《板桩码头简介》由会员分享，可在线阅读，更多相关《板桩码头简介（52页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 53 东南大学交通学院1 板桩墙 帽梁 锚碇结构 拉杆 导梁 排水孔 第七章 板桩码头 53 东南大学交通学院2 n 工作特性 n依靠板桩入土部分的侧向土抗力和安设在码头上部的锚 碇结构维持其整体稳定性 n 优点 n 结构简单 主要构件可在预制厂预制 施工方便 施 工速度快 材料用量少 挖填方工程量少 对复杂地基 适应性强 第一节 板桩码头结构型式及其特点 53 东南大学交通学院3 n 缺点 n 板桩墙为薄壁结构抗弯能力小 施工中一般不能承受 较大的波浪作用不适于无掩护海港 n 耐久性不如重力式结构 钢板桩及拉杆易锈蚀 n 需打桩或其它沉桩设备 n 适用条件 n所有板桩可沉入的地基的中 小码
2、头 53 东南大学交通学院4 板桩墙 帽梁 锚碇结构 拉杆 导梁 排水孔 5 板桩码头 组成 板桩码头主要由板桩墙 帽 梁 导梁 拉杆 锚碇结构及码 头设备等组成 53 东南大学交通学院5 n 板桩墙是由下部打入或沉入地基的板桩构成的连 续墙 它用于挡土并形成码头靠船的直立面和码头 地面 n 帽梁 将各单根板桩固定在一起共同工作 并使 码头前沿线整齐 各组成的作用 53 东南大学交通学院6 n 导梁 使每根板桩能被拉杆拉住 n 拉杆及锚碇结构 设置拉杆为减小板桩顶 端位移 弯矩及入土深度 拉杆末端用锚碇 结构固定 n 排水孔 消除或减小作用在板桩墙后的剩 余水压力 53 东南大学交通学院7 一
3、 按板桩材料分类 n 木板桩码头 n强度低 耐久性差 n 钢筋混凝土板桩码头 n耐久性好 用钢量少 造价低 n 钢板桩码头 n钢板质量轻 强度高 止水性好 易沉桩 造价高 易 锈蚀 53 东南大学交通学院8 n按锚碇系统 受力特点 分类 n 无锚板桩码头 n 有锚板桩码头 n 单锚板桩墙 n 双锚板桩墙 n 斜拉桩板桩墙 二 按锚碇系统分类 53 东南大学交通学院9 无锚板桩码头 n这种结构只有板桩墙和帽梁两部分组成 n在土压力等荷载作用下 呈自由悬臂工作状态 其承载能力小 墙顶端位移大 n适用于挡土高度 墙高 2m 及地面荷载均不 大的小型码头 53 东南大学交通学院10 有锚板桩码头 n有
4、锚板桩码头可分为 单锚板桩 双锚板桩 少用 和斜拉板桩 见图 n组成 n由板桩墙 帽梁 导梁 拉杆及锚碇结构五部分组成 n拉杆的作用 减小板桩顶端位移 墙底入土深度 改 善板桩墙的应力状态 n应用 适用于挡土高度较大码头 53 东南大学交通学院11 单锚板桩断面图 53 东南大学交通学院12 双锚板桩断面图 53 东南大学交通学院13 斜拉桩板桩 它由 板桩墙 斜桩及 胸墙 或桩台 三部分组成 以斜拉桩代替拉杆 锚碇系统 53 东南大学交通学院14 斜拉桩板桩码头 53 东南大学交通学院15 斜拉桩板码头的优缺点 n 优点 n施工简单 土方量少 工期短 便于机械化施工 施 工期稳定性高 结构简
5、单和建筑用地宽度小 n 缺点 n结构受力复杂 斜拉桩的断面和入土深度大 结构单 薄 刚度小 易变形 承载能力小 墙后回填量不宜过 大 回填速度不宜过快及墙前港池挖泥速度不宜过快 53 东南大学交通学院16 斜拉桩板墙的应用 n 适用于 n墙不高 n地面荷载不大 n中小型码头 n特别适用于建筑岸线后面有不允许拆除或拆除 不经济的建筑或设备的码头 53 东南大学交通学院17 三 按板桩墙结构 受力条件 分类 n 普通型板桩墙 见图 n材料 断面和长度都相同的板桩组成 n结构简单 施工方便 n 长短结合型板桩墙 n每隔几根板桩 短桩 加设一根长桩 增加板桩墙 的踢脚稳定性 减少工程量 n适用于地质条
