有出入；其次是由于码头的大型化发展趋势，桩帽尺寸及相应的钢筋直径都有明显的增加，成为块体结构，与简化的平面模型也有误差。调研中的情况表明，实际应用中桩帽的配筋大多按构造进行，设计人员按照经验以钢筋混凝土结构规范要求的最小配筋率取值。,4.4.1 对桩帽形状尺度方面的规定。在确定桩帽各向尺度时，应注意底面尺寸，除考虑外包最小宽度外还应考虑打桩偏位影响，这是由于水上打桩偏位比陆上大得多，而且近岸和远岸允许打桩偏位相差较大，因而将打桩偏位作为一个确定桩帽尺寸的因素。,3

34、 梁板式码头设计-桩帽设计,4.4.2 桩帽的构造要求 本次修订，对于桩帽这样大体积的钢筋混凝土构件更注重构造上的要求，保证桩帽具有较好的整体性，要求桩帽纵、横向受力钢筋做成封闭形，桩帽的水平箍筋对阻止冲压块体的外胀和下陷有明显作用，要求水平箍筋做成封闭式且套在纵、横筋的最外面。构造要求是调研基础上的经验总结，码头的大型化使桩帽构件越来越大，应用中钢筋的最小直径都有所提高，所以本次修改中对桩帽中的受力和构造钢筋的最小直径要求都作了调整有所提高。一般情况桩帽设计以满足构造要求为主，调研中的情况表明，实际应用中桩帽的配筋大多按构造进行，设计人员按照经验以钢筋混凝土结构规范要求的最小配筋率取值。调研

35、中我们验算了所收集到的近二十个项目的桩帽，大多数桩帽的受力钢筋配筋率大于0.15，使用中没有明显的损坏。必要时可按受力状态进行验算。,3 梁板式码头设计-桩帽设计,4.4.34.4.4 当桩帽所受外力较大时，应对桩帽进行强度计算,桩帽是块状结构，宜按空间结构计算。但桩帽的模型试验结果表明，直桩桩帽顶面在一个方向加载时，该方向受力钢筋进入流限后，与其垂直方向的钢筋应变仍然很小。三维有限元的应力分析与试验中得出同样结论，说明桩帽单向受力时可按平面计算，误差不大；双向受力也可简化为按两个互相垂直的平面分别计算。叉桩桩帽的斜桩与横梁铅垂面之间有一平面夹角，属空间结构。为方便计算，也可简化为平面刚架，但

36、尚有误差，其中弯矩可采用增大系数（1.151.20）来调整，局部承压可增大1.0O1.10，为简化计算在按平面刚架的计算结果中统一取增大系数为1.10。,3 梁板式码头设计-桩帽设计,3 梁板式码头设计-靠船构件,4.5.3 对于停靠干舷较低的小型船舶，低水位(潮位)时船舷有可能被卡住，造成事故。顶推驳有时是两节或多节驳船组合在一起靠泊，靠泊操作困难，撞击力大，而且船头为方型，撞击力集中，靠船构件往往遭到严重破坏，采用浮护木或其他措施，能够起到防止靠船构件等被撞坏的作用。,4.5.5、4.5.6 悬臂式靠船构件损坏的主要原因是：靠船构件受力钢筋伸入横梁较短，由于靠船构件直接承受船舶撞击力，导致

37、在靠船构件与横梁连接处开裂；另一种情况是在设有上、下横梁的码头，靠船构件受力钢筋虽有足够的锚固长度，但上、下横梁连接处是薄弱环节，损坏多发生在该连接处上。将靠船构件受力钢筋伸入横梁并与横梁顶层钢筋焊牢是一项有效措施。,4.5.1 靠船构件可分悬臂梁式和悬臂板式,目 录,4 其他类型的码头设计-无梁板式码头设计,无梁板式码头结构计算来源于无梁楼盖，无梁楼盖的计算方法目前有两种，即有限单元法和替代框架法。前者计算复杂，有计算条件可采用此办法；替代框架法是一种简化计算方法，我国已建造的十多座大、中、小型无梁板式码头都是采用这种方法，经过数十年的使用并未发现问题。目前做的不多，没有大的变化。,无梁板板

38、带的计算宽度和计算跨度的方法同原规范。,规范第5章 无梁板式码头设计,规范 第6章 墩式码头设计,4 其他类型的码头设计-墩式码头设计,6.0.2 墩式码头常有的结构型式有：实体式、空箱式、刚架式或桁架式。,实体和空箱式墩体结构刚度大、耐久性好、施工简便，对外海无掩护情况尤为适用，但这两种结构型式的自重和迎水面积大，相应桩力、水流的侧压力和波浪力较大。,刚架式和桁架式墩体结构复杂、施工困难、构件截面较小，耐久性相对较差，其自重和迎水面小，多用于内河以及多层带缆的码头。,6.0.3 基桩布置是墩式码头设计的重要一环，直接影响到码头的安全和经济效益。桩的布置对桩的轴力影响非常敏感，仅变化桩的斜度或

