离岸深水码头新型结构型式

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5.深水板桩码头新结构关键技术研究与应用.docx

2017年国家科学技术进步奖推荐项目公示一、项目名称：深水板桩码头新结构关键技术研究与应用二、推荐单位意见该项目开发了“半遮帘式”、“全遮帘式”、“分离卸荷式”和“带肋板的分离卸荷式”4种板桩码头新结构，将我国板桩码头的建设水平从3.5万吨级提升至20万吨级，建成了世界上最大吨级的板桩码头；建立了板桩码头新结构的设计理论和计算模型，提出了板桩结构新的极限土压力计算方法和公式，开发了遮帘效应和卸荷效应的分析方法；开发了板桩码头5大新技术，包括：板桩码头数值分析软件与平台、板桩码头离心模拟技术、板桩码头监测技术、板桩码头抗震技术、板桩码头施工成套技术，解决了板桩码头新结构的设计和施工关键技术难题。

目前利用新结构已在唐山港京唐港区和曹妃甸港区建成57个5~20万吨级板桩码头深水泊位，码头岸线达14.7公里，年通过能力2.58亿吨。

除唐山港外，新结构已推广应用到江苏盐城滨海港等地区的港口建设。

研究成果在引领港口大型化、深水化发展的同时，促进港口产业全面升级，社会效益和经济效益显著。

获省部级科技进步特等奖1项，一等奖2项，二等级2项，出版专著4本，核心技术编入3部标准规范，获得专利27项，培养了全国优秀科技工作者，江苏省“333”工程中青年科技领军人才，河北省“333”人才，水利部“5151人才”、交通青年科技英才、天津市规划设计大师、天津市“131”人才各1名及一大批高素质技术人才。

推荐该项目为国家科学技术进步奖一等奖。

三、项目简介码头泊位是港口建设的核心，相比同级别的重力式和高桩承台式码头结构，板桩码头具有岸线资源省、工程投资低、施工工期短等优点，是粉砂质海岸地区优先选用的码头结构型式。

据不完全统计，建国60多年来，我国建设的板桩码头近300多个泊位，其中200多个泊位是中小型码头，占85%以上。

上世纪末在唐山港京唐港区建成3.5万吨级的地连墙式板桩码头，成为2000年之前全国最大吨位的板桩码头，多年来板桩结构基本上是用于中小型码头的建设。

离岸深水港岩基浅埋轻型结构码头建造技术

２ＣＣｔｒｎｐｒｔｎＣｎｕｔｔＣ．ｔ．Ｂｉｎ００７Ｃｉａ．ＣＣＷａｒａｓｏａｏｏｓｌｎｓｏ，ｄ，ｅｉｇ１００，ｈｎ）ｅＴｔｉａＬｊ
ＡｂｔａｔＴｉｐｐｒｎｒｄｃｓｈｉｎｖｔｎａｈｅｅｎｓｏｅｓｂｅｔ “ｈｅｅｒｈ０ｅｓｒｃ：ｈｓａｅｔｕｅｅｍａｎｉｏａｉｃｉｖｍｅｔｆｈｕｊｃｔｅｒｓａｃｎｔｉｏｔｎｏｔｈ
是国内、国际交往的重要枢纽，对岩基浅埋型海
式钢管桁架主体结构、下部嵌岩结构及相关附属
结构，见图１。源自岸的新型轻型结构码头的需求十分迫切。在此背
景下，中交水运规划设计院有限公司和大连理工大学等单位联合承担了国家８３６课题 “ 离岸深水港岩基浅埋轻型结构码头建造技术研究 ”，该课题研究成果解决了传统码头结构难以向外海、深水
Ｃｏｓｒｔｏｅｈｎｑｓｏｇ－ｓｒｔｅｔｒｉｌｏｆｓｒｅｗａｅｎｄｎｔｕｃｉｎｔｃｉｕｅｆｌｈｔｔｕｃｕｒｅｍｎａｒｏｆｈｏｅｄｅｐｔｒａｉｆｓａｌｗｌｕｒｅｏｋｆｕｎｔｏｈｌｏｙｂｉｄｒｃｏｄａｉｎ
８３题 “ ６课离岸深水港岩基浅埋轻型结构码头建造技术研究”取得的主要创新成果，并对需进一步开展的研究提出了建
关键词：离岸深水；岩基浅埋；轻型结构中图分类号：Ｕ６６１５．２＋文献标志码：Ａ文章编码：１０ — ９２２１）００ — ６０２４７（０１－１６０１１

离岸深水码头全直桩结构分析的开题报告

离岸深水码头全直桩结构分析的开题报告开题报告题目：离岸深水码头全直桩结构分析一、选题背景离岸深水码头是指建在海水深度较深的海域，提供满足超大型船舶靠泊、物资供应、集装箱装卸等功能的码头。

全直桩结构是一种常用的离岸深水码头结构形式，其具有稳定性、抗侧力、抗冲击力强等特点，适用于大型船舶的靠泊和起重作业。

因此，全直桩结构在离岸深水码头工程中应用广泛。

然而，在海上环境下，全直桩结构受到海浪、水流、海洋动力作用等多种因素的影响，结构的抗风、抗波能力是评估设计方案优劣的重要因素。

因此，对离岸深水码头全直桩结构进行分析和优化设计，具有很高的工程实用价值。

二、选题目的本研究旨在对离岸深水码头全直桩结构进行建模仿真分析，研究结构的受力特性、抗风、抗波能力，并优化结构设计，提高结构的稳定性和安全性。

具体研究内容包括：1. 建立离岸深水码头全直桩结构的有限元模型，并考虑海水流动和风载荷的影响；2. 分析全直桩结构在海浪、水流作用下的受力情况，研究结构的变形、振动和承载能力；3. 通过模拟不同的海洋环境条件，评估全直桩结构的抗风、抗波能力，并对结构进行合理优化；4. 通过对比分析，得出结论并提出优化设计方案。

三、研究方法本研究采用有限元方法进行离岸深水码头全直桩结构的建模仿真分析，利用ANSYS软件对结构进行静力、动力分析，研究结构的受力特性和抗风、抗波能力。

具体步骤包括：1. 根据离岸深水码头全直桩结构的实际情况，建立有限元模型，并考虑海水流动和风载荷的作用；2. 进行边界条件、材料参数等设置，对结构进行静力分析，得出结构的受力情况；3. 进行动力分析，模拟不同的海洋环境条件，包括海浪、水流等，评估全直桩结构在不同环境下的抗风、抗波能力；4. 对比不同模型设计方案，进行结构优化，并通过模拟仿真验证优化效果。

