港口水工建筑物

码头概论

码头分类

重力式——地质条件需要比较好

板桩式——依靠侧向土抗力（板桩入土部分左右的土抗力）还有锚碇结构。

优点：耐久性好（相对高桩码头，没有重力式好），结构简单（相对重力式码头），材料用量少（相对重力式），便于预制（可以缩减工期）。可以先打桩，后开挖港池（因为之后要做基础）

缺点：波浪反射严重（对直立部分有一个长期的推力。且部分水流的冲掏作用，会不断侵蚀基床），泊稳条件差，对钢板桩需采用防锈措施，增加费用，对开挖超深反应敏感（因为会改变侧向土抗力）

适用条件：能打板桩的地基（相对的，不能过于浪费人力物力），万吨级以下的泊位（其对于万吨级的船水平向难以支撑），适用于有掩护的海港（波浪反射严重，以及波浪淘刷作用）

透空式（高桩）

工作原理：通过桩台将作用在码头上的荷载经桩基传给地基

优点：波浪反射小（将危害转移掉），泊稳条件好，砂石用量少，对开挖超深适应能力强

缺点：对地面超载、工艺变化的适应能力差（主要受力：摩擦力、应力。桩基抗弯、抗剪能力差，一旦超载，就会弯矩过大，码头失效）水平承载能力低。耐久性差，须设叉桩（大直径管柱例外）（然而无法改善与地基的弱作用力，无法改变本质上的受力特征）

适用条件：软土地基（重力式肯定不行，因为要地基好，软土不适合。板桩码头，需要侧向土抗力，然而软土的侧向土抗力小，所以也不适用。只能用高桩码头，因为其桩基可以容易打到深的地方。），不适用于大吨位。

混合式

因地制宜，组合使用。

码头组成部分

1. 上部结构的作用
   1. 承上启下
   2. 设置码头设施
2. 下部结构的作用
   1. 支撑上部结构
   2. 传递荷载
3. 码头设别——船舶系泊、装卸作用

码头结构上的作用及组合

结构上的作用——施加在结构上的外力（直接作用（集中力和分布力，即荷载）），以及引起结构外加变形和约束变形的原因（间接作用（地基沉降、砼收缩、温度变形））

1. 作用的分类

   1. 按时间变异分类
      1. 永久作用：在设计基准期内（设计时所确定的工程项目的寿命。工程界分为好几档。港口工程钢筋混凝土的设计基准期为50年。），其量值随时间的变化与平均值相比可忽略不计的作用，如自重力、预加应力，土重力，永久作用引起的土压力
      2. 可变作用：在设计基准期内，其量值随时间的变化与平均值相比不可忽略不计的作用。如堆货、流动起重运输机械、可变作用引起的土压力、船舶荷载、波浪力。
      3. 偶然作用：在设计基准期内，不一定出现，但一旦出现其量值很大且持续时间很短的作用，如地震作用
   2. 按空间位置的变化分类
      1. 固定作用：在结构上具有固定分布的作用，如自重力
      2. 自由作用：在结构的一定范围内可以任意分布的作用，如堆货
   3. 按结构的反应分类（看有没有冲击力）
      1. 静态作用：加载过程中产生的加速度可以忽略不计
      2. 动态作用：加载过程中产生的加速度不可以忽略不计，如船舶的撞击力、汽车荷载

2. 作用组合和作用代表值的取值

   1. 组合原则

      1. 对实际有可能同时出现的作用，应按其最不利情况进行组合
      2. 对于不同的计算项目，应分别按其最不利情况进行组合
      3. 受水位影响的水工建筑物，应把水位作为一个组合条件

   2. 作用组合和作用代表值的取值

      1. 作用组合

         港口工程结构上同时出现的作用应分别按承载能力极限状态和正常使用极限状态考虑作用效应的组合。一旦超出承载能力极限状态，结构和构建丧失承载能力；超出正常使用极限状态时，结构和构建不能满足适用性和耐久性的要求（例如墙出现了很大的裂缝，但是不会倒）。

         1. 承载能力极限状态验算
            1. 持久作用：永久作用和持续时间比较长的可变作用组成的作用效应的组合
            2. 短暂组合：包含持续时间较短的可变作用组成的作用效应的组合
            3. 偶然组合：包含偶然作用组成的作用效应的组合
         2. 对正常使用极限状态的验算：持久状况（短期效应（频遇）、长期效应（准永久））和短暂状况