39、平面扭角，桩力和桩端弯矩都会有较大差异。对桩基布置进行优化比选，尽可能使桩轴力均匀，减少桩长。,6.0.4 墩式码头结构属空间结构，因此要求按空间结构建模计算。,6.0.56.0.7 针对不同的结构型式给出了设计的基本原则和构造要求。,4 其他类型的码头设计-墩式码头设计,规范 第7章 桁架式码头设计 桁架式码头结构的特点、设计要求和规定等本次修订未作大的修改，计算模型可选用规范推荐的模式。,4 其他类型的码头设计-桁架式码头设计,7.0.5 系靠船梁在恒载、人群荷载，以及船舶系缆力的竖向分力作用下，在竖直平面内产生弯曲，在船舶撞击力或系缆力的水平分力作用下，在水平平面内产生弯曲变形。此外，船

40、舶系缆力尚对系船梁产生扭曲变形。因此，靠船梁属双向受弯，按双向受弯构件计算；系船梁属双向受弯、受扭，按双向受弯、受扭构件计算。,7.0.2 桁架式码头前沿可设置多层系靠船设施。,7.0.6 桁架式码头各排架的基桩布置一般均相同，据分析取一榀排架按平面问题与按空间问题进行分析，基桩桩力相差不大。以往工程均按平面问题进行计算，已有多年工程实践经验。,7.0.7 小型码头的桁架的平面刚度较大，远大于桩的刚度，因此可将桁架作为刚性桩台计算桩力。,7.0.14 桁架式码头一般在水位差较大时采用。降低桁架最下层节点（桩帽）的标高，目的是增加桁架横向刚度，减少桩的自由长度和靠船立柱的悬臂长度。,4 其他类型

41、的码头设计-桁架式码头设计,4 其他类型的码头设计-大水位差码头设计,大水位差码头的顶层以下采用框架结构时，一般在纵向和横向均采用多层平面刚架结构，纵横向的刚度比较近似，属于空间刚架结构，可采用有限元法计算。由于框架式码头的全直立柱高度较大，为限制码头顶面的水平位移，故各节点按固接处理。,规范 第8章 大水位差码头设计 大水位差码头的顶层结构与一般梁板式码头的上部结构基本相同，因此可以采用相同的设计方法，参照第四章的相关规定执行。,大水位差码头从系靠结构的不同处理可分为两大类：多层系靠结构和独立的浮式系靠结构。目的相同都是为了解决大水位差的变化，船舶的系靠作业问题。,8.2 多层系靠结构 大水

42、位差框架式码头前沿的多层系靠结构与桁架式码头前沿的多层系靠结构基本相同，故可按桁架式码头的有关规定进行设计。设多层系靠结构的梁板式码头可将横梁、靠船立柱、基桩和横撑作为单个杆件，按由各杆件组成的杆件系统，按平面有限元法计算基桩桩力、杆件内力、横梁弯矩和剪力等。设多层系靠结构的桥机墩码头，主要的墩体结构、桩基布置和桩基内力计算等可按墩式码头的有关规定设计。,4 其他类型的码头设计-大水位差码头设计,8.3 独立浮式系靠结构,8.3.1 采用独立的浮式系靠船设施可大大减小船舶对码头平台的撞击力。根据大连理工大学对某多用途码头工程的浮式系靠船设施模型试验的实测结果，码头平台所吸收的船舶有效撞击能量，

43、不大于总有效撞击能量的30。因此，对单独设置浮式系靠船设施的梁板式码头平台桩基，可采用全直桩型式。,4 其他类型的码头设计-大水位差码头设计,浮式系靠船设施由钢浮体和导向传力钢管桩组成。在船舶靠码头过程中，船舶总有效撞击能量被浮式系靠船设施各部位所吸收。作用在横梁上的撞击力，应考虑上述各部位吸能的影响。船舶系缆力通过浮式系靠船设施各部位直接传给导向传力桩，与码头横向排架无关。当后方采用墩式结构时，前排墩不再承受船舶荷载，可采用支承墩式结构。,8.3.38.3.4 码头的设计高水位般均低于历史最高水位，故在设置导向传力桩时，需妥善解决超高洪水期钢浮体的系固措施。钢浮体相当于一艘小囤船，在无约束的

44、条件下，故需满足浮体稳定性要求。钢浮体甲板面的宽度，在码头起重机吊幅满足设汁船舶装卸的前提下，宜适当加宽，便于水手安全作业。,4 其他类型的码头设计-大水位差码头设计,第9章 柔性靠船桩码头设计,柔性靠船桩码头的靠船设施应与装卸平台分离设置，依靠靠船桩的变形吸能。,4 其他类型的码头设计-柔性靠船桩码头设计,多桩柔性靠船结构示意图1钢管桩；2防冲设施；3连接平台；4抗扭臂；5立柱,柔性靠船桩在船舶撞击力作用下，上端不受约束，有较大的水平变形，故采用钢管桩。,国内使用过的柔性靠船桩有单桩、双桩和多桩等情况。桩中心距最小为2倍桩径，较大的为4.96倍桩径，根据桩的受力合理性、施工情况及已有的工程经