四、研究意义离岸深水码头是国家海洋发展战略的重要组成部分，其结构的安全稳定性对于保障海洋经济建设和航运运输的安全起着关键性作用。

大型离岸深水导管架码头结构选型

大型离岸深水导管架码头结构选型刘文白;冯基芳【摘要】为适应港口大型化深水化的发展,实现适用于-20～-30 m水深海域的导管架式集装箱码头结构的位移和极限承载力计算分析和选型研究,通过分析结构内力和变形特征,对结构进行层间高度、去掉横撑、增加斜撑横截面厚度(外径或内径不变)和面积(厚度不变且增大半径)等一系列调整.比较分析不同调整方案对结构总体刚度及其极限承栽力的影响.结果表明,从上往下增大导管架层间高度有利于提高结构总体刚度;去掉横撑对结构的总体刚度影响不大;在耗钢量相等的情况下.增大截面面积的方案对总体刚度的提高最大,但对极限承载力的提高不及增大截面厚度的方案,建议采用9腿柱导管架、X型斜撑、层高从上往下逐渐增大的结构单元,并采用增加截面厚度、外径不变的方法代替横撑,在耗钢量相等的情况下可提高结构总体刚度和极限承载力.【期刊名称】《计算机辅助工程》【年(卷),期】2010(019)002【总页数】6页(P26-31)【关键词】深水码头;导管架;总体刚度;极限承载力;Abaqus【作者】刘文白;冯基芳【作者单位】上海海事大学海洋环境与工程学院,上海,201306;上海海事大学海洋环境与工程学院,上海,201306【正文语种】中文【中图分类】U652.7;TU311.41;TB1150 引言随着世界经济贸易的发展，港口吞吐量逐年增加，船舶的大型化和专业化发展趋势使得港口建设逐渐向离岸化、深水化、大型化和专业化发展，因此建设现代化的离岸深水码头对开发我国宝贵深水岸线资源、解决沿海港口通过能力不足和适应大型深水专业化泊位具有重要的经济和战略意义.我国对深水码头结构的研究和应用起步较晚，目前主要有斜桩墩式、沉箱墩式、斜桩排架式和沉箱重力式等以重力式和普通高桩结构为主的结构形式.重力式结构依靠自身重量维持稳定性，随着码头水深的增加，造价急剧增加，与水深的立方基本成正比，并且外海深水海域浪大、流急、海上作业天数很少，给重力式结构施工带来极大困难.相比之下，国外大型开敞式码头结构形式较多，主要有复合结构、导管架结构和全直桩结构等，其受力合理、施工速度快、造价低.［1］导管架结构为钢管焊接的塔架，其主体结构在岸上预制好后运到现场就位，通过套管打入钢管桩，将其固定在海底，最后在套管内灌注混凝土，将套管与桩连接成整体.该结构具有整体性好、承载力大、抗风浪性能好及便于施工的特点.近年来，船舶向大型化发展趋势十分明显.为适应大型船舶的靠泊要求，分析导管架码头结构的层间高度、有无横撑和斜撑厚度，对提高结构总体刚度和极限承载力的影响以及适合-20～-30 m水深海域的导管架码头结构选型研究日趋重要.［2］1 导管架码头结构选型1.1 导管架结构的一般形式为了适应不同使用要求、环境条件、水深和地质条件，可采用不同形式的导管架.导管架的主要构件是腿柱，按腿柱数可分为3腿柱、4腿柱、8腿柱和9腿柱等导管架结构，本文根据码头结构特点选择9腿柱导管架结构(以下简称9导管).1.2 导管架结构的撑杆布置目前常见的导管架主要有X型、宝石型、倒K型、K型和对角型等5种斜撑布置形式，见图1.在相同条件下，X型导管架极限承载力最大，且在底层受压斜撑失效后，内力重新分布，X型平台的承载能力略呈上升趋势.［3］因此X型导管架相对于其他4种形式，在提高极限承载能力方面是最好的选择.图1 常见的5种导管架1.3 导管架结构优选方法导管架码头结构的优选涉及多层次和多因素，本文主要从重量、极限承载能力和结构总体刚度3个方面对结构进行优选.［4-5］(1)重量:重量越小方案越优.(2)可靠度:可靠度越大方案越优，主要通过储备强度因数判断，其表达式为(3)刚度:位移越小方案越优.导管架结构优选的方法是通过Abaqus进行建模及结构总体静力分析，对结构进行变动层高、增减横撑、增加斜撑横截面厚度(外径不变)、增加斜撑外径(厚度不变)及改变导管斜度等一系列结构调整，比较分析不同方案对导管架结构刚度及其实际极限承载力的影响，从而优选出结构方案.［6］2 有限元计算模型导管架码头结构由多品导管架单元并排连接而成，见图2.图2 导管架码头结构有限元模型截图每品结构单元见图3，采用单层甲板、9导管和X型斜撑结构形式.每品结构单元的甲板面积为30 m×30 m，总高度为32 m，层间高度自上往下分别为5 m，8 m，9 m和10 m，面海侧导管竖直，背海侧导管斜度为1∶8，结构单元的侧面斜度为1∶16，其有限元模型采用Abaqus中1次梁单元B31，单元尺寸为0.5 m.平台上部甲板以刚性体形式进行简化，设其甲板中心点为参考点(RP)，通过RP将载荷加到甲板上，RP及坐标方向见图3.［7］图3 导管架码头单元导管架结构构件均为钢管，钢材材料属性见表1，所采用的构件截面属性参数见表2.在计算中考虑材料塑性硬化的影响，表3列出材料的真实应力与塑性应变关系数据.表1 钢材材料属性杨氏模量/Pa 泊松比密度/(kg·m-1)2.1×1011 0.3 7 800表2 构件截面属性参数构件截面形式截面尺寸D×t/mm2 1 000×25横撑钢管腿柱钢管600×12斜撑钢管600×12表3 材料真实应力与塑性应变关系数据真实应力/(108Pa)300 350 375 394 400真实塑性应变0 0.025 0.100 0.200 0.3503 边界条件及载荷3.1 边界条件目前主要有固定支座、弹性支座和基桩支座等3 种等效模型［8］，但这 3 种模型各有不足［9］.根据文献［10］的规定，将导管架的下部模拟为一刚性固定端，即U1=0，U2=0，U3=0，UR1=0，UR2=0，UR3=0.3.2 载荷载荷包括:(1)导管架结构的自重力;(2)上部载荷.由于研究对象是下部导管架，所以在建模时忽略码头上部组块并转换为力的形式作用在RP上;(3)波流载荷、风载荷和冰载荷［11］;(4)船舶载荷，主要包括系缆力、挤靠力和撞击力.［12］由于研究的是导管架码头结构的最不利受力情况，因此不考虑接岸结构对导管架结构的固定作用.以上载荷可归结为水平载荷、竖向载荷和弯矩载荷.对于码头结构，与船舶大小有最直接关系的主要是水平载荷，因此把作用在y方向上单位水平载荷Fy=5 000kN作为单位载荷的形式，并将其按倍数增加对导管架结构进行计算分析，而作用在y方向上的单位弯矩M=1×104kN·m和竖向载荷Fz=5 000 kN则以常力的形式加到刚性RP上.3.3 载荷因数λ的确定应用求导管架平台极限承载力的概念，将单位水平载荷乘以λ，计算在不同λ值下RP的线位移.控制结构极限承载力的方法有载荷控制法和位移控制法.前者指当载荷—位移曲线呈水平状况时，结构承载力已经达到极限，程序运算结束［13］;后者指当选中的节点位移超过某给定值时，程序运算中止.先用载荷控制法确定λ的范围，然后采用位移控制法的概念，取一定位移值作为导管架码头结构的极限位移，同时确定对应的λ值.对λ分别取1到18，得出在不同λ的情况下，甲板RP即节点7891在y方向上的线位移U2值.经过程序运行发现，当λ=18时，程序计算结束，计算结果见表4，并可得甲板刚性RP在x方向的U2值与λ的数据点折线图，见图4.由图4和Abaqus中的计算监控过程可知，当λ≤15时，导管架码头结构变形还处于弹性阶段，当λ＞15时导管架码头结构变形开始进入塑性阶段，当λ=18时程序计算结束，导管架码头结构被破坏.表4 不同λ下甲板RP的U2值注:*表示当λ=18时程序计算结束.λ U2/cm λU2/cm 1-0.074 0 10 5.965 2 2-0.091 0 11 6.830 3 3 0.082 2 12 7.695 5 40.774 3 13 8.560 6 5 1.639 5 14 9.426 1 6 2.504 6 15 10.300 0 7 3.369 8 16 12.163 1 8 4.234 9 9 5.100 0 17 13.527 3 18*图4 RP位移U2-λ曲线4 导管架码头结构分析图3中导管架码头结构单元的主要调整对象有导管构件和连接导管的支撑构件，本文主要调整支撑构件.对X型斜撑结构的支撑构件调整方法一般有2种:(1)调整X型支撑的夹角，(2)调整支撑构件的横截面面积.另外，在许多实际工程中，结构中有横撑构件，但从构造上，X型斜撑可以加强导管架平台结构的连贯性和整体性.因此，研究横撑在结构中的作用也很有必要.［14-15］先以单位载荷对X型导管架平台结构进行总体静力计算，分析其受力分布情况，在此基础上计算分析其结构展开内力和变形，然后对X型导管架平台结构进行一系列调整并对结构极限承载力和位移作比较，有如下方案:方案1，调整层间高度的3种结构方案;方案2，去掉横撑的2种结构方案;方案3a，调整斜撑横截面厚度(外径不变)的9种结构方案;方案3b，调整斜撑横截面厚度(内径不变)的9种结构方案;方案3c，调整斜撑横截面内外径(厚度不变)的20种结构方案.方案1针对X型支撑夹角进行调整，方案3a，3b和3c针对X型斜撑横截面面积进行调整.4.1 调整层间高度由上往下调整层间距离分别为5 m，9 m，9 m，9 m和5 m，10 m，9 m，8 m.导管架码头结构RP在y方向上的U2值见图5.图5 调整层间高度的U2值对比由图5可知，在λ≤15时层间高度对导管架的刚度影响并不明显，但当λ＞15时，导管架层间高度从上往下增大时RP位移最小，层间高度相等的结构次之，层间高度从上往下减小的结构RP位移最大.因此，层间高度从上往下增大比较有利于结构总体刚度的提高.4.2 有无横撑结构的比较去掉导管架结构每层加的横撑，求出在λ=15的情况下，导管架甲板RP的位移为10.422 7 cm，比调整前仅增加1.19%.