港口与航道工程_高桩码头介绍

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⑶无梁板式 ：上部结构由面板、桩帽和靠船组成。
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①优点 构简单，构件少，造价低。 ②缺点 板为点支承，受力不明确（计算方法较特殊，且作了 过多的简化，但采用有限元计算，则较精确）；板为双向 受力，采用双向预应力较困难；桩的自由长度长，桩的承 载能力低；面板位置高，靠船构件悬臂长，耐久性差。 ③适用条件 适用于水位差不大，无较大集中荷载或集中荷载较小 的中小码头。
第五章

高桩码头
高桩码头的结构型式及其特点


板桩码头的构造
高桩码头的结构布置 高桩码头的计算
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Ⅰ、高桩码头的结构型式及其特点
一、高桩码头的结构特点
工作原理 优点 缺点 适用条件
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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，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，水平承载能
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㈡、钢管桩
抗弯能力大，强度高，但易锈蚀，用钢量大，造价高。一般用 于受风浪、水流、冰棱或船舶作用力较大的外海开敞式码头。 尺寸：外径：500~1200mm，壁厚 10～18mm。 型式： 开口式：打入容易，但桩的承载力 低； 全封闭：承载力高，但打入困难；
半封闭：打入容易，到位后桩尖形
用简支梁板结构。
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要点：
⑴宽桩台与窄桩台的选择应通过技术经济比较确定； ⑵当码头前沿线距离岸不太远时，还是建满堂式为
宜，虽然投资较多，但使用方便。 ⑶宽桩台码头的宽度与岸坡地质条件、地基加固方 式和所采用的接岸结构形式等有关。
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3、按上部结构型式分类
⑴梁板式：梁板式码头上部结构主要由面板、纵梁、 横梁、桩帽和靠船构件组成。 ①优点 受力明确；排架间距 可加大，以充分发挥桩的 承载能力；可采用预应力
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四、靠船构件
靠船构件的形式较多，主要有以下几种：悬臂板式、悬臂
梁式、框架式、靠船桩式和浮式等 1、悬臂板式
由悬臂板、胸墙板和水平纵梁组成。一般采用预制安装，
并与横梁整体连接，沿码头长度方向为一整体，其悬臂板和 胸墙板厚度由计算确定，但≮15cm。
优点：
沿码头长度 方向全面保护； 缺点： 材料用量多， 造价高；适用于 水位差小（1～2m）。
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2、预应力钢筋砼管桩 预应力先张法：外径较小，30cm～80cm；段长6m～ 15m，壁厚6cm～15cm。 预应力后张法：外径100cm～140cm，段长4m，壁厚
13cm～15cm，又称雷蒙德桩。
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3、 钻孔灌注桩 直径多为60~120cm，桥梁上已达到3.5米。 由于水下灌注砼质量不易保证，因此，多数只在近岸 部分或少数码头后方平台部分采用。
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①优点 上部结构高度大，便于分层系缆；桁架横向刚度大，整体 性好；桩的自由长度减小，桩的承载能力增大。 ②缺点 造价高；施工水位低，工期紧；框架与其它构件的连接节 点多，构造复杂，施工麻烦；框架处于水位变动区，易受到船 舶撞击而破坏，维修困难；预制框架受起重能力限制。 ③适用条件 适用于水位差较大（10m 左右），需分层系缆的河港码头。 但由于其缺点较多，且分层系缆还可以用其它结构型式解决， 因此在水位差不大的海岸港、河口港中已逐渐被梁板式码头所 代替。
以及桩顶钢筋或预应力混凝土管桩桩芯钢筋锚固长度的要求。一般
桩帽高度不宜小于0.5倍桩帽宽度，且不得小于600mm。
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二、横梁与纵梁
㈠、横梁 高桩码头的主要受力构件，作用在码头上的几乎所有荷 载都要通过它传给桩基。 断面型式 一般有四种
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①矩形：用于纵梁和横 梁的底面在同一高程，且高 度相差不大； ②倒T 型：用于纵梁和 横梁底标高不一致，纵梁放 在横梁上； ③花篮形：纵、横梁底 标高一致，高度相差不大，
构件，预制装配化程度高，
施工速度快；上部结构较 厚，靠船构件悬臂短，受 力条件好。
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②缺点 构件类型和数量多；上部结构底部轮廓形状复杂，死 角多，水气不易排除，构件中钢筋易锈蚀。 ③适用条件 一般适用于有较大集中荷载、 水位差不大的情况；
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⑵桁架式 ：上部结构由面板、纵梁、桁架和水平连杆组 成。