      2. 作用代表值的取值

         1. 作用代表值的分类——标准值1、频遇值2、准永久值3
         2. 不同作用的代表值
            1. 永久作用——1
            2. 可变作用——123
            3. 偶然作用——要根据资料或工程经验综合分析
         3. 对承载能力极限状态可变作用
            1. 持久作用：主导可变作用1，非主导可变作用取组合值（组合值是将标准值乘以组合系数，\(\psi=0.7\)）
            2. 短暂作用：查规范
            3. 偶然作用：查规范
         4. 对正常使用极限状态可变作用
            1. 持久状况的短期效应组合：取可变作用的频遇值（组合值是将标准值乘以组合系数，\(\psi=0.8\)）
            2. 持久状况的长期效应组合：取可变作用的准永久值（组合值是将标准值乘以组合系数，\(\psi=0.6\)）
            3. 短期状况：标准值

   3. 设计表达式

      1. 承载能力极限状态 \[ S_d\leq R_d \] 其中，\(S_d\)为作用效应值，\(R_d\)为抗力值

         组合系数（概率）、分项系数（可靠度）、结构重要性系数（即安全系数）

      2. 正常使用极限状态 \[ S\leq R \] S——作用效应设计值

         R——限值，如规定的最大变形，使功能正常是使用的一个值

   4. 说明

      1. 正常条件下，结构使用过程中的状况为持久状况
      2. 结构施工和安装等持续时间较短的状况为短暂状况
      3. 结构承受设防地震等持续时间很短的状况为偶然状况

码头地面组成荷载

1. 堆荷荷载与人群荷载

   1. 堆荷荷载
      1. 考虑因素
         1. 装卸及码头堆存工艺
         2. 货种和包装方式
         3. 货物批量和堆存期：小批，临时，小堆，利于货物的运转；大批，堆存期长，大堆，提高库场利用率。
         4. 码头结构型式：不同码头对荷载敏感程度不同
         5. 管理水平：管理严格，则利用率高，不会出现超载
      2. 堆荷的分布与取值——码头前沿、前方堆场、后方堆场
         1. 前沿地带——一般不堆货
            1. 多数情况下不堆货，主要作为流动起重云顺机械的通道
            2. 少数情况，货物临时堆放
            3. 前沿地带考虑堆货值是从安全出发，并非从堆货出发
            4. 宽度：有门机，14M；无门机10m（海港），4~8m（河港）
            5. 荷载值\(q_1\)，一般取20kPa（主要基于起重机等设备）
         2. 前方堆场——效率最高
            1. 宽度：有门机18(23)m，对应门机最大吊幅25(30)m；无门机，取仓库宽度
         3. 后方堆场：前方堆场以后的堆场。
            1. 堆存批量较大，堆存期较长，堆存较重
            2. 宽度主要取决于规划
            3. 取值对码头结构无多大影响
   2. 人群荷载（略）——作人行引桥、浮桥设计时需要考虑

2. 流动起重运输机械荷载

   起重运输机械：门机、起重机、岸桥、缆车

   装卸搬运机械：叉车、电瓶搬运车、牵引车、单斗车

   1. 门机

      1. 表示方法：\(M_h-Q-L\)，其中，Q为吊重，L为吊幅
      2. 单机作业主要考虑三种工作状态（三种吊臂位置，最大吊幅，最小吊重；最小吊幅，最大吊重）
      3. 两台门机一般只考虑工作状态1
      4. 不考虑门机荷载的冲击系数（比如起吊、卸货时，但是不考虑，因为风压已经考虑了这一部分内容）
      5. 门机荷载作用下，计算土压力时，应将门机荷载换算为等代线荷载（把门机荷载均匀分布处理）

   2. 轮胎式起重机

      1. 主要用于中小码头，无门机情况
      2. 码头设计时，对于轮胎式只考虑两种情况：最大吊幅，最小吊重；最小吊幅，最大吊重
      3. 当采用最大吊重时，一般不考虑冲击系数（因为一般起重的货物较小，工人娴熟度较高），否则应考虑1.1~1.3的冲击系数

