大水位差河港不受水位差影响的高桩码头

大水位差河港不受水位差影响的高桩码头 第二航务工程勘察设计院 吴慧如 入 人 一 、 长江中、 下游现有高桩码头存在的 缺点 近年来长江中 、 下游不少新建 、 扩建码 头 , 越来越多地采用连片的直立式高桩钢筋 混凝土框架码头和钢管桩基梁板式码头 。 一 般还沿用五十年代末以来大水位差河港高桩 框架码头的结构形式 。 例如 : 五十年代末设 计施工的 , 位于长江下游某矿货码头和八十 年代初在长江中游某港新建的杂货码头 , 都 是采用如图 l 所示的结构形式 。 为适应不同 水位停靠船舶 , 码头前沿设有 3 一 4 层固定 的钢筋混凝土靠船梁和悬挂式靠船立柱 。 由 于两处的水位差不同 , 框架层高和靠船梁的 层次有所不同 。 前者水位差8 . 14 米 , 框架层 高 3 米 , 布置三层固定式靠船梁 , 平均层距 3 ‘5米 。 而后者水位差 15 . 17 米 , 框架层高 5 米 , 布置 四层固定式系靠船 梁 , 平 均 层 距 3 . 93 米 。 显然这种布置型式主要取决于水位 差的影响 , 因此存在如下严重缺点 : (一 )施工方面 爷· 由于内河各港水位差不同 , 使码头的框 架层高和靠船梁的布置不可能定型 , 现场工 作量大 。更严重的是前排桩顶标高甚低 , 不仅 施工困难而且桩帽 、最下层靠船梁 、靠船立柱 和框架安装等均要抢枯水施工 , 施工季节性 很强 , 不能全年均衡施工 ,从而延长了施工期。 (二 )设计方面 对于高桩框架码头 , 一般将上部框架结 构视作绝对刚度的高桩承台来分析桩力 , 然 后把框架视为铰接析架 , 把桩力作为下弦节 点荷载来计算析架杆件的内力 。 图 1 所示方 案 , 前排直桩和后排叉桩顶不在同一标高 , 相差 3 ~ 5米 , 致使难 以正确确定承台底面标 高 。 这是长期来设计河港高桩框架码头没有 很好解决的一个难题 。 此外对 图 1 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 船舶荷载的作用点 , 随 水位变化而变化 。 荷载组合 、 构件受力情况 都比较复杂 , 大大增加计算工作量 。 采用多层固定式靠船梁 , 橡胶护舷用量 大 。 以某码头为例 , 每一百延米码头平均用 量达 27 7套 , 其投 资占栈桥全部投资的 2 0 % 左右 。 橡胶护舷藉预埋在钢筋混凝土构件中 的螺栓固定 , 护舷老化或螺栓锈蚀 , 拆换极 为困难 。 (三 )使用方面 固定式系靠船梁竖向间距 , 规范 规定 关于下班后关闭电源的规定党章中关于入党时间的规定公务员考核规定下载规定办法文件下载宁波关于闷顶的规定 为 3 一 5 米 。 而河港水位是连续涨落的 , 在大 多数情况下系缆靠船均不方便 。 特别是当水 位刚淹没下层靠船梁 , 距上层靠船梁又比较 高 , 船舶停靠系缆更为困难 。 当栈桥上采用 门机进行装卸作业时 , 枯水位时门机司机的 视线完全被栈桥面板遮挡 , 需靠栈桥上指挥 手进行操作 , 不仅劳动强度大且极不安全 。 钢管桩基梁板式高桩码头 , 由于采用长 钢管桩而取消了框架 。 比高桩框架码头稍有 叨解川夕 采用固定系靠船梁的高桩框架码头 进步 。 但前方仍采用多层固定式系靠船梁 , 仍避免,不了水位差的影响以及抢枯水施工 、 _ 使用不便等缺点 。 二 、 不受水位差影响的高桩码头新方案 为了克服高桩码头的上述缺点 , 1 9 8 2年 笔者在参加长江某港码头设计 中 , 提出如图 2 、 图 3 所示新方案 。 它们主要特点是在每 一排架前沿打设一根导向传力的靠船钢桩 。 在系船跨的钢桩之间 , 安设浮式钢系、 靠船 梁 。 在不系船的跨间则安设浮式钢靠船梁 。 随水位的涨落 , 浮式钢系 、 靠船梁 (下简称 钢浮梁 ) 自由浮动 。 为了减少靠船钢桩的水 平变位 , 藉助栈桥排架叉桩或直钢管桩码头 排架的侧向变形刚度承受水平力 , 靠船钢桩 的顶端固定京承于排架的横梁前端 (因钢浮 梁上安设有橡胶护舷 , 故该支点无需再按弹 性支承设计 ) 。 对于高桩框架码头 , 在叉桩 顶标高设置第二个固定支承 , 以减少靠船钢 桩的跨度 。 作用于钢浮梁上的船舶荷载 , 通 甲甲卿竿罗~ 缨削喇喇之之///⋯⋯! 