再在分析模型中建立2条path(见图 6)，分别为 path-1u:6，32，41，80，89(导管A 上4 个刚节点);path-2u:12，19，26，45，81(导管 B上4个刚节点).path-1u和path-2u中各刚节点分别对应有横撑导管架path-1和path-2中的各刚节点，对比2组path的形式，见图7和8，可知在λ=15时路径上刚节点的位移有横撑时比去掉横撑稍小，但影响并不明显.图6 path对应刚节点编号图7 path-1与path-1u的U2值对比图8 path-2与path-2u的U2值对比由图9知，当λ＞15时，有横撑导管架结构位移明显小于无横撑导管架结构.显然，有横撑时导管架结构在y方向上的线位移总体减小，但减小幅度不是很大，而反映结构的总体刚度比无横撑时大.图9 RP在y方向上的U2值对比4.3 调整斜撑横截面面积的比较经过分析得知去掉横撑对结构刚度影响不大，因此选择无横撑导管架结构并调整其斜撑横截面面积，调整方案有3种:方案3a为斜撑外径不变，增大厚度;方案3b为斜撑内径不变，增大厚度;方案3c为改变斜撑半径，厚度不变.(1)方案3a.外径D不变，将厚度d由12 mm逐步增加到20 mm，增幅为1 mm.求出λ=15时RP在y方向上的U2值.经过Abaqus运算，甲板RP在y方向上的U2值计算结果见表5，Δm为增加的钢材用量.(2)方案3b.内径x不变，将 d由12 mm逐步增加到20 mm，增幅为1 mm，求出λ=15时RP在y方向上的U2值，见表6.(3)方案3c.d不变，将外径由300 mm逐步增加到500 mm，增幅为10 mm.求出λ=15时RP在y方向上的U2值，见表7.由以上3种方案得出位移与钢材增量关系，见图10.3种调整措施对减小RP在y方向上线位移的效果基本一样，但相对而言，在一定的λ下(如λ=15)，钢材增量相同，方案3c位移最小故总体刚度最大，其次分别是方案3b和3a.表5 斜撑外径不变增大d所对应的U2值d/mm U2/cm Δm/t 12 10.422 70 013 9.808 53 22.979 69 14 9.278 40 146.040 92 15 8.816 55 69.183 78 168.409 96 92.398 06 17 8.048 80 115.683 80 18 7.725 95 115.683 80 197.435 29 115.683 80 20 7.127 10 186.010 30表6 斜撑内径不变增大d所对应的U2值d/mm U2/cm Δm/t 12 10.422 700 0 13 9.833 670 21.989 90 14 9.325 400 43.898 06 15 8.882 680 65.724 59 16 8.493 180 87.500 10 17 8.147 440 109.183 80 18 7.838 360 130.796 00 19 7.560 290 152.326 60 20 7.308 720 173.775 60表7 斜撑厚度不变增大半径所对应的U2值r/mm U2/cm Δm/t r/mm U2/cm Δm/t 310 10.160 80 9.173 571 410 8.222 59 100.959 300 320 9.914 80 18.357 240 420 8.077 41 110.143 000 330 9.683 05 27.530 710 430 7.938 60 119.316 400 340 9.464 36 36.714 390 440 7.805 72 128.500 100 350 9.257 84 45.887 860 450 7.678 4 137.673 600 360 9.062 30 55.071 530 460 7.556 27 146.857 200 370 8.877 14 64.255 200 470 7.439 00 156.030 700 380 8.712 60 73.428 670 480 7.326 29 165.214 400 390 8.533 97 82.602 140 490 7.217 84 174.387 900 390 8.533 97 82.602 140 500 7.113 44 183.571 500图10 U2与Δm关系4.4 加横撑和调整斜撑厚度的比较(1)刚度比较.为了便于比较，取各方案增加的钢材量等于方案1(加横撑)所增加的钢材量为83.5 t，λ=15.经过运算，各方案RP的U2值见表8，方案3c在y方向上的U2值最小.因此，方案3c刚度最大.表8 方案1，3a，3b和3c对应的U2值方案结构调整措施λ 调整前y方向上的U2/cm U2/cm Δm/t 1 加横撑，材料属性同原斜撑15 10.422 7 10.299 00 83.5 3a所有斜撑截面厚度增加3.82 mm，外径不变15 10.422 7 8.559 81 83.5 3b 所有斜撑截面厚度增加3.62 mm，内径不变15 10.422 7 8.558 62 83.5 3c所有斜撑厚度不变，外径由0.6 m变成0.782 m 15 10.422 7 8.517 68 83.5(2)极限承载力比较.由前面可知，导管架的3种结构调整措施在λ=15时，方案3a 比方案1更有优势，方案3b比方案3a好，方案3c比方案3b更好.对这3种措施的结构分别进行运算，通过比较各自结构实际极限承载力的大小进行优选，计算结果见表9，可知方案3a和方案3b结构极限承载力最大(λ=20)，且3b方案的RP在y方向上的U2值比方案3a略小.因此，增大斜撑外径对提高结构的实际极限承载力较其他几种方案更有利.表9 方案1，3a，3b和3c对应的λ值注:*表示程序计算结束.λ U2/cm方案1 方案3a 方案3b 方案3c 15 0.102 999 0.085 598 1 0.085 586 2 0.103 000 0 16 0.130 739 0.100 476 0 0.100 461 0 0.134 488 0 17 12.310 000 0.118 129 0 0.118 102 0 0.151 422 0 18 16.410 000 0.130 289 0 0.130 621 0*19 *0.147 868 0 0.147 651 0 20 0.160 539 0 0.160 469 0 21**5 结论和建议应用总体静力计算方法，分析导管架码头结构在单位载荷作用下的结构内力和变形特征，并通过计算确定合理的λ用于结构优选研究，然后对导管架码头结构进行一系列调整，包括层间高度、去掉横撑、调整斜撑横截面厚度(分别为外径不变和内径不变)或面积(厚度不变增大半径)，通过比较研究得出如下结论.(1)在λ≤15时层间高度对导管架的刚度影响并不明显，但当λ＞15时从上往下增大层间高度有利于导管架平台结构总体刚度显著提高;(2)去掉横撑后结构的总体刚度有所减小，但减小幅度不大;(3)对导管架结构的斜撑横截面调整的3种方案对减小RP在y方向上的U2值的影响基本一样，但相对而言，在一定载荷因数下(如λ=15)，随着耗钢量的增加，对于厚度不变增大半径的方案，RP位移增幅最小;(4)在一定载荷因数(如λ=15)且耗钢量增量相同(如增加83.5 t)的情况下，对于斜撑厚度不变增大半径方案，刚度最大，另外2种调整斜撑厚度方案次之，加横撑方案刚度最小;(5)钢材增量相同(如增加83.5 t)的情况下，对于增加厚度外径或内径不变的方案，极限承载力最大，相比之下内径不变方案的刚度略高于外径不变方案，但外径不变方案有利于减小波浪力作用.加横撑和厚度不变增大半径方案的极限承载力明显低于前两者，并且还会加大波浪力作用.但需要注意的是，直径和壁厚之比应按美国石油协会规定控制在合适范围内，以保证杆件的局部稳定性.从资源节约和结构受力合理的角度考虑，建议深水导管架码头结构每品单元采用9导管X型斜撑导管架结构，层高应从上往下逐渐增大.在实际设计中，建议去掉横撑，在局部稳定性允许的情况下，采用外径不变增加斜撑横截面厚度的方法提高结构总体刚度和极限承载力.参考文献:【相关文献】［1］张志明.我国沿海深水港口建设技术进展和面临的重大技术问题［J］.水运工程，2006(10):31-37.［2］赵石峰，陈廷国，丁永和.大型开敞式深水码头导管架结构管节点的疲劳分析［J］.水运工程，2008(11):81-85.［3］邵炎林，何炎平，关宇.构造形式对导管架平台极限承载力的影响［J］.中国海洋平台，2005(4):29-32.［4］王文明，张世联.导管架平台极限承载力的有限元解法［J］.中国海洋平台，2006，21(5):27-33.［5］王国兴.导管架海洋平台结构优化设计研究［D］.大连:大连理工大学，2003.［6］ American Petroleum Institute.2A-WSD-S2 Recommended practice for planning，designing and constructing fixed offshore platforms-working stress design［S］.6th ed，1986.［7］谭也平.有限元前处理系统的图形集成实现［J］.计算机辅助工程，2000，9(1):53-58.［8］罗传信，王柳君，唐红英，等.海洋桩基平台［M］.天津:天津大学出版社，1988:20-24. ［9］王东军.导管架平台结构分析模型化及疲劳断裂性能研究［D］.大连:大连理工大学，2005. ［10］海上固定平台入级与建造规范［S］.中国船级社，1992.［11］竺艳蓉.海洋工程波浪力学［M］.天津:天津大学出版社:103-111.［12］ JTJ 215—1998 港口工程荷载规范［S］.［13］石亦平，周玉蓉.Abaqus有限元分析实例详解［M］.北京:机械工业出版社，2006:93-98. ［14］刘文白，李才志.近海风力发电导管架平台结构分析［J］.计算机辅助工程，2008，17(4):55-59.［15］李飞.沉入式直径圆筒结构倾覆转动点数值分析［J］.计算机辅助工程，2009，18(1):51-55.。