   3. 缆车荷载（斜坡码头上、下坡主要运载工具）

      轮压计算： \[ P=g(Q+G)K_t/n \ \ \ \ (KN) \] 式中：\(Q，G\)——载重和自重（t），\(n\)——轮数，\(K_t\)——轮压不均匀系数

   4. 岸桥荷载——根据具体机型确定其荷载

3. 铁路荷载（现在很少使用）（对板桩码头、高桩码头影响很大）

   1. 进港机车有：
      1. 按使用性质分：干线机车、调车机车
      2. 按动力型式分：蒸汽机车、内燃机车、电力机车（现在可以多考虑）
   2. 进港车辆有：
      1. 普通车辆：载重量60吨以下
      2. 特种车辆：载重量60吨以上
      3. 荷载取值
         1. 用“中-活载”（轴压）取代轮压，直接计算轮压时除2。铁路机车在码头上行驶一般不考虑冲击力、离心力、制动力（行驶速度慢的缘故）
         2. 对直接承受荷载的结构和构件（如梁、单向板、轨枕），“中-活载”要乘以荷载系数K。

4. 汽车荷载

   1. 分级取值：五个等级
   2. 冲击系数：1.1~1.3

5. 船舶荷载

   1. 按作用方式可分为：系缆力，挤靠力，撞击力

   2. 船舶系缆力（由风、浪、水流、冰产生）

      1. 其中，纵向是平行码头岸线的方向，横向是垂直码头岸线的方向

      2. 有两个公式

         

         

         V是流速，A对应的是投影面积。

      3. 计算系缆力标准值不应大于缆绳的破断力，也不应低于规范规定的下限值，若低于，则取下限值

      4. \(\sum F_x,\sum F_y\)应根据可能同时出现的风和水流的情况，不应将两者最大值叠加，一般可按最大风压力计算值和可能同时出现的水流里来叠加。

   3. 船舶挤靠力（1.系泊于码头的船舶手打风、水流、和波浪的共同作用2.船舶离开码头时，在甩尾过程中，船首对码头的挤压）

      1. 连续布置 \[ F_j=K_j\times \sum F_X/L_n \ \ \ (KN/m) \] \(L_n\)是船舶直线段与设施接触长度

      2. 间断布置 \[ F_j'=K_j' \times \sum F_X/n \ \ \ (KN) \] n为与船舶接触的防冲设施的个数

   4. 挤靠力（相较于挤靠力的持续作用，其作用为接触的一瞬间）（高桩码头、墩柱码头） \[ E_0=U=\rho MV^2_n/2 \ \ \ (KN\cdot m) \] 其中，\(\rho\)为有效动能系数，采用0.7~0.8，\(V_n\)为船舶靠岸时的法向速度（x方向）

      

      波浪引起的撞击力：一般通过模型试验加以确定

6. 水流力——由建筑物正面的阻力和背面的涡旋力引起。因而在计算时需要乘上一个阻力系数，这个阻力系数也就和桩基的分布等有关，因为这些因素会改变涡旋力。

重力式码头

重力式码头的结构型式及其特点

主要组成部分及其作用

1. 胸墙和墙身——挡土是属于墙身的。承受并传递外力、构成整体、便于安装码头
2. 基础
   1. 扩散、减小地基应力（把接触面积加大了），降低码头沉降（因着减小应力而有的）
   2. 有利于保护地基不受冲刷（应对波浪的淘沙作用）
   3. 便于整平地基，安装墙身
3. 墙后回填：（主要指抛石棱体（浇注成的棱柱状混凝土，主要为了减少土压力（其作用力向着偏离墙身的方向），同时减小水土流失），倒滤层（一定级配的小石子，需要用布工袋包起来，使得码头地面的下渗水流流失减小））减小土压力，减小水土流失
4. 码头设施