45、验，桩距取23倍桩径为宜。,柔性靠船桩码头的装卸平台一般不承受船舶撞击力，柔性靠船设施与装卸平台间应留有足够的间距，并满足作业要求，其距离根据柔性靠船桩的位移确定。柔性靠船桩的位移是指船舶撞击力作用点处的总位移，包括桩基变形和橡胶护舷变形两部分。当靠船结构变位太大时，会给船舶操控带来困难，国内外经验一般都将此数值限制在1.5m以内。如大船要求较大的吸能量或由于强风或涌浪作用，要求防冲设备、船舶、缆绳整个系统协调工作，必要时应通过论证确定。,4 其他类型的码头设计-柔性靠船桩码头设计,9.0.9 条的规定是因为在波浪等动力荷载作用下，桩基有可能发生疲劳破坏。,柔性靠船桩的计算应按现行行业标准港口

46、工程桩基规范（JTJ 254）的有关规定执行。设计桩长应满足计算要求且应根据码头的重要性、地质条件和冲刷情况等因素适当增加，桩长加长可取25m。这是根据我国已建码头中的柔性靠船桩的设计经验提出。设计还可参照现行行业标准港口工程桩式柔性靠船设施设计与施工技术规程（JTJ 279-2005）。,4 其他类型的码头设计-柔性靠船桩码头设计,目 录,本节为新增。高桩码头一般都建在海滨相或湖滨相沉积的软土岸坡上，由于高桩结构的透空性，码头与岸坡的连接处理至关重要。,接岸结构的主要功能在于挡土和衔接，既要确保岸坡的稳定，承受后方堆载及土的侧向压力所产生的推力，又要保证与前方码头结构的连接和传递的荷载，以维

47、护码头的正常运作。,5 接岸结构及设计 概述,近年来，高桩码头向大型化发展使得自然、环境等条件变得更为复杂，其接岸结构与传统的做法有了新的发展。通过调研和专题研究提出高桩码头接岸结构常用的形式，并更加关注陆域形成、驳岸、码头三者之间的协调问题。,规范把目前国内高桩码头接岸结构型式分为直立式和斜坡式两大类。,直立式包括 板桩和重力式：,5 接岸结构及设计 结构型式,板桩接岸结构在中小型码头应用较多，当桩台较窄，水深不大的情况采用，多为拉锚式板桩；,洋山深水港工程在斜顶桩基础上开发出适用外海深水码头的斜顶桩板桩承台式接岸结构，适用水深大、陆域回填层厚、陆域形成时间短、地基软弱等不利条件下的满堂式码

48、头。,重力式接岸结构可采用小沉箱、空心方块和扶壁式挡土结构，下部设置抛石棱体明基床，适用于地基较好的情况。,斜顶桩板桩承台式接岸结构1-板桩；2-斜顶桩；3-承台；4支承桩,重力式（小沉箱）接岸结构示意图,5 接岸结构及设计 结构型式,斜坡式接岸结构:可分全斜坡式和有挡土的斜坡式结构,斜坡式接岸结构一般采用填抛砂石或袋装材料形成斜坡棱体加护面的形式，根据需要可设置堤顶挡土结构，适用于岸坡较缓、码头平台较宽，能够满足一定的水深、地基、石料来源及施工要求等条件。,5 接岸结构及设计 结构型式,某码头袋装砂斜坡式接岸结构,10.0.8 在软弱地基上建造满堂式高桩码头，当码头后方有大面积回填、临时堆载

49、或码头前沿进行开挖时，应采取减少岸坡土体变形对码头基桩和接岸结构等影响的有效措施。,如水平位移、不均匀沉降等，造成桩帽开裂、叉桩中的向岸斜桩桩顶开裂等现象。因此，当软弱地基较厚，且码头后方回填量较大时，一般考虑地基加固措施。打设塑料板或砂井排水固结加固地基的工程，在实际中发现有土体的蠕变使近岸12排桩变形的现象；华北某港后方承台直桩，岸坡普遍采用排水固结法加固，但3040年固结后再加载时，仍有变形蠕动，使后排桩开裂；有条件超载预压将有助于减少上述现象发生。,5 接岸结构及设计 地基处理,10.0.9 10.0.10 陆域形成、驳岸、码头三者之间的关系是相辅相成的，往往由于建设工期的紧迫，处理不

50、好将会造成安全隐患。在码头建造之前，进行回填形成陆域、置换软土或采用软基处理等措施进行加固，是较理想的施工顺序。,码头后方大面积回填使岸坡土体发生沉降和位移，其中施工阶段所占比重较大。因此，在施工阶段对于每次回填高度、间隔时间以及回填顺序都应作出明确规定，尽量减少由于回填对码头结构的不利影响。,5 接岸结构及设计 地基处理,对于码头岸坡整休稳定验算，是保证码头安全的重要步骤。岸坡失稳事故时有发生，且多发生在施工时期。轻则在岸坡坡顶沿顺岸方向产生裂缝，已下沉桩基向水域一侧倾斜变形，己测桩顶水平位移可达300mm400mm甚至更大；严重事故可使岸坡连同建筑物一起滑动倒坍，造成重大经济损失。因而，对