6、件较差的情况 53 东南大学交通学院18 普通板桩断面图 53 东南大学交通学院19 n 主桩板桩型板桩墙 见图 n长板桩的断面加大成为主桩 短板桩断面减小 发挥长 板桩的作用 n 主桩挡板 或套板 型板桩墙 n主桩后面的挡板或主桩之间的套板代替板桩挡土 因而 主桩受力很大 n适用水深不太大的情况 53 东南大学交通学院20 主桩板桩结合断面图 第二节 板桩码头的构造 n 一 板桩 n板桩形成的板桩墙的作用是构成直立的码头岸壁 并 挡住墙后的土体 板桩墙常采用钢筋混凝土板桩和钢 板桩 n1 钢筋混凝土板桩 n钢筋混凝土板桩应尽量采用预应力混凝土或高强混 凝土 以提高抗裂能力和耐久性 并有利于打
7、桩时 桩不被打坏 53 东南大学交通学院21 53 东南大学交通学院22 矩形 T形 工字形和圆形 钢筋混凝土板桩断面形式 矩形 T形 工字形 圆形 53 东南大学交通学院23 钢筋混凝土板桩构造图 53 东南大学交通学院24 二 钢板桩 n 优点 n 强度高 n 锁口紧密 n 施打方便 n 可打入较坚硬的强风化岩基 n 缺点 n 钢材用量大 n 易锈蚀 53 东南大学交通学院25 n 钢板桩适用于 n 深水码头 n 船坞坞墙 n 船闸闸墙 n 施工围堰 n 防渗帷幕 53 东南大学交通学院26 钢板桩断面形状 n常用断面形式有槽 U 型 Z型 平板型 箱型 H型 圆管型 组合型 n钢板桩的锈
8、蚀及其速率直接决定码头的寿命 53 东南大学交通学院27 二 锚碇结构 n 为了减小板桩的入土深度和桩顶位移 改 善板桩的受力状况 常在板桩墙后设置锚 碇结构 并通过拉杆与板桩墙相连 53 东南大学交通学院28 53 东南大学交通学院29 锚碇结构型式 锚碇板和锚碇墙 锚碇桩 或板桩 锚碇叉桩 53 东南大学交通学院30 三 拉杆 n 作用 为减小板桩顶端位移 弯矩及入土深度 设置拉杆作为板桩墙与锚碇结构之间的传力构件 n 设置位置 施工水位以上 便于施工 n 设置方向 水平 向上倾斜 向下倾斜 n 向上倾斜 减小板桩跨度与跨中弯矩 n 向下倾斜 增加锚碇板埋深及锚碇力 53 东南大学交通学院
9、31 拉 杆 构 造 图 53 东南大学交通学院32 四 帽梁 导梁和胸墙 n 帽梁 为现浇于板桩顶端的钢筋混凝土水平梁 将板桩顶部整齐地连接成整体以共同工作 受力 n 导梁 将拉杆力均匀传给每一根板桩的传力构件 设在拉杆与板桩墙连接处 n 胸墙 当码头前水位差不大可将导梁和帽梁合二 为一设计成现浇钢筋混凝土胸墙 53 东南大学交通学院33 导梁 帽梁及胸墙构造图 胸墙截面形式 导梁构造 53 东南大学交通学院34 排水设施 n为消除或减小作用于板桩墙后的剩余水压力 应在 设计低水位以下的板桩墙上预留一排排水孔 n孔径及间距 根据水位差大小 板桩墙的透水性能 及墙后填料的渗透性 53 东南大学
10、交通学院35 53 东南大学交通学院36 第三节 板桩码头的计算 n一 板桩码头上的作用和作用组合 n二 单锚板桩的计算 53 东南大学交通学院37 一 板桩码头上的作用和作用组合 n板桩码头上的作用有 n 永久作用 n 土体本身产生的主动土压力 n 板桩墙后的剩余水压力等 n 可变作用 n 码头地面上各种可变荷载产生的土压力 船舶荷 载 施工荷载 波浪力等 n 偶然作用 地震荷载等 53 东南大学交通学院38 土压力 n板桩墙为柔性薄壁结构 在土压力等侧向荷载 作用下 其变形呈复杂的曲线形状 土压力分 布复杂取决于 n 回填土和地基土的性质 n 墙体的位移 n不论土压力如何分布 土压力总值与