码头的结构型式

1. 按墙身结构型式分：方块码头、沉箱码头、扶壁码头、大直径圆筒码头、格形钢板桩码头
2. 按墙身施工方法分：干地现场浇筑和水下安装的预制结构

方块码头

按断面形式

1. 阶梯形——断面和底宽较大，稳定性好，基地应力小；但是，材料用量大，横断面方向整体性差，且基底应力分布不均匀
2. 衡重式
3. 卸荷板式

按块体形式

1. 实心方块
2. 空心方块
3. 异形方块

沉箱码头

适用：当地有沉箱预制场（有较高的对预制场的要求）或工程量较大、工期短的大型码头

缺点：钢材用量大，耐久性不如方块结构，且需专门的预制下水设备（一般的方法还没把它运下水，需要特制的浮运设备）。

优点：整体性好，抗震能力强，施工速度快，水下工作量少，造价低

1. 矩形沉箱
   1. 对称式：最常用
   2. 非对称式：节省钢筋混凝土，但制作麻烦，浮游稳定性差
   3. 透空式：对无掩护的港口，效能效果较好
2. 圆形沉箱——多用于墩式码头
   1. 受力条件好：浮游时产生的是径向的水压力，最终产生环壁的拉应力
   2. 按构造配筋，用钢量少
   3. 空腔内不设隔板，因而重量减小，且空间大，施工方便
   4. 环形箱壁对水流的阻力小

扶壁码头

优点：结构简单、施工速度快、节省材料、造价低

缺点：整体性差、耐久性差

适用：有起重运输设备，有预制能力或有干地施工条件

大直径圆筒码头

特点：

1. 钢筋混凝土用量少
2. 对地基适应能力强，可不做抛石基床
3. 构造简单，较受业主欢迎
4. 圆通内填料可就地取材

适用条件：地质条件较好的深水码头，或地基表面有不厚但不薄的软土层的情况。

圆筒的制造方法：

1. 整体预制
2. 沿高度分成几段
3. 将圆筒在平面上分成若干片，然后拼装
4. 现场浇注

格形钢板桩码头

特点：较新型，对地基适应能力强（具有部分板桩码头的属性），施工速度快，占用场地小（减小强的厚度），施工期具有较大的抗风浪能力（可以在有水的情况下进行施工）

重力式码头的构造

在码头设计中，首先要根据当地的自然条件，施工条件，建筑物的使用要求，拟定各种构造措施，即进行构造设计，然后再进行强度和稳定性验算

基础

形式

1. 岩基
   1. 现浇混凝土和浆砌石可不作基础整平把岩基面凿成阶梯形断面
   2. 对预制结构须用二片石和碎石整平
2. 非岩基：须作抛石基床
   1. 地基承载力足够，可不做基础
      1. 墙下铺10~20cm（墙标高的起点）的混凝土

重力式码头的计算

重力式码头的特殊计算

沉箱码头的计算

沉箱的计算包括沉箱的吃水、干舷高度、浮游稳定性、构件承载力和裂缝宽度

1. 外壁的计算

（1）作用：沉箱外壁计算时应考虑下列作用（水压力、波压力）

1. 吊运下水时可能承受的外力
2. 沉箱用绞车控制在滑倒上下水或坞内漂浮时的水压力，只考虑静水压力
3. 滑倒上自由活动的水压力
4. 浮运时的水压力、波压力
5. 沉箱沉放时的水压力（基床上沉放时接触的瞬间，箱壁所受到的水压力最大）
6. 对箱格有抽水要求时的水压力
7. 使用期的箱内填料侧压力、波浪力、冰荷

（2）外壁计算图示

连续板中间会出现负弯矩

2. 底板计算

1、作用:(分项系数见表2-3-7)

①基床反力，底板自重力，箱格内填料垂直压力

②浮托力(对无掩护的海港应考虑波浪的浮托力)

2、计算图式

底板按四边固定板计算，外趾按悬臂板计算。

3、隔墙计算

隔墙与外壁的连接按轴心受拉构件计算，一般不进行强度计算，按构造配筋。注意施工时，相邻箱格应同步回填,\(\Delta\)<1m;若大于1m，尚应按受弯构件计算。

4、沉箱的浮游稳定性验算

1)物体浮游稳定原理几个概念:

重心:重力作用线通过的中心，C。

浮心:浮力作用线通过的中心，随物体水下部分形状而变化，W。

定倾中心:浮心运行轨迹的中心，M。

定倾半径:定倾中心到浮心W的距离，p。

定倾高度:定倾中心M到重心C的距离,m

三个状态:

m=p-a>0，重心在定倾中心下方，重力产生稳定力矩，稳定平衡。

m=p-a=0，重心与定倾中心重合,随遇平衡（临界状态)。

m=p-a<0，重心在定倾中心上方,重力产生倾覆力矩,不稳定。

2)定倾高度m

规范规定:

①近程浮运,m≥0.2m。

②远程浮运，当以块石和砂等固定物压载时,m≥0.4m;以液体压载时，m>0.5m。

5、沉箱吃水和干舷高度的验算

1)干舷高度验算

为了保证沉箱在溜放、漂浮、拖运时水不没顶，沉箱应有足够的干舷高度

计算式注意富余高度

2)沉箱吃水

为了保证沉箱能顺利下水,浮起，浮运，沉箱的吃水必须满足一定的条件,如:

①当沉箱采用台车溜放时，T必须小于小车顶以上的水深，\(H≥T+h_1+h_2\)

②当沉箱采用滑道下水时,T必须小于轨道顶以上的水深。

③浮运时，T必须小于航道水深。

④沉放时，T必须小于基床顶面水深。

⑤在船坞内制造时，T必须小于船坞水深。

注意:当沉箱吃水和干舷高度不满足要求时，可以不采用(或不全用）压舱方法保证沉箱的浮游稳定，而采用其它施工措施如起重船或浮筒吊护的方法，保证沉箱的浮游稳定。

扶壁码头的计算

计算内容，除重力式码头一般计算以外:

立板、肋板和底板的正截面受弯承载力和裂缝宽度;

肋板的斜截面承载力;

肋板与立板以及肋板与底板的连接处正截面受拉承载力强度

吊孔处的承载力。

1、立板计算

1)作用:土压力,地面使用荷载,剩余水压力,波吸力。

2）假定:

①立板不承受胸墙传来的外力,此外力全部由肋板承受;

②不考虑胸墙底宽对土压力的遮掩作用;

③除多肋护壁外,不考虑底板对立板的嵌固作用;

④一般取设计低水位时,水平力最大的组合。

3）计算图式

①单肋:按单宽悬臂板计算;

②双肋:按两端悬臂的简支板计算;

③多肋:同沉箱的外壁计算——因为这样子肋板就像隔板

2、底板计算

1)作用:基床反力,底板自重，底板上填料垂直压力和地面使用荷载。

基床反力的大小和分布:与计算水位、地面使用荷载、船舶荷载等有关，计算情况比较复杂，实际计算一般取设计低水位，按规范进行组合:

①无尾（翘尾）护壁:最大水平力+最大垂直力或最大水平力+最小垂直力两种组合;

②有尾护壁:最大水平力+最小垂直力或最小水平力+最大垂直力两种组合。

2)计算图式

内底板与尾板的计算图式同立板（单、双、多),趾板按悬臂板计算。

3、肋板计算

1)作用:立板计算所考虑的作用+胸墙传来的外力,如系缆力和力矩，胸墙上的土压力和力矩。

计算一般取设计低水位和相应的水平力最大的组合。

2)计算图示：

立板与肋板共同构成一个固定在底板上的T形断面的悬臂梁,因此,肋板按固定在底板上的变截面的T形梁计算，翼缘宽度按规范确定。

4、立板与肋板、肋板与底板的连接强度计算

近似按中心受拉计算

5. 吊孔设计

吊孔按预制件重力+底板与预制场地的粘结力或吊装时的冲击力计算,两者取大值计算配筋。

大直径圆筒码头

除一般重力式码头计算以外,尚应计算圆筒结构的内力和预制胸墙垫板的内力。

1、对一般计算应注意以下几点:

①圆筒后面主动土压力,近似按墙背为平面计算，\(\sigma =\varphi /3\);

②抗滑计算,取综合摩擦系数,f=0.65（同无底空心方块)

③抗倾计算(同无底空心方块)

基底应力按除应验算大面积应力外,还应验算前趾的局部应力，在大面积应力验算时,可取墙底计算宽度等于0.8\(D_R，D_R\)为圆筒底部的外轮廓宽度。

板桩码头

我国天然水深和地质条件好的岸线基本利用殆尽，剩余岸线多处于粉砂质和淤泥质地区——这些情况使得无法使用重力式码头。板桩码头结构能够充分发挥其节省天然岸线、施工工期短、工程造价低等优点，是此类地区优先选用的码头结构型式。