20万吨级深水板桩码头结构开发

ｍｏｄｅｒｎｉｚａｔｉｏｎ．ＴｈｅｌａｔｅｒａｌｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｏｆｒｏｆｎｔＷａｌ１ａｎｄａｎｃｈｏｒｗａｌｌｉｓａｎａｌｙｚｅｄｂｙｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｌｍｏｄｅｌｔｅｓｔ，ｗｉｔｈｗｈｉｃｈｔｈｅｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙａｎｄＳｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｉｓｎｅｗｗｈａｒｆｓｔｒｕｃｔｕｒｅｒｅａｔｅｓｔｅｄａｎｄｖｅｌｆｉｉｅｄ．Ｔｈｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｌｅｖｅｌｏｆｓｈｅｅｔ－ｐｉｌｅｗｈａｒｆｆｒｏｍ１０００００一ｔｏｎｎａｇｅｔｏ２０００００一ｔｏｎｎａｇｅａｔｈｏｍｅａｎｄａｂｒｏａｄｉｓａｃｈｉｅｖｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｏｒｔ；ｓｈｅｅｔ — — ｐｉｌｅｗｈａｒｆ；ｓｅｐｒａａｔｅｄｒｅｌｉｅｖｉｎｇｐｌａｔｆｏｒｍ；ｓｔｕｃｒｔｕｒａｌｎａａｌｙｓｉｓ；
中小型码头的建设。
基金项目：国家高技术研究发展ｉｔ￣ＪＴ（８６３计划）课题（２０１２ＡＡ１１２５１０），中央级公益性科研院所基本科研业务费专项（Ｙ３１５０１０）
・
４・
港口科技・中国港口协会科学技术奖优秀成果近１０年来，中交第一航务工程勘察设计院有限公司、南京水利科学研究院和唐山港口实业集团有限公司等单位组成联合攻关团队，先后开发出半遮帘、全遮帘和分离卸荷式深水板桩码头新结构，形成１０万吨级深水板桩码头成套技术，并在唐山港京唐港区和曹妃甸港区成功应用，目前

我国码头新结构型式综述

我国码头新结构型式综述雍新;史宏达【摘要】对我国近些年出现的几种新型码头结构进行了分析和综述.导管架码头结构型式是一种新型的结构型式,结构的整体刚度大、水平变位小、透空性好、波浪反射小,在开敞式环境下可适当降低码头面高程；椭圆沉箱墩式结构解决前后不均匀沉降的问题,提高了结构的整体稳定性；内河架空直立墩式结构对大水位差适应能力强,结构紧凑,对水流穿行影响小,装卸作业时泊稳条件好,是内河航道未来的发展方向.【期刊名称】《海岸工程》【年(卷),期】2013(032)001【总页数】9页(P35-43)【关键词】码头新型结构;嵌岩导管架结构;椭圆沉箱墩式结构;内河架空直立式【作者】雍新;史宏达【作者单位】中国海洋大学工程学院,山东青岛266100【正文语种】中文【中图分类】U656.1港口是一个国家或地区对外开放的窗口和桥梁，是区域经济参与国际分工、合作与竞争的重要依托。

