2.4.10 变形缝的宽度宜采用20mm~30mm,变形缝应用弹性材料填充。
条文说明
2.4.1 导梁和帽梁合一的形式称为胸墙。这种形式一般在水位差不大的河口港采用,如上海黄浦江和天津海河沿岸的板桩码头。
2.4.2 预制钢筋混凝土导梁,在一些码头中采用过。采用这种导梁,板桩需隔几根作一根带牛腿的(安放导梁用)。因打板桩时很难把桩顶标高控制准确,给安装拉杆带来较大困难,故很少采用预制导梁,而用现浇导梁代替。
2.5 斜拉桩式板桩码头
2.5.1 斜拉桩式板桩码头中的板桩可采用钢筋混凝土板桩或钢板桩。板桩可采用垂直或8:1~10:1的斜度,但板桩外表面与设计水底的交点不宜超出码头前沿线。
2.5.2 斜拉桩式板桩码头中的拉桩宜采用钢桩,当无负摩擦情况下也可采用钢筋混凝土桩。钢筋混凝土桩宜采用方型或矩型截面;钢桩宜采用H型或圆管型截面。斜拉桩的斜度可采用3:1。
2.5.3 斜拉桩与板桩墙在顶部的连接可采用铰接或刚接。铰接适用于钢斜拉桩;刚接适用于钢筋混凝土斜拉桩。板桩墙与斜拉桩的连接宜采用现浇钢混凝土桩台,其宽度尽量小。
条文说明
2.5.1~2.5.3 系根据已建成的斜拉桩式板桩码头的实际情况,对这种结构的构造方面作出指导性的简述。这种结构中的板桩及斜拉桩,宜采用钢或钢筋混凝土(包括预应力混凝土)。在德国和日本普遍采用前者,在前苏联和我国二者兼有。板桩的截面选取及构造要求与单锚板桩相同。钢质斜拉桩通常采用H型或圆管型截面,斜拉桩在工作中受有较大的弯曲应力,对于受力较大、特别是墙后土层可能发生明显沉降者,宜采用钢材,当无负摩擦情况下也可采用钢筋混凝土桩(其截面多为方型)。斜拉桩的间距,在收集到的资料中,最小的仅1m,最大的达3.43m,以1.5m至3.0m者居多。斜拉桩的斜度,除德国多采用1:1外,日本、前苏联和我国几乎都采用3:1。有的文献指出,斜度不宜陡于3:1,否则会引起码头较大的位移。板桩墙与斜拉桩的连接可采用铰接或刚接。日本和德国常常采用前者以利于斜拉桩在连接处的应力状态,后者一般采用现浇钢筋混凝土帽梁的形式,其中板桩与斜拉桩的距离应尽量减小,以减小桩中的弯曲应力。
2.6 其 它
11
2.6.1 板桩码头前沿港池的挖泥,宜在码头后回填基本完成后进行。
2.6.2 板桩墙后的水下回填,宜采用砂、砾石、开山石和块石等透水性较好的材料。
2.6.3 板桩墙后的陆上回填,除采用砂、石材料外,也可采用无腐蚀性和无膨胀性的粘性土料,但不得采用具有腐蚀性的矿渣和炉渣,不宜采用易于粉碎的珊瑚礁。陆上填土应分层压实。
2.6.4 锚碇墙(板)前宜用承载力较大的密实材料换填,可采用块石或灰土,也可采用其它夯实或振实的土料。应考虑从换填料前土体内滑动的可能性,换填范围不宜过小。块石宜采取码砌或用碎石填充空隙。灰土应分层夯实。
2.6.5 对于地震基本烈度六度和六度以上的地震区,板桩墙与锚碇结构之间,不宜采用粉砂、细砂等易液化的材料回填,如原土层为易液化的土,应换填不液化土料并压实或振实。
2.6.6 板桩墙应在设计低水位附近预留排水孔。孔径的大小和孔的间距,应根据板桩墙前水位变化幅度、板桩墙的透水情况和墙后土质确定。除墙后回填块石的情况外,排水孔均应设置倒滤设施。
2.6.7 当码头水深较大时,为减小作用在板桩墙上的荷载,可采用在板桩墙后设置卸荷平台、遮帘桩或减压棱体等措施。
2.6.8 当板桩墙前冲刷严重时,宜采取护底措施。
2.6.9 板桩码头的端侧宜采用板桩翼墙封堵,在不能打板桩的近岸段,可采用其它合适的结构。
3.1 作用和作用效应组合
3.1.1 作用在板桩码头上的荷载可分为以下三类:
(1)永久作用:如由土体本身产生的主动土压力和板桩墙后的剩余水压力; (2)可变作用:如由码头地面上各种可变荷载产生的主动土压力、船舶荷载、施工荷载和波浪力等;
(3)偶然作用:如地震作用等。
3.1.2 设计板桩码头时应考虑以下三种设计状况:
(1)持久状况:在结构使用期,分别按承载能力极限状态和正常使用极限状态设计;
(2)短暂状况:施工期、检修期等,按承载能力极限状态设计,必要时,同时按正常使用极限状态设计;
(3)偶然状况:在使用期遭受地震作用等偶然作用时,仅按承载能力极限状态设计。
3.1.3 板桩墙的“踢脚”稳定性、锚碇结构的稳定性、板桩码头的整体稳定性、桩的承载力和构件强度等应按承载能力极限状态设计。
12