力低，耐久性差，须设叉桩（大直径管柱例外）。

适用条件：软土地基。
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二、高桩码头的主要组成部分及其作用
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
各种码头设备。
2、桩基： 支承上部结构，并 把作用在上部结构上的 荷载传给地基，同时也 起到稳固地基的作用， 有利于岸坡稳定。
较小液体或散货装卸的码头。
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3、按桩台宽度和挡土结构分类
窄桩台：设有较高的挡土结构；
宽桩台：设有较矮或无挡土结构。
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⑴窄桩台高桩码头
根据挡土结构的设置： ①挡土结构与码头连成整体： 前板桩高桩码头，后板桩高桩 码头。我国较少采用。 ②挡土结构与码头分开设置， 各自独立工作： 桩台不承受土压力，我国多采 用，特别适用于旧码头的改造。 适用范围：地基较好，土方回 填量较少或回填料较便宜的地区。
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3、挡土结构：
为了减小码头的宽度和与岸 坡的衔接的距离，而设置挡土结
构，以构成地面，有前板桩墙，
后板桩墙和重力式挡墙。 4、岸坡： 要求有足够的稳定性，对波 浪、水流大的地方和地质差的情 况，需要进行护坡处理，以免受 冲刷。 5、码头设备： 便于船舶系靠和装卸作业。
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三、高桩码头的结构型式
预制装配实心板
厚较大时。优点是下部预制成预应力，上部现
浇，与梁整体连接，整体性好，同时下部可兼 作模板。但现浇工作量也较大。
叠合板
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2、 空心板 ⑴优点：重量轻，跨度大，抗弯、抗裂能力大，可取代纵梁； ⑵缺点：制作复杂，不能承受较大集中荷载，只能作单向板。 ⑶型式：圆形，D形，近似矩形，腰圆形等，其中圆形孔受力 较好，无应力集中，施工方便，使用最多。
较大的变形能，可减少船舶对码头的撞击力，制造和施工方便，施
工速度快。但钢材用量大，造价高（约为钢筋混凝土桩的2～3倍），
且易锈蚀，耐久性差。目前主要用于外海码头。
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㈡、桩的构造 1、钢筋砼桩

⑴断面形状：方桩和圆桩 ⑵基本构造 长度：取决于地基条件，单桩承载力和施工条件。 (3)断面： 非预应力：40×40cm～60×60cm，一般45×45cm以上作 成空心，采用冲气胶囊作内模，空心壁厚≮10cm，最小 壁厚由钢筋的内外保护层厚度决定，并考虑冲气胶囊的 上浮影响。
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⑵宽桩台
宽桩台高桩码头，不设挡土墙或设较矮的挡土墙。宽桩 台高桩码头可分成： 前方桩台：主要承受船舶荷载、门机、铁路、流动起 重运输机械及堆货等，受力情况复杂，一般需设置叉桩或半
叉桩，并要求有良好的整体性。
后方桩台：主要起与岸坡连接的作用，只承受垂直荷
载，故不需设叉桩，且对上部结构的整体性要求不高，可采
（边梁），π形（梁板合一），
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3、 尺寸
高度：根据受力计算确定，并考虑起重能力，一般90～ 120cm； 宽度：根据切力计算确定，并考虑板的搁置宽度及接缝 宽度，一般30～50cm。 4、 纵、横梁的连接构造 预制安装的连续纵梁，必须使其在支座处与横梁或桩帽进 行整体连接。
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三、面板 ㈠、面板的分类及构造 1、实心板(按施工方法分) ①现浇实心板：整体性好，但现浇工作量大，只能作非预应 力的，抗弯、抗裂能力小，模板用量大，施工速度慢，常用于无 预制能力，无起重设备的情况。 ②预制板：在现场拼装，若要按装配式整 体板计算内力，应注意横向拼缝的可靠性。 ③迭合板：部分预制，部分现浇，用于板
但面板（空心板）放在横梁
上； ④倒梯形：用于无纵梁，
面板直接放在横梁上，用在
后方平台。
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㈡、 纵梁
1、设置及支撑要求 ①凡是有门机，有火车，则 应设置纵梁，板梁设置系统也应
考虑纵梁。
②根据荷载大小，布置情况， 纵梁可采用预制安装的连续梁、
简支梁。
2、 型式 工字型、矩形、花篮型（此
三者常用于轨道梁），半花篮形
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2、 悬臂梁式
由悬挂在横梁前端的悬 臂梁和将悬臂梁下端纵 向连成一体的水平撑组 成。
适用条件：水位差 5m 以
下。 当水位差继续增大，而 需采用其它型式以适应 水位变化时的系靠船要 求，如框架式、靠船桩 式、浮式等。
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1、按桩材料及型式分 ⑴木桩：目前已不使用； ⑵钢筋砼方桩：打桩过程中易开裂，一般用于中小码头； ⑶预应力钢筋砼桩：克服打桩应力而发展起来的； ⑷钢管桩：适应水位差较大，且缩短工期，但造价较高。 ⑸大直径管柱桩：为降低工程造价而采用（与钢管桩相 比），由于大直径管柱桩轴向和侧向承载能力都较高，可省
去叉桩，并加大排架间距，而使码头向粗桩、大跨度方向发展。
成土塞，承载能力也较高。
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㈢、桩帽
1、 作用 连接上部结构与桩基成整体；调整打桩
偏位和桩顶标高。 2、平面形式 方形和圆形 3、 构造： 基本要求：取决于基桩的布置形式， 桩的断面尺寸和打桩偏位，还应满足在 它上面的预制构件的搁置长度和接头宽 度的要求。