在经济全球化趋势下经济和对外贸易的快速发展，港口成为区域经济发展的重要因素。

建国以来，经历过几次大型的建设码头的高潮，使得大量优良岸线已大部分被使用，自然环境和建设条件相对恶劣的岸线不能适应传统典型码头的建设。

因此，提出码头新型结构已成必然。

下面重点介绍几种较为新颖的码头结构型式。

1 开敞式码头导管架结构随着煤炭、原油、天然气等货物海上运输距离和运输量的逐步增大，运输船舶也日趋向大型化发展，目前很多港口型式已不能满足船舶对水深的要求。

为适应这一趋势，港口逐步向外海发展，并越来越多的采用开敞式布置型式。

因此，外海开敞式码头对于未来船舶和航运的发展有着重要的作用。

外海开敞式码头的建设当遇到基岩裸露或基岩覆盖层较浅的地质环境时，一般首选重力式沉箱结构，但该结构码头面较高、水下工程量大、泊稳条件差等不利之处。

若采用高桩嵌岩码头结构，则存在施工期需要设置稳桩措施、水下工作量大等不足。

因此，在地质条件为基岩的外海码头可以采用嵌岩导管架结构型式，将导管架结构通过嵌岩桩固定在基岩上，这种结构相比传统直桩嵌岩结构具有以下优点：导管架一般在陆地制造，用驳船拖运至井位，由起重机吊放入水中，通过竖向导管打入钢桩将导管架固定在海底。

深水防波堤新型结构

深水防波堤新型结构深水防波堤新型结构深水防波堤在港口建设中起到至关重要的作用。

防波堤的主要功能是保护码头、船坞和船舶不受海浪的影响。

而对于深水港口来说，深水防波堤就更是必不可少的建筑。

传统的深水防波堤一般采用了基础深埋、混凝土桶结构等方式，不仅造价昂贵，且施工难度大。

近年来，新型深水防波堤出现了，其所采用的新材料和结构形式大大提高了其工程效率和施工质量。

一、采用新型材料新型深水防波堤采用玻璃钢材料，这种材料具有轻质、耐腐蚀、抗震性能好等优点。

这使得在防波堤施工过程中，工程设计可以更加精细，并能减少建设成本。

同时，玻璃钢材料还具有良好的施工性能，能够适应不同地形条件，因此，在一些特殊环境中建造深水防波堤，这种材料尤其适用。

二、采用新型结构新型深水防波堤采用了较为先进的箱型结构。

该结构能够有效减少阻力，提高抗风和抗浪性能，使得港口更加平稳和安全。

同时，箱型结构还能在一定程度上缓解垃圾浪和漂浮物对港口造成的影响，降低了堤体的冲刷和损坏风险，提高了港口的安全性。

三、加强施工质量控制新型深水防波堤的施工过程更加注重质量控制。

在之前的施工中，由于基础建设的工艺不合理，导致深水防波堤容易发生松动和移位等情况。

而新型深水防波堤采用了更加先进的施工技术，注重每个环节的质量，从而保证了工程的施工质量和防波堤的整体性和稳定性。

总之，新型深水防波堤采用的新材料和新结构，使得港口建设在工程效率、施工质量和经济效益等方面均得到了巨大提高。

同时，注重施工质量控制，也使得港口更加安全和稳定，为中国港口建设提供了更加先进的选择。

离岸深水港码头重力式复合结构和嵌岩桩结构关键技术研究研究报告简本

离岸深水港口建设关键技术研究课题之五离岸深水港码头重力式复合结构和嵌岩桩结构关键技术研究报告简本1.课题研究的意义本课题研究依托大连新港新建30万吨级（兼靠45万吨）进口原油码头工程、中石油大连LNG项目码头工程和宁波港北仑港区五期集装箱码头工程，研究内容涵盖了离岸深水港码头建设的多个关键技术问题，十分具有代表性。

本课题研究的意义如下：1.1本课题是满足船舶大型化、解决岸线资源紧张的需要我国国民经济的持续高速发展，引发港口建设新的高潮。

港口运输能力已不适应日益繁忙的国内外运输需要。

目前，沿海港口运输总能力缺口达5亿吨，与2015年需求相比，缺口约20亿吨以上，为此，迫切需要加快离岸大型深水港口建设。

然而目前我国港口布局不尽合理，港口虽多却缺少大型深水码头，易开发的近岸岸线资源已基本开发使用殆尽。

岸线资源是不可再生的，迫切需要寻找新的岸线资源。

1.2码头离岸化、深水化迫切需要新型结构型式大连港作为中国东北地区最大的出海口和大连建设东北亚重要的国际航运中心的重要基础和支撑，其大窑湾港区是国家重点开发建设的国际深水中转港之一，远期规划建设约40个大型深水泊位。

同时沿海营口港、唐山港、青岛港、日照港、连云港港、上海洋山港区、宁波-舟山港、湛江港、广西北部湾港等亦正在加大大型散货码头的投资力度。

这些港口的建设迫切需要新的结构型式，重力式复合结构和嵌岩桩结构是可供选择的很好的结构型式。

1.3是提高我国建港技术水平、促进我国建港技术进步和创新的需要积极开展离岸深水港码头重力式复合结构和嵌岩桩结构关键技术研究，将成果直接应用于国家重大港口工程建设，达到规避工程建设风险、优化方案、节约投资、加快建设速度的目标。

这对于加快全国沿海港口工程建设，提高我国整个港口工程建设的技术水平，节省工程建设投资亦具有重要的意义。

2. 国内外研究概况2.1国内、外已有大型开敞式码头结构型式2.1.1国内开敞式码头结构型式国内大型开敞式码头按结构型式分类主要有以下几种：1）桩基结构型式①一般斜桩结构国内应用最广泛、最成熟的结构之一。

深水港口和深水航道

大连港大窑湾港区
30万吨级原油码头
➢ 30万吨级原油码头工程于 2002年 9月 17日开工，2004年6
月初试投产；
➢ 码头泊位长510米，码头前沿水深-25米，引桥长585米,采
用五跨长112米的钢管拱形桥形式。
施工平面图
结构形式：
引堤工程为斜坡式抛石堤，栈桥及码头主体均为沉箱重力墩式。
港口水工建筑物正逐步进入远离岸边的深水、大浪区，因其处于海上环境恶劣，传统水工结构远不能适应，需要研究适合深水大浪条件、适合软弱地基接触条件、具有环保功能、低反射和高抗力的新型水工结构物。
二、深水码头结构型式
❖桩基梁板结构 ❖重力墩式结构 ❖导管框架结构 ❖单点系泊结构
桩基梁板结构
❖桩基梁板式结构基础为桩基，上部结构由钢筋混凝土纵、横梁及整片的钢筋混凝土板组成。在外荷载小时选用预应力混凝土桩，外荷载大时则采用钢管桩或预应力混凝土大管桩作为码头基础。
大连目前拥有55个生产泊位，万吨级以上深水泊位28个。另有3个万吨级浮筒泊位。码头岸线总长1.59万米。水域内有５个锚地，锚泊能力157艘。全港共有航道７条。
大连港是一个天然深水良港，也是我国最大的散粮、石油进出口及对外贸易的口岸，具备装卸贮存、中转换装、多式联运、运输代理、通讯信息和生活服务等６项功能，在东北港口群体中处于枢纽和主导的地位。
山东日照港开敞式码头
5个靠船墩，每个靠船墩由2个14m直径圆沉箱组成。系缆墩为18m直径的圆沉箱。设计波浪参数：H1%=7.1m and T=14.2 s.
钢筋混泥土圆沉箱靠船墩
靠船墩（ breasting dolphins ）的高度为21.0m，重量1880t. 系缆墩（mooring dolphins）的高度为20.2m，重量2730t.