3.1.4板桩码头中钢筋混凝土构件的裂缝宽度和抗裂应按正常使用极限状态设计。计算时应遵守现行行业标准《港口工程混凝土结构设计规范》(JTJ267)的有关规定。综合准永久值系数应采用0.85。
3.1.5 板桩码头承载能力极限状态设计时,所取水位及作用效应组合应按下列规定采用。
3.1.5.1 持久组合,计算水位分别采用设计高水位、设计低水位和极端低水位;永久作用包括土体本身产生的主动土压力和墙后剩余水压力;可变作用有码头地面可变荷载产生的主动土压力、船舶系缆力和波吸力等,其中产生作用效应设计值最大者为主导可变作用,其余为非主导可变作用。 注:①不考虑波浪对墙后水位的影响;
②当系船柱块体单独设置锚碇系统时,计算板桩樯时不考虑系缆力; ③码头地面使用荷载应按最不利位置布置。
3.1.5.2 短暂组合,计算水位相应采用设计高水位、设计低水位或施工水位。设计时可考虑以下几种工况:
(1)施工期,板桩墙已做好,锚锭系统尚不能发挥作用,此时墙后土体本身产生的主动土压力为永久作用;
(2)施工期,墙后部分回填,遭受波浪作用,此时,墙后土体本身产生的主动土压力为永久作用,墙前波浪力为可变作用;
3.1.5.3 偶然组合,计算水位按现行行业标准《水运工程抗震设计规范》(JTJ225)中规定采用。
3.1.6 计算板桩码头中所有钢筋混凝土和预应力钢筋混凝土的构件强度时,作用效应设计值可按有关作用标准值计算的作用效应乘综合分项系数确定。综合分项系数应用1.40。
条文说明
3.1.1 本规范根据现行国家标准《港口工程结构可靠度设计统一标准》
(GB50158)(以下简称《统标》)采用以分项系数表达的概率极根状态设计法。 3.1.2 结构在施工、使用期间环境条件均不相同,受力类型和大小不同,破坏时影响大小不同,因此必须针对不同状况进行设计。《统标》根据持续时间的长短和出现概率的高低,规定了持久、短暂和偶然三种设计状况。持久状况是最基本的,是指贯穿结构整个使用期的,其可靠度应高于短暂和偶然状况,反映在作用的取值及各分项系数的取值上。
13
3.1.3~3.1.4 按《统标》规定,分别列出板桩码头应按承载能力极限状态及正常使用极限状态计算和验算的项目。按承载能力极限状态设计时,永久作用和可变作用均取标准值;按正常使用极限状态设计时,永久作用取标准值,可变作用按长期效应组合。根据板桩码头的特点,建议采用综合准永久值系数为0.85。 3.1.5 承载能力极限状态设计所考虑的三种作用效应组合与《统标》中的规定一致,除永久作用和可变作用参与组合外,并相应地规定了所采用的计算水位。 3.1.6 主动土压力荷载是作用在板桩码头上的主要永久作用和可变作用,有时尚应考虑剩余水压力。主动土压力分项系数均为1.35,剩余水压力分项系数为1.05。
目前,有关板桩墙的内力(弯矩)和拉杆力的可靠度分析尚不成熟,是一项待研究的课题。本规范采用以下过渡方法:在计算板桩墙的弯矩和拉杆力时,作用和抗力(被动土压力)均取标准值,其设计值可采用求算出的标准值乘综合分项系数。按上述所列各作用的主次排列,经校准验算,综合分项系数取为1.40。
3.2 剩余水压力和土压力
3.2.1 计算剩余水压力所采用的剩余水头与潮位变化、板桩墙排水性能、回填土和地基土的渗透性能等因素有关,可根据对附近类似建筑物后的地下水位的调查或观测确定,当无此条件时,可根据经验按以下原则确定:
(1)对于海港的钢筋混凝土板桩码头,当板桩墙设置排水孔,并且墙后回填粗于细砂颗粒的材料时,可不考虑剩余水头;
(2)对于海港的钢板桩码头、地下墙式板桩码头及墙后回填细颗粒材料(包括细砂和比细砂颗粒更细的材料)的钢筋混凝土板桩码头,剩余水头可采用1/3~1/2平均潮差。
注:对于设计高水位计算情况,可不考虑剩余水头。
3.2.2 剩余水压力的分布可按图3.2.2采用。
14
3.2.3 当地面为水平面,墙背为垂直面时,由土体本身产生的主动土压力水平强度标准值和由码头地面均布荷载作用产生的主动土压力水平强度标准值可按下列公式计算:
(3.2.3-1)
(3.2.3-2)
(3.2.3-3)
式中 eax——由土体本身产生的主动土压力水平强度标准值(kN/m2),当 零;
γi——计算面以上各土层的重度(kN/m3); h1——计算面以上各土层的厚度(m); Ka——计算土层土的主动土压力系数; δ——计算土层土与墙面间的摩擦角( ); c——计算土层土的粘聚力(kN/m2); φ——计算土层土的内摩擦角( );
为
15