高桩码头结构新型加固改造方案设计分析

高桩码头结构新型加固改造方案设计分析

发表时间：2018-05-25T15:51:07.273Z 来源：《基层建设》2018年第7期作者：杨岩松[导读] 摘要：随着社会的不断发展，我国的海上运输成为比较重要的运输方式之一，为了提升码头的靠泊能力，需要对码头进行一定程度的加固改造，以提升码头的靠泊能力，促使我国海上运输的发展更加顺利。

浙江科欣工程设计咨询有限公司浙江杭州 310000 摘要：随着社会的不断发展，我国的海上运输成为比较重要的运输方式之一，为了提升码头的靠泊能力，需要对码头进行一定程度的加固改造，以提升码头的靠泊能力，促使我国海上运输的发展更加顺利。本文通过实例，对新型改造方案能够改善码头结构受力情况进行分析，使其能够满足靠泊的要求，并且这种方式具有较多的优点，是如今码头改造的新型思路。

关键词：高桩码头；加固改造；方案设计引言

近几年，船舶的发展趋势逐渐向大型化靠拢，使得我国的沿海码头越来越承受不住，码头泊位等级偏低的问题逐渐的被暴露出来，并且国内的深水海岸线逐渐减少，促使提升泊位靠泊能力成为我国港口发展的主要方向。因此，当前港口建设的主要方向就是提升码头的靠泊能力。

1工程概况

1.1结构条件

本工程是4个5万吨级的集装箱泊位，与1993年的7月竣工，全场800米，宽度为42～47米，其中前平台宽为25.3米，后平台宽为16～23米，共有四座接岸引桥，码头面的总高度为6.5米，前沿水深为-14米。

1.2设计船型及荷载条件

原设计的船型应该为5万吨级的集装箱型船，对其进行码头的加固改造以后，能够满足靠泊10万吨级集装船的要求，根据相关的文件要求，在进行加固改造的过程中，不能够改变原有的荷载，因此，本码头的工艺荷载仍然按照原有的设备进行计算。 2码头结构加固改造方案 2.1方案设计

在进行码头改造时，其上部工艺不需要改变，需要改造水工结构，进而提升码头的承受水平荷载的能力。本码头是通过传力杆进行前后平台的连接，将后平台的水平刚度极大程度的发挥出来，以此提升码头的整体水平承载力。

原有的码头主要分为前、后平台，并且前平台主要承受水平承载力，而竖向荷载主要是由后平台承受。由于前后平台之间的排架间距大体相同，并且横梁中心位于同一轴线上，同时，后平台布置有叉桩，具备较高的水平刚度，因此，本方案通过将前后平台的交界处设置传力杆，使得后平台也能够承受一定的水平力，将后平台的承载能力发挥出来，降低了前平台的承载压力，进而增强整个结构的承载能力。并且传力杆在使用时，包裹了一定厚度的防腐性材料，使得前后平台之间能够有小幅度的错动，致使传力杆只是将水平力传递过来，而剪力和弯矩不会被传递过来。

2.2方案计算

2.2.1计算原则 1）在对10万吨级的集装箱船舶进行作业时，码头上部分的计算，需要根据原有的设备参数进行，并且其他的无关设计条件不进行变动。

2）将码头的结构进行简化，使之成为平面排架进行计算，在进行桩基的固定时，采用假想嵌固点法，其他的相关假定，需要根据相关的规范进行，并且采用Robot空间软件进行计算和复核平面计算的结果。 3）对原码头的前平台进行计算，将计算结果与前、后平台链接一起后的计算结果进行对比，进而得出前、后平台连接之后的具体情况，同时，也能够清楚后平台是否能过传递足够的水平力。

2.2.2计算结果的分析

根据相关计算结果，能够得到如下结论 1）在将前、后平台合理的连接之后，整体的水平刚度相比于之前提升了50%左右，并且前、后平台的位移值得到有效的减小。 2）在前、后平台连接后，使得前平台的高桩的承载力相比于之前有所降低，但是其承载力完全符合要求。 3）前、后平台连接后，前平台原有的横梁内力相比于之前有所减小，或者与之前的内力相同，并且承载力和开裂宽度能够满足相关的要求。

4）前、后平台连接后，经过计算，后平台的承载力完全符合相关的要求。 5）前、后平台连接后，轨道的内力根本不受前、后平台连接的影响，与之前相同，并且其内力还能够满足承载力和开裂宽度的要求。

总而言之，经过对前、后的连接，使得结构的总体发生变化，其受力情况有所提升，同时，其承载力也能够满足加固改造船型的靠泊要求。

2.2.3采用Robot空间计算软件进行复核平面计算的结果

通过观察和试验，发现原码头的结构排架的桩基布置存在问题，相互之间并且不对称，并且设置的系船柱的排架的桩基明显多于其他排架，为了将计算结果进行验证，需要采用Robot空间计算软件对码头进行三维的建模，使得码头的整体状况能够被显示出来，对其进行有限元分析复核平面计算结果，进而确定计算结果的准确性。

2.3传力杆设计 2.

3.1传力杆计算

根据前文计算的后平台水平刚度结果，将这个水平刚度作为水平约束施加在前平台上，然后再根据平面排架计算出前平台的最大位移。计算出的位移也是后平台的最大水平位移，将后平台的刚度乘以位移值，得出的结果就是后平台所承受的水平力。

2.3.2传力杆结构

传力杆采用的是HRB400/40的传力杆。传力杆的埋设位置应该在前、后平台的横梁之内，在其表面包裹厚度超过2cm的防腐性材料，进而确保前、后平台之间能够进行一定程度的错动，使之形成铰接连接，只能传递水平力，不能传递弯矩和剪力。

2.3.4传力杆的现场拉拔试验

根据本工程的现场拉拔试验结果可知，单根传力杆的抗拉荷载为389～398kN，相对于理论计算的99.35kN来说较大，这也是由于在理论值计算时，采用的钢筋混凝土抗拉强度标准值较低所引起的。通过试验可以看出，传力杆具有较高的抗拉性能，能够有效的传递水平力。

结语

总而言之，针对高桩码头进行改造时，可以将前、后平台相互连接，进而提升码头的整体刚度，对提升码头的承载力也具有一定的作用。这种改造方案具有较多的优点，其施工面较小、不影响码头的正常使用，工期较短、投资较低的优点，为我国的高桩码头改造提供了新型的改造方向。

参考文献：

[1]顾宽海，李增光，程泽坤，赵研.码头结构加固改造方法和施工技术[J].水运工程，2016（06）：174-182.

[2]张金成.高桩码头结构加固修复方法探讨[J].珠江水运，2015（22）：63-65.

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