码头结构型式的比选

码头结构型式的⽐选码头结构型式的⽐选根据⽬前软⼟地区码头设计经验和实例,本码头可选择⾼桩梁板, ⽔⼯建筑物主要由靠船装卸平台、接岸引桥组成。

⾼桩梁板结构平⾯尺⼨为105 m @ 20 m。

排架间距为6.5 m,共18榀。

⽅案⼀:码头结构为⾼桩板梁式，排架间距7.3m，每榀排架5根桩，河侧第⼀、第⼆排基桩为φ900mm 钢护筒嵌岩桩，其余均为φ900mm钢管桩。

码头上部采⽤现浇横梁、预制纵向梁、叠合⾯板结构，通过现浇⾯层连成整体。

码头桩基嵌岩桩嵌⼊微风化层，钢管桩打⼊强风化层。

码头上每榀排架设置500H拱形橡胶护舷，系船柱设置为上下⼆层，码头⾯层设1000kN系船柱，下层设350 kN系船柱，均为隔跨设置。

码头通过引桥与陆域相接，码头下游端有引桥1座，长129.945m，宽10m。

引桥结构型式为⾼桩板梁式。

引桥全长分⼆个结构段，江侧段桩基采⽤600mm×600mm预应⼒混凝⼟⽅桩，岸侧段桩基采⽤φ1000mm钻孔灌注桩，排架间距6m。

引桥上部采⽤现浇横梁⼤板式结构，现浇横梁，叠合⾯板结构，通过现浇⾯层连成整体。

⽅案⼆:排架基础采⽤Φ800PHC桩,其它上部结构相同。

⽅案⼀具有码头结构安全可靠,整体性好,造价较低, 施⼯受桩源影响较⼩等优点。

但混凝⼟⽅桩的强度略低, 对地基的适应性稍差, 耐锤击能⼒稍差。

⽅案⼆具有码头结构安全可靠, 整体性好的优点; PHC 管桩的强度⾼,抗击打能⼒强, 沉桩⽅便。

但造价较⾼,施⼯受桩源影响较⼤。

管桩焊接接头可能断裂。

综合总平⾯布置⽅案, 设计推荐第⼀⽅案。

⾼桩码头常⽤桩型及特点⽬前，长江中游地区⾼桩码头常⽤桩型为PHC 管桩和钢管桩但是，随着码头前沿⽔深增加，桩的⾃由长度增⼤( 或桩的⼊⼟深度减⼩)，对桩基抗弯能⼒垂直承载⼒和抗拔⼒提出了更⾼的要求，常规的钢管桩和PHC 管桩不能满⾜⼯程实际的要求，需将桩端嵌⼊中等风化微风化新鲜岩体中，并予以锚固，即所谓嵌岩桩1 PHC 管桩PHC 管桩为先张法⾼强预应⼒混凝⼟桩，混凝⼟强度等级为C80 PHC 管桩在⽣产制桩过程中⾃动化程度⾼⽣产效率⾼且质量稳定PHC 管桩在⼯程应⽤中具有⾼强度⾼密实性⾼耐久性⾼抗渗性单桩承载⼒⾼施⼯速度快能适应多种地质条件等优点，在⾼桩码头设计中成为⾸选的桩基础型式。

我国海岸与海洋工程新结构型式概述(河海大学)

我国海岸与海洋工程新结构型式概述（河海大学）1、码头重力式码头成功引进了格型钢板桩、大直径钢筋混凝土薄壁圆筒、开孔消浪沉箱结构；开发了具有我国特色的抛石基床水下夯实和爆炸密实方法；引进开发了水下深层水泥搅拌法（CDMA），从而在软基上亦能采用重力式结构。

图1 格型钢板桩码头结构图2 大直径钢筋混凝土圆筒码头结构高桩码头在深水情况下成功采用了全直桩结构和依靠自身变形吸收船舶能量的柔性靠船结构。

图3 全直桩码头结构随着板桩码头结构向大型化发展，其结构亦有很大改进，除普通的拉杆式锚碇板桩外，还出现了斜拉（顶）桩式板桩码头和遮帘式板桩码头。

图4 遮帘式板桩码头中交第三航务工程勘察设计院提出了嵌岩导管架码头结构的新型结构型式。

图5 嵌岩导管架码头结构2、防波堤研究开发了爆破填石的防波堤软基处理技术和大空心率空心方块轻型斜波堤；研究开发了削角直立堤、开孔消浪沉箱结构、环保型的梳式沉箱结构及大直径圆筒结构等；研究开发了削角空心方块混合堤和桩基透空堤；引进、吸收、创新推广了半圆型结构混合堤。

3、耐久性高效能减水剂、膨胀剂的研究与应用是水运工程混凝土技术的重大进展；降低水灰比的同时掺入引气剂是提高混凝土抗冻性能的有效措施；钢筋表面封闭材料的应用及钢筋混凝土电化学脱盐防腐技术的开发可有效提高混凝土耐久性；引进开发的纤维混凝土可大大提高其抗裂性和抗冲击性。

我国沿海深水港口建设面临的重大技术问题1、重大基础技术条件（1）模拟技术数学模拟方面重点研究与开发高、新、精、细数学模型；多因素过程数学模型；数学模型和物理模型相结合的复合模型，包括耦合运转型、综合模拟型和混合计算型；智能化可视化数学模型；随机数学模型。