三///、、、、狱狱 乡乡 1111111⋯一一}}}}}}} }}}}}}}}}} }}}!!!!!!!}}}}}}}}}}lll1111111iii {{{{{{{}}}{{{{{{{!!! }}}}}}}}}}!!!!!!!}}} lllllll III }}}}}}} III !!!!!!! !!! }}}}}}} !!! lllllll III IIIIIII lll }}}}}}} III 图 3 直钢管桩基梁板码头 1 一浮 .式 钢 系靠 船 梁 2 一靠 船组 合钢 桩 3 - 中1 0 O0 m m 钢管桩 4 一横梁 S 一轨道 梁 6 一空.心 大板 7 一活动梁板 8 一面层 9 一桩咱 卜卜r n 口了 厅 . 1限门口几‘ ... 翻傀j , 兮叭几币叭爪爪几门丫介不不 JJJ _ 卜户一。 _ . _ ___ 翻翻卜 · 一一一 一 卜- 一一一欲欲欲{{{ZZZ 布布 ZZZ lll丫丫‘‘‘‘‘ )))))))))玛玛玛里里澎澎擎擎444 ,, lllllll11111111111{{{{{{{{{{{一一一一一一 图 2 钢筋混凝土高桩框架码头 1 一浮式钢系靠船粱 2 一靠船组合钢桩 3 一钢支掉 4 一预应力钢筋混凝土 桩 5 一钢 筋 混凝 土 框 架 6 一轨道梁 7 一空 心大板 8 一活 动 梁 板 9 一面 层 10 一连系梁 1 1一桩帽 过靠船钢桩 , 一部分 由固定支承传给栈桥排 架 , 一部分 由靠船钢桩的入土部分的土抗力 承受 。 这样就使得栈桥桩顶标高得 以提高 , 使高桩框架码头 (图 2 ) 或高桩梁板式码头 (图 3 ) 的设计摆脱了水位差的影响 。 从而 克服了原高桩码头结构给施工 、 设计 、 使用 上带来的各种缺点 , 获得的经济效益也较大 。 图 2 与图 1 比较 , 虽用钢量有所增加 , 但 因 橡胶护舷用量大大减少 , 总投资尚可节省 。 . 若 对 新 旧 两种方案靠船部分作经济比较 : 不计提早竣工所带来施工和使用上的经济效 益 , 仅设计概算每 1 00 延米码头可分别节省 19 万元 (图 2 结 构 ) 和 1 6 . 5 万 元 (图 3 结 构) 。 三 、 靠船钢桩和钢浮梁的结构型式和计 算 图 4 、 图 5 系笔者设计的浮式系靠船系 统的两种结构型式 , 适用于高桩框架码头和 钢管桩梁板码头 。 就钢浮梁支承轴来讲分为 单支承轴方案和双支承轴方案 。 兹分别介绍 l 署署署甘甘甘甘甘甘甘期期{{{{{{{{{{{{{{{{{‘‘‘‘‘卜卜卜一一一一一 仑仑仑仑爪爪爪爪爪爪爪爪爪爪爪爪 团团团{} ..... LLL配配配}. }一 ‘‘‘‘成成成口口口口土土土土土土 !!!琴琴琴琴琴琴琴琴琴琴琴琴琴琴琴琴琴 阵阵阵些州三月一r 日eeee l }}} ,, {{{ ‘‘ }}} 曰曰曰曰曰团团团团团团团团团团 }}}}}四四巴巴l一一 . - . 111 }}}}}}}}}}}}}}}声声声 一一 , 犀犀 、誉” 一 口口口口口口口! }}}困困困月月扫扫鹰鹰鹰性性性 1 一1 图 礴: 浮式钢系 、 靠船结构断面图 1 一浮式钢系 、 靠船粱 2 一靠船组合钢桩 3 一防倾钢管 4 一支承轴 5 一橡胶护舷 6 一系船柱 7 一栏杆 8 一下支承 9 一上支承 1 0 一钢筋混凝土桩帽 1 1 一钢筋混凝土框架 12 一起重机梁 1 3 一钢筋混凝土空心板 1 4 一活动梁 1 5 一浮 式钢靠船粱 16 一人 孔 1 7 一加强不等边角钢 18 一灌混凝土 人 干 如下 : (一 )单支承轴方案 该方案的特点是靠船钢桩采用组合钢板 桩 , 截面型式见图 4 。 对于单支 点 靠 船 钢 桩 , 因自由长度大 , 为增加桩的刚度增设如 图虚线所示的两块加劲板 。 为防止在船舶碰 撞下产生局部变形 , 在两块埠板之间填以混 凝土 。 翼缘外侧以通长不等边角钢加强之 。 钢浮梁两端 以头部为球面的圆柱 形 单 支 承 轴 , 安设在桩侧槽 口内 。 该槽 口一方面作钢 浮梁垂直浮动的导向装置 , 另一方面藉桩之 内外翼缘和腹板承受船舶荷载 。 钢浮梁受力 后 , 单支承轴横向与靠船钢桩翼缘保持线接 触 。 纵向与桩腹板保持点接触 。 这样 当钢浮 梁横向或纵向摆动时自由度大 , 浮动过程 中 不致卡死 。 钢浮梁上的橡胶护弦的 中心线与支承轴 中心线位于同一水平面上 , 「船舶碰撞力不产 生外力矩 。 