板桩码头的结构型式及特点

一、板桩码头的结构特点

1.工作原理;

由沉入地基的板桩墙和锚碗系统共同作用来维持其稳定性。

2.优点

结构简单,材料用量少,施工方便,速度快,可先打板桩后开挖港池，大量减少土方开挖，主要构件可预制。

3.缺点

耐久性不如重力式。施工中不能吃承受较大的波浪力。

4.适用条件

能沉入板桩的地区。过去多用于中小码头。

二、板桩码头的主要组成部分及其作用

1. 板桩墙

   是板桩码头的最基本的组成部分，是下部打入或沉入地基中的板桩所构成的连续墙,其作用是挡土并形成码头直立岸壁。（相当于一个悬臂板，所以末端挠度非常大。下面设置拉杆，从而减小跨中弯矩。）

2. 拉杆

   当码头较高时,墙后土压力较大，为了减小板桩的跨中弯矩(以减小板桩的厚度）和入土深度（如土深度决定板桩墙的受力）以及板桩墙顶端向水域方向的位移，应在适当位置设置拉杆,以传递水平荷载给锚碗结构。

3. 锚碇结构——承受拉杆拉力（因为码头不利的情况一定是往外的）

4. 导梁：连接板桩和拉杆的构件，拉杆穿过板桩固定在导梁上，使每根板桩均受拉杆的作用

5. 帽梁：帽梁作用相当于前面的胸墙，一般是现浇的。当水位差不大时，可将帽梁和导梁合二为一，成为胸墙。

6. 码头设备——便于船舶系靠和装卸作业

先打板桩后开挖港池:以减少挖填方量;

先开挖港池后打板桩:只有在泥面较高,施工水深不够（打桩船需要一定的水深）以及土壤较松软时，才先开挖，后打板桩。

板桩码头的结构型式

1、按板桩材料分

⑴木板桩码头:强度低，耐久性差，木材用量大,现在很少使用。

⑵钢筋（不锈钢）砼板桩码头:耐久性好，用钢量少，造价低，但强度有限，一般用于中小型码头。

(3钢板桩码头:强度高,重量轻，止水性好,施工方便，但易腐蚀,需采取防锈措施，耐久性较差,适用于建造水深较大的海港码头,特别多用于要求不透水的船坞坞墙、施工围堰和防渗围幕等工程中。

2、按锚碇系统分

(⑴无锚板桩——临时的、应急的，如岛礁登陆

结构简单，只有板桩墙和帽梁两部分。板桩呈悬臂工作状态，承载能力小,墙顶变形大，在码头中一般不用。

⑵有锚板桩

当墙高较大时，为了减小板桩的断面尺寸和桩顶位移，而设置拉杆和斜拉桩锚碗。

回顾：锚碇的作用

1.减小板的顶部的水平位移

2.减小板的厚度

从而

①单锚板桩——适用于墙高在6~10米以下的中小型码头

②双锚板桩

③多锚板桩

两个杆的不协调是最麻烦的

④斜拉板桩

3、按板桩墙结构分类

⑴普通板桩墙

由断面和长度均相同的板桩组成，其优点是板桩类型单一，施工方便

(⑵长短板桩结合

在普通板桩墙中，每隔一定距离，打入一根长板桩，这样既保证稳定,又降低造价。适用于土质条件较差,在较深处才有硬土层的情况。(这样子，一部分板桩（长桩）是主要用来受力，其它的是用来挡土)

(3主桩、板桩结合

将长桩的断面加大，成为主桩，以充分发挥长桩的作用，而将短桩的断面减小，成为辅桩，从而构成主桩板桩结合。适用同上。

(4)主桩挡板（套板）结合

与（3）不同的是，它是在主桩后面放置挡板或在主桩之间插放套板来挡土。墙后土压力直接作用在挡板（套板）上，最后全部传给主桩，主桩受力很大，因此适用于水深不大的情况，且要求先开挖港池，以便挡板（套板）的安放。

4、按施工方法分

(1)预制沉入板桩

(2)地下墙

①水下砼连续墙:

用钻机在地下开沟槽,用水下浇注砼方法（围堰排水或用初凝时间短的混凝土）形成连续墙

②预制板桩成槽沉放:

将预制的钢筋佐极桩双仕问槽内，板桩前后用低标号的水泥土浆填满。

板桩码头的构造

1. 矩形——形状简单、制作方便、沉桩容易、接缝容易处理。但抗弯能力差，费材料。其厚度应根据强度和抗裂要求由计算确定，宽度由打桩设备的龙口宽度（这个是标准化的）决定。

2. T形——翼板起挡土作用，肋起桩的作用

   板桩数量少，施工速度快,抗弯能力强;但T形板桩导向能力差，易偏位，通常采用水冲沉桩或振动沉桩设备，企口不严,须设置防漏措施。

   由于翼板只起挡土作用，其底部只须低于设计水底以下1～1.5m，且不小于冲刷深度。

   宽度:取决于施工设备的能力，如吊重、龙口宽度等，一般1.2～1.6m；厚度:取决于强度和抗裂验算;桩长:取决于“踢脚”（一个设置在板桩墙的底部的结构）稳定性和岸壁整体滑动稳定性。

3. 圆形——工程中一般采用的型式有两种，现场浇注排桩和预制管柱桩，前者同地下墙预制管柱桩:直径为50～300cm的预应力管柱桩，厚度为10 ～50cm，节长在10m内，在现场用法兰盘连接成需要的长度。

   特点：省材料，抗弯能力强（比矩形抗弯能力强，当然不如T形），可适应多种地质条件下施工，可打桩，可射水沉桩或振动沉桩，但需专门的预制场和专门的预制设备（离心机)。

4. 组合型：实际上是主桩板桩结合，适用于地质条件较差处，但构件类型多，施工麻烦，主桩受力较大，板桩受力小，受力不均匀。需要注意，因为现场施工时很容易丢了一个配件，而这个又很难弥补，所以施工麻烦。

板桩的立面和接缝

板桩的配筋

普通的用25#，预应力用35#，设计中应尽可能采用预应力，以增加抗裂性和耐久性。

受力筋：数量由计算确定，直径12mm，一般采用通长（在配筋长度内，钢筋直径不发生变化，尽量不搭接；相对于贯通）双面对称配筋

桩顶:为防止桩头被打碎，至少配置3～4层钢筋网;

箍筋:桩顶(尖）1m范围内要加密，@10cm，中间可采用@25～30cm。

钢板桩

咬合处是最大的缺点，因为咬合的地方建立最大。

封闭上不存在问题

z型和平板型都不用作倒滤，因为钢板桩会产生锈，形成密封层，密封性比较好。

2、钢板桩的锈蚀和防护

①改进钢材的化学成分,采用防腐蚀的钢种;

②物理保护，涂防锈油漆;

③化学保护，阴极保护，效果较好,但费用较高;

④增加板桩的厚度;

⑤尽量降低帽梁或胸墙的底标高，以减少锈蚀面积

锚碇结构

(一)锚碇板（墙)

1、受力原理

依靠其前面回填料的土抗力来承受拉杆拉力，承载能力较小，水平位移较大。

2、型式

⑴锚碇板:平板、T型、双向梯形

⑵锚碇墙:现浇钢筋砼连续墙,预制钢筋砼板，现场安装。

3、尺寸

⑴高度:由稳定计算确定，一般不宜小于埋置深度的1/3，常采用1.0～3.5m;

⑵厚度:由强度计算确定，15cm，常采用20~40cm;

(3)预留拉杆孔位置:作用在锚碇板(墙）上的土压力合力作用点重合。

4、回填及构造

⑴土质

锚碇板（墙）施工不需打桩设备，但必须开挖基坑和基槽,增加了开挖工程量并破坏了土的原状结构，为了充分利用墙前土抗力，墙后一般须换填力学性质好的填料（如北方的灰土夯实，南方的块石回填)

⑵构造

采用预制安装的锚碇板（墙），下面常用15～20cm厚的碎石铺垫。现浇锚碗墙,下面应浇注10～15cm的贫质砼垫层。

5、适用条件

码头后方场地宽敞，拉杆力不大时。

地震裂度8以上才考虑

开挖超深是不可避免的，因此作设计时要去预留要

(二)作用效应组合

设计板桩码头时，必须考虑持久状况、短暂状况和偶然状况,并按不同的极限状态和作用效应组合进行计算。

1、按承载能力极限状态设计的项目有:

①板桩墙“踢脚”稳定性;

②锚碗结构的稳定性;

③板桩码头的整体稳定性;

④桩的承载力;

⑤构件强度等。

板桩码头按承载能力极限状态设计时，所取水位和作用效应组合应按《板桩码头设计与施工规范》的规定选用持久组合、短暂组合和偶然组合，一个组合应考虑多种水位情况。如:

持久组合:应按设计高水位、设计低水位、极端低水位;

短暂组合:应按设计高、低水位或施工水位分别计算;

偶然组合:应按设计高、低水位分别计算,参见《抗震规范》;

设计时可针对某一计算内容，选取某一最不利水位进行计算(应作正确判断），如:板桩墙的强度及稳定性和拉杆力一般由设计低水位控制。

一般是低水位最不利

2、按正常使用极限状态设计

钢筋砼构件的裂缝宽度和抗裂验算。

虽然一般不用，但这个最简单，所以先看。

计算内容及计算工作状态

1、板桩墙计算内容

板桩墙的入土深度，板桩墙弯矩，拉杆拉力。

2、计算工作状态

一般采用板桩墙底端为弹性嵌固的工作状态，即第三种工作状态。当有下列几种情况时，也可采用自由支承状态，或介于两者之间的工作状态，即:

⑴板桩墙底端在地基中达不到弹性嵌固的工作状态;

⑵板桩采用钢板桩时，其材料强度有较多富裕;

(3板桩墙的刚度很大; (4)地基土质比较好。

计算方法

(1）弹性线法:仅适用于单锚板桩墙的弹性嵌固工作状态;但对于刚度较大的板桩墙(如现浇地下墙)，不宜采用弹性线法。

(2自由支撑法:仅适用于单锚板桩墙的自由工作状态;

(3)竖向弹性地基梁法:可适用于单锚和多锚板桩墙的任何工作状态。

建立各支撑点的变形方程 \[ x_0+\varphi _0h_i+\sum f_{ik}+\Delta _{i0}+\sigma _i=0 \]

\[ \varphi _0+\varphi _{10}+\sum \varphi_{ik}+\varphi _1=0 \]

在入土深度确定时，m法比弹性线法好，因为它反映了刚度的影响，也考虑锚碇点的位移（弹性线法假定锚碇点的位移为0），m法计算结果与原型试验值较吻合，m法适用性强

但一般前两种方法也会去使用，只要条件满足，因为前2种计算比较简单

其中，\(f_t\)是钢材出厂时就会给的。

锚碇板到板桩距离的确定

最佳距离 \[ L=H_0tg(45°-\varphi_1/2)+t_htg(45°+\varphi_2/2) \] \(H_0\)——前墙（板桩墙）主动破裂棱体的高度（m），采用弹性线法时取最大负弯矩点到码头地面的距离，采用竖向弹性地基梁法时取变形第一零点到码头地面的距离。

锚碇板的水平位移（最后会传递到板桩顶部）

高桩码头

高桩码头的结构型式及其特点

一、高桩码头的结构特点

1. 上部结构

   码头地面，将桩基连成整体，并把荷载通过桩基传给地基，安设各种码头。

2. 桩基

   支撑上部结构，并把作用在上部结构上的荷载传给地基，同时起到稳固地基的作用，有利于岸坡稳定(类似于要稳固边坡时往边坡上打桩)。

3. 挡土结构

前桩台：作成连续梁（受力复杂，整体性要求高）（水平方向受力）

后桩台：作成简支梁（受力简单（竖直方向），整体性要求低）

纵梁不一定要有：

1. 有门机、火车，则一定要有纵梁
2. 几乎不采用简支梁的结构

横梁截面

浮式码头

倒滤层的选材要因地制宜。

坡脚：常采用预制结构，如抛石棱体。总的来说就是要满足支撑坡身、防止水流淘刷地基的作用。

坡顶：防止坡道下滑，连接坡道与岸。

斜坡天然地有不足，船的柄骨容易碰到坡面

名词解释

填空题

选择题

简答题

综合问答题

计算题