物理模拟方面重点研究与开发开边界的模拟技术、多向波的模拟技术、波流风同时作用的模拟技术；同时模拟悬移质、推移质、冲泻质和床沙质泥沙的技术。

（2）深水设计波浪标准问题现行港口工程技术规范中，对于承受波浪荷载的港口和海岸工程建筑物，主要是针对近岸浅海情况的，对离岸深水情况是否合适，有待深入研究。

新型高桩码头结构型式的探索

新型高桩码头结构型式的探索雷庆攀黄达中(广西八桂工程监理咨询有限公司，广西南宁530022)!程蕉苤￡|裔要】近年来，我国水运事业蓬勃发展。

码头向大型化、专业化方向发展。

为适应船舶的大型化和深水码头的建设。

对码头结构型式提出了更高的要求。

作为码头主要结构型武之一的高桩码头。

在我国港口工程应用十O r f-_c乏-。

历史悠久。

巨翅同】高桩码头；结构设计；问题1高桩码头结构特点与形式一般情况，高桩码头由桩基、上部结构、接岸结构三部分组成。

高桩码头的结构形式有：1)承台式。

由现浇混凝土或少筋混凝土的承台、板桩和基桩构成，这种结构的承台受力均匀、结构本身的整体性和耐久性好，对打桩偏位的要求不高。

缺点是自重大，现浇混疑土工作量大，要求施工水位较低，桩多而密，基桩施工较麻烦，一般使用于水位差较大，地基条件较好，地面集中荷载较大的情况。

2)梁板式。

这是目前采用最多的—种结构形式，上部结构主要由面板、纵梁、横梁和靠船构件组成。

根据码头的使用要求，可设专门的门机轨道梁等，梁板式上部结构—般采用预制安装，其中板、起重机纵梁，根据需要可采用预应力钢筋混凝土。

梁板式高桩码头各构件受力明确，横向排架的间距可以加大，桩力可以得到充分发挥，构件的预制装配程度高。

‘但缺点是构件的类型、数量多，施工比较麻烦，上部结构底部轮廓复杂，死角多，水气不易排除，构件中钢筋易锈蚀。

它—般使用于水位差不太大和使用荷载较大且复杂的码头。

3)无梁板式。

上部结构主要由预制面板、靠船构件以及现浇桩冒组成。

面板直接搁在桩冒上，两者为整体连接。

这种型式其结构及构造简单，预制构件种类及数量少，施工简便速度快。

但大板为点支撑，受力情况不太明确，面板为双向受力构件，对连续集中荷载的适应性较差。

它一般适用于水位差较小，码头的使用荷载以均布荷载为主，没有大的集中荷载以及施工水位较高，上部结构高度受到限制的中小型码头。

4)析架式(框架式)。

把梁板式高桩码头中的横梁代之以析架结构，即成为析架式码头，其上部结构为面板、纵梁、析架和水平连杆等构件组成。

意大利威尼斯离岸深水港自动化集装箱码头结构选型

摘要: 意大利威尼斯离岸深水港项目拟在外海建设现代化全自动集装箱港区ꎬ 其关键技术之一是在深厚高压缩性土体
且广泛存在极软弱泥炭夹层的极不均匀和复杂地质条件下ꎬ 采用何种码头结构形式才能满足全自动化集装箱码头较高的使
用要求ꎮ 为此ꎬ 对高桩码头＋组合式桩基承台驳岸结构、重力式沉箱结构和全高桩 ( 高桩码头＋高桩堆场) 结构３种方案进
ＳｔｒｕｃｔｕｒａｌｔｙｐｅｓｅｌｅｃｔｉｏｎｆｏｒｆｕｌｌｙａｕｔｏｍａｔｅｄｃｏｎｔａｉｎｅｒｊｅｔｔｙｏｆＶｅｎｉｃｅｏｆｆｓｈｏｒｅｐｏｒｔｉｎＩｔａｌｙ
ＨＵＡＮＧＳｈｅｎｇＬＡＮＱｉａｎ￣ｙｕＣＣＣＣＳｅｃｏｎｄＨａｒｂｏｒＣｏｎｓｕｌｔａｎｔｓＣｏ. Ｌｔｄ. Ｗｕｈａｎ４３００６０Ｃｈｉｎａ
Ｋｅｙｗｏｒｄｓｆｕｌｌｙａｕｔｏｍａｔｅｄｃｏｎｔａｉｎｅｒｐｏｒｔｗｈａｒｆｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｅｌｅｃｔｉｏｎｏｆｓｔｒｕｃｔｕｒｅｈｉｇｈｌｙｃｏｍｐｒｅｓｓｉｂｌｅｓｏｉｌ
ｐｅａｔｌａｙｅｒ
意大利威尼斯离岸深水港自动化集装箱码头项目位于威尼斯泄湖以外东南方向约１５ｋｍ的深水区域ꎬ 在外海形成人工岛及防波堤ꎬ 建设现代化全自动集装箱港区ꎬ 其自然条件较差、工程技术复杂、施工依托条件差ꎬ 在我国仅上海洋山深水集装箱港区是依托外海岛屿建设的现代化集装箱港区ꎬ 在世
行综合比选ꎬ 并利用有限元数值模拟分析ꎬ 提出采用全高桩码头结构形式ꎮ 该结构形式适合工程的地质条件和使用要求ꎬ
技术成熟ꎬ 风险小ꎬ 且投资较低ꎮ
关键词: 全自动集装箱港区ꎻ 码头结构ꎻ 结构选型ꎻ 高压缩性土体ꎻ 泥炭层
中图分类号: Ｕ６: １００２￣４９７２(２０１８)０８￣００４５￣０５

长江高桩码头常见的几种靠船结构型式

长江高桩码头常见的几种靠船结构型式
长江高桩码头常见的几种靠船结构型式主要包括以下几种：高桩、墩墙、预制板桩、钢筋混凝土桩、木桩等。

一、高桩：
高桩是指在底部浅水区采用多根钢筋混凝土或钢桩安装成的桩群，具有结构简单、施工方便、经济实用等特点。

高桩多用于浅水区码头，在码头超过10米以上的地方，采用高桩进行固定，保持码头稳定。

二、墩墙：
墩墙是指一种立墙式靠船结构，由一排深入江底的墩柱和水槽组成，墩柱上方设有导航桩。

墩墙能够减少水流的冲击力，防止船只与码头发生碰撞。

墩墙施工简单，适用于较深水域的码头。

三、预制板桩：
预制板桩是指一种通过嵌入江底的钢筋混凝土桩进行固定的结构形式。

预制板桩有两种类型，一种是U型槽式，一种是箱形槽式。

预制板桩施工简单、工期短，适用于水域较深的码头。

四、钢筋混凝土桩：
钢筋混凝土桩是采用钢筋和混凝土构成的桩体，常用于长江高桩码头的建设。

钢筋混凝土桩具有结构稳定、抗冲击力强的特点，适用于不同水深的码头。

离岸深水码头新型结构型式

离岸深水码头新型结构型式摘要：随着船舶的大型化，船舶的吃水增大，但船舶抗浪稳定性得到提高，泊稳条件要求降低，加之我国现有海岸线深水资源的限制，使得码头的建设正向自然条件更为恶劣的深水地区发展，传统码头结构型式已不能适应要求。

为了适应这一趋势，出现了一些新的码头结构型式如：全直桩码头、钢管桁架码头、重力式复合结构码头、插入式大圆筒结构等。

本文将简要介绍几种离岸深水码头新型结构型式，并简要介绍波浪与离岸深水结构相互作用的研究现状。

关键字：离岸深水，码头，新型，波浪1 离岸深水码头新型结构型式码头建筑物是港口的主要建筑物之一，其安全性直接影响着港口的正常运营。

近年来，我国航运事业发展迅速，对外贸易繁忙，采用大型船舶具有显著的经济效益。

为适应我国水运事业的持续发展和船舶大型化的需要，各地展开了大规模的港口建设。

随着船舶的大型化，船舶的吃水增大，但船舶抗浪稳定性得到提高，泊稳条件要求降低，加之我国现有海岸线深水资源的限制，使得码头的建设正向自然条件更为恶劣的深水地区发展。

国内应用最广泛、最成熟的港口结构型式主要有重力式、板桩式、高桩式和墩柱式等。

但随着码头向深水发展，传统码头结构型式已不能适应要求。

近年来，为了适应这一趋势，出现了一些新的码头结构型式。

我国陆续建设了一些离岸深水码头。

研究开发的码头结构型式主要包括：全直桩码头、钢管桁架码头、重力式复合结构码头、插入式大圆筒结构等。

1.1 全直桩码头在我国大部分海岸线都存在着深厚的软土层，软土的物理力学指标较差，承载能力较低。

这就意味着大部分离岸深水结构的地基为承载能力低的软土地基，因此选择一种适用于软土地基、恶劣波浪条件的离岸深水结构具有很大的现实意义。

全直桩结构具有海中部分结构体积小、所受波浪水流力小、结构受力合理、施工也省去了基槽挖泥、基床抛石和夯实等工序、海上作业量小且施工容易、对地基要求低等优点。

这些优点对作业天数极少的外海海域施工具有重要意义，因此是软土地基上恶劣波浪条件下适应于离岸深水海域的优良结构型式。

一种新型码头结构型式_半遮帘式深水板桩码头结构的推出

一种新型码头结构型式——半遮帘式深水板桩码头结构的推出刘永绣,吴荔丹,李元音(中交第一航务工程勘察设计院,天津　300222) 摘要:结合某港码头加深改造工程的技术经济研讨,推出了一种新的码头结构型式——半遮帘式板桩码头结构,并提出了相应的设计计算方法。