对于系船的钢J浮 ·梁 , 为 系 缆 方 便 , 系缆柱安设在钢 浮梁甲板 _匕 系缆力将 产生倾孤力矩。 为防止钢浮梁倾碑 , 在梁下 面设置防倾装置 即悬 吊一根 小2 9 9 毫 米无缝 钢管 , 两端伸进靠船钢桩的槽 口 内。 当不系 船时钢浮梁不发生倾斜 , 该钢管 为 自 由 悬 体 , 与靠船钢桩翼缘不相接触 。 当系船后 , 系缆力引起钢浮梁向外倾斜 , 防倾钢管由于 斜链带紧 , 两端与桩内翼缘贴紧受力 , 使斜 链受拉 , 对钢浮梁产生抗倾力矩 。 系缆力一 旦消除 , 钢浮梁恢复稳定 , 悬 吊钢管也恢复 原来自由悬体状态 。 由于采取这些措施 , 则 可不必验算钢浮梁横向稳定 。 为了平衡 , 对钢 浮梁上的橡胶护舷 、 系 船柱 、 支承轴等偏心荷载设置混 凝 土 平 衡 块 。 为保证设计吃水深度 , 舱 内现浇混凝土 压舱 , 且可起到防锈作用 。 (二 )双支承轴方案 靠船钢桩为小8 00 毫米钢管桩 , 内 侧 在 低水位以上焊以 2 L 1 80 x lZ 角钢 (见 图 5 ) 。 两端设 内外双支承轴位于钢管桩之内外侧 , 纵横向均留有一定富裕量 。 桩与 支 承 轴 之 间 , 钢浮梁端部与桩之间 均 保 持 点 、 线接 触 , 以适应钢浮梁纵 、 横向摆动 。 内支承轴 二二: : ---二_了一⋯⋯ }}}⋯一 “ ‘ ---一一 1 一一!去去定一 .一 ’ 一⋯⋯ lll 777噩噩噩噩噩噩噩噩噩噩噩噩噩噩 二了一一已已已皿」」U 班班门门门门门塑塑塑塑通通皿皿皿皿皿辱辱辱l___ 口口口 麟刽刽 . _ 声赛多薪哥离二离二乓污币毛毛卜卜卜卜卜卜卜 , 于今一一公 二一油 , 二劝一一油 ...】⋯⋯遵遵遵!!!!!!! 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( , ) ‘ I G . I , ( t一 沉 ) B . ( t ) ‘·( 爪 ) } B ·‘: ( , 一 ,称称.人 Ž匕比d人 B C D E 合计 I Q 。 2 8 7 5 。 3 5 7 3 。 2 1 0 2 0 2 。 4 3 6 。 2 2 4 2 2 7 。 5 0 8 3 ] 。 5 2 0 。 2 1 0 。 5 1 7 。 5 9 3 5 。 6 5 5 7 8 5 。 3 98 3 1 。 1 0 - 8 。 3 5 5 5 4 。 1 7 9 5 9 。 3 78 6 5 5 8 。 0 7 一CDA 名一⋯...... .月,J..................,..lles!⋯⋯!...........‘. 8 。 3 5 3 。 5 5 3 2 4 。 04 1 0 8 。 2 1 3 3 。 7 1 1 6 9 0 。 2 9 2 2 。 0 9 2 1 7 8 。 3 4 8 0 8 。 6 4 6 7 1 7 1 。 6 3 L = 1 0 0 m , H = · 6 m , 艺M j = 1 8 7 . 4 6 4 t 一 m ; ‘ L = 1 5 0 m , H = s m , 艺M i = 4 1 6 。 I OZ t 一 m 。 4 . 求最大摇摆角 = 1 。 0 7 - = 1 。 1 9 , 根据公式 ( 2 ) 、 求得 : 一 一1上 __ ( 3 ) 、 ( 1 3 ) 、 ( ’ 1 4 )分别 I = 3 4 0 0 。 0 7 , △I = 6 7 2 . 1 2 (C M 二 1 . 0 7 ) MM口C 1 8 2 4 . 3 3 (C M = 1 。 1 6 ) 飞 m娇 今( 。舜 C M a / 。干 M a 1ll ax = 飞恋不灭兀丁 ‘月 (脚 1 0 0 1 5 0 1 。 0 7 1 。 16 1 。 1 0 1 。 0 2 0 。 7 1 4 0 0 。 6 3 0 2 . 6 8 。 6 。 0 0 。 86 其 中 。 二了 : = 了 B I 。 一 G le I J 一△ I 2 叹 L 一万一一一一 , 2 兀 a = 万- K I 二 K I ” 5 。 0 2 。 6 8 = 1 · 8 7 > 1 . 3 , 满足要求 , 1 0 。 0 6 。 0 0 。 67 > 1 . 3 , 满足要求 。