11、按库伦公 式计算的数值基本相同 53 东南大学交通学院39 单锚板桩主动土压力分布图 53 东南大学交通学院40 主动土压力 n跨中弯曲变形较大的有锚板桩 n古典法 按库伦理论计算 不考虑板桩变形对土压力强 度及分布的影响 n 取计算土层与墙面间摩擦角 n 1 3 1 2 n 用弹性线法计算板桩及拉杆的内力 并进行修正 53 东南大学交通学院41 被动土压力 n 古典法 土压力图形及系数修正 n 弹性地基梁法 53 东南大学交通学院42 剩余水压力 海港 n 不考虑的情况 n钢筋混凝土板桩码头 当板桩墙设置排水孔或墙后回填粗 于细砂颗粒的材料时 n 要考虑的情况 n 钢板桩码头 n 地下墙式板
12、桩码头 n 钢筋混凝土板桩码头 回填细砂 53 东南大学交通学院43 船舶荷载 n板桩码头的板桩墙虽然单薄 但背后有填土的支 承 且自身有柔性 故对来自迎水面的船舶挤靠 力和撞击力不考虑 n船舶系缆力方向离开码头 要考虑 53 东南大学交通学院44 港池超挖产生的附加荷载 n板桩码头可以先打桩后挖港池 减少填挖 方工程量 港池超挖过多造成 n板桩入土深度减少 n板桩计算跨度加大 n整体稳定性减少 n板桩跨中弯矩增大 n拉杆力增大 53 东南大学交通学院45 作用效应组合 n必须考虑持久状况 短暂状况 偶然状况三种设 计状况 并按不同极限状态和效应组合进行计算 和验算 n 按承载能力极限状态设计
13、的项目有 n 板桩墙 踢脚 稳定性 n 锚碇结构稳定性 n 板桩码头的整体稳定性 n 桩的承载力 n 构件强度 53 东南大学交通学院46 作用效应组合 n 按正常使用极限状况设计的项目有 n钢筋混凝土构件的裂缝宽度和抗裂 53 东南大学交通学院47 二 单锚板桩的计算 n 单锚板桩墙的工作状态和受力特性 n 单锚板桩墙的计算 53 东南大学交通学院48 单锚板桩墙的工作状态和受力特性 n 板桩墙的工作状态 n 第一种 板桩入土不深 板桩产生弯曲变形 并围 绕板桩上端支承点转动 此时板桩入土深度最小 板 桩中只有一个方向的弯矩且数值最大 入土部分位移 较大 所需板桩长度最短 但断面最大 这种状
14、态按 底端自由计算 53 东南大学交通学院49 板桩墙的工作状态 n 第二种 其入土情况和受力情况介于第一种和第三种工作状态之 间 n 第三种 随着板桩入土深度增加 入土部分出现与跨中相反方向 的弯矩 板桩弹性嵌固于地基中 按底端嵌固计算 算得的板桩断 面较小 入土部分位移小 板桩墙稳定性较好 53 东南大学交通学院50 板桩墙的工作状态 n 第四种 与第三种工作状态类似 但入土深度更大 固端弯矩大于跨中弯矩 稳定性有富余 53 东南大学交通学院51 作用在板桩墙上的土压力和板 桩的变形特点 n主动土压力分布根据结构类型 结构刚度 锚锭 方式 入土深度及施工方法等分为两类 n 以板桩顶端位移为主的情况 n土压力呈线性分布 如同刚性墙 见图 n 以板桩弯曲变形为主的情况 n土压力呈曲线形 R型 分布 见图 53 东南大学交通学院52 单锚板桩墙的计算 n 计算内容 n 板桩墙入土深度 板桩墙弯矩 拉杆内力 n 计算方法 n 弹性线法 n仅用于单锚板桩墙的弹性嵌固状态 n 自由支承法 n仅用于单锚板桩墙的自由支承状态 n 竖向弹性地基梁法 n适用于单锚和多锚板桩墙的任何工作状态