由于该结构型式所具备的一系列优点,将为码头改造工程开辟一个新的思路。

关键词:码头;加深;板桩中图分类号:U656.1+12.2 文献标识码:A 文章编号:1004-9592(2002)01-0015-04收稿日期:2001-11-15图1　高桩方案1　问题的提出作为码头三大结构型式之一的板桩式码头结构,在工程界一直被认为是只适用于中、小型码头的结构型式。

20世纪90年代,我们在某港成功地建成了以地下连续墙为前板桩的3.5万t级码头,可谓板桩码头建设史上的一大进步。

但随着世界经济的发展,船舶的吨级迅速向大型化方向发展,新建更大吨级的码头及将现有码头改造为更大水深的泊位,已成为我们面临的刻不容缓的任务。

目前,全国各大港口纷纷地提出了改造旧码头为深水、大型码头的要求。

如何将既有板桩式码头改造为5万t级以上的大型深水泊位,便成为必须研究的课题。

众所周知,对于板桩式码头,水深的变化,对其强度和稳定性的影响是很敏感的。

码头前沿水深加大以后,必须解决以下问题:1)前板桩的踢脚稳定仍然满足规范要求;2)前板桩的内力控制在既有断面和配筋能够承受的范围;3)拉杆拉力不得超出既有拉杆的承载能力;4)锚碇结构的强度和稳定性必须满足规范要求。

为此,我们做出了多种方案的比选。

2　半遮帘桩码头结构方案的推出某港两座2万t级板桩式码头须改造为5万t 级泊位,码头前沿底高程由原来的-11.0m加深到-13.5m。

可以考虑以下三种解决途径:1)在原码头岸壁前建造新的岸壁结构,其形式包括以下两种:①在原码头岸线前建造高桩梁板结构,作为前方承台(见图1);②在原码头岸线前建造新的板桩墙岸壁(见图2)。

一种新型码头结构型式—半遮帘式深水板桩码头结构的推出

工程界一直被认为是只适用于中、型码头的结构型式。小
１０世纪９０年代，们在某我
港成功地建成了以地下连续墙为前板桩的３５万ｔ码．级头．谓板桩码头建设史上可
的一大进步但随着世界经济的发展，舶的吨级迅速船
＠采用在原前板桩后做半遮帘桩的方案。利用
半遮帘桩减小作用于原前板桩下半部分的土压力。
在半遮帘桩的上部不必设锚碇拉杆．遮帘桩的人但土深度须能获得深层土体对遮帘桩的嵌固作用（见图７。该方案便为最终采用的方案）图ｌ所示方案造价较贵，因其将原码头岸线且向前推移了２ｌ占用丁港池水域。故为港方所不０ｒ，ｌ
４锚碇结构的强度和稳定性必须满足规范要求为此．我们做出了多种方案的比选
拉杆力，解决拉杆和锚碇的强度和稳定问题其形式
包括：
紧贴原前板桩墙浇注新的地下连续墙，浇新
收稿日期：０１１一ｌ２０— １５
② 紧贴原前板桩下部一定高度浇注地下连续墙，并加深至满足踢脚稳定要求的深度．其作为朦将
３减小作用于前板桩的土压力，）使其在码头加
囤２前板桩方案
圈３贴地建墙方案
圈４贴撬地建墙方案
深后，板桩强度、缝和稳定及拉杆力均控制在裂允许范围内。其形式包括：

码头结构形式

常规码头的布置型式有以下三种：1.顺岸式。

码头的前沿线与自然岸线大体平行，在河港、河口港及部分中小型海港中较为常用。

其优点是陆域宽阔、疏运交通布置方便，工程量较小。

突堤式。

码头的前沿线布置成与自然岸线有较大的角度，如大连、天津、青岛等港口均采用了这种型式。

其优点是在一定的水域范围内可以建设较多的泊位，缺点是突堤宽度往往有限，每泊位的平均库场面积较小，作业不方便。

挖入式。

港池由人工开挖形成，在大型的河港及河口港中较为常见，如德国汉堡港、荷兰的鹿特丹港等。

挖入式港池布置，也适用于泻湖及沿岸低洼地建港，利用挖方填筑陆域，有条件的码头可采用陆上施工。

近年来曰本建设的鹿岛港、中国的唐山港均属这一类型。

港新建工程由于现代码头要求有较大陆域纵深（如集装箱码头纵深达350～400m）和库场面积，国内新建码头的陆域纵深有加宽的趋势，天津新港东突堤的平均宽度已达650m。

随着船舶大型化和高效率装卸设备的发展，外海开敞式码头已被逐步推广使用，并且已被应用于大型散货码头，我国石臼港煤码头和北仑港矿石码头均属这种类型。

此外，在岸线有限制或沿岸浅水区较宽的港口以及某些特殊要求的企业（如石化厂），岛式港方案已在开始发展，曰本建成的神户岛港属于这一类型。

码头按其前沿的横断面外形有直立式、斜坡式、半直立式和半斜坡式。

直立式码头岸边有较大的水深，便于大船系泊和作业，不仅在海港中广泛采用，在水位差不太大的河港也常采用。

斜坡式适用于水位变化较大的情况，如天然河流的上游和中游港口。

半直立式适用于高水时间较长而低水时间较短的情况，如水库港。

半斜坡式适用于枯水时间较长而高水时间较短的情况，如天然河流上游的港口。

珠海高栏港码头码头按结构形式可分为重力式、板桩式、高桩式和混合式。

重力式码头是靠自重（包括结构重量和结构范围内的填料重量）来抵抗滑动和倾复的。

这种结构一般适用于较好的地基。

板桩式码头是靠打入土中的板桩来挡土的，它受到较大的土压力。

所以板桩式码头目前只用于墙高不大的情况，一般在10米以下。

一种新型码头结构型式--半遮帘式深水板桩码头结构的推出

一种新型码头结构型式--半遮帘式深水板桩码头结构的推出刘永绣;吴荔丹;李元音
【期刊名称】《港工技术》
【年(卷),期】2005(000)0z1
【摘要】结合某港码头加深改造工程的技术经济研讨,推出了一种新的码头结构型式--半遮帘式板桩码头结构,并提出了相应的设计计算方法.由于该结构型式所具备的一系列优点,将为码头改造工程开辟一个新的思路.
【总页数】4页(P16-19)
【作者】刘永绣;吴荔丹;李元音
【作者单位】中交第一航务工程勘察设计院,天津,300222;中交第一航务工程勘察设计院,天津,300222;中交第一航务工程勘察设计院,天津,300222
【正文语种】中文
【中图分类】U656.112.2
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4.板桩码头向深水化发展的方案构思和实践——遮帘式板桩码头新结构的开发 [J], 刘永绣
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图示尺寸为ｍｍ计高程以Ｉｎ计（８５国家高程）
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Ｆｉｇ．３Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｅｌｌｉｐｔｉｃａｌｃａｓｓｉｏｎｅｄｐｉｅｒ
第３２卷
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收稿日期：２０１２－０９ — １７
Байду номын сангаас
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