板桩码头CAD使用手册

上海易工工程技术服务有限公司 板桩码头CAD软件用户使用手册上海易工工程技术服务有限公司板桩码头CAD软件使用手册目 次一、 功能简介（1） 基本功能 (1)（2） 运行环境 (1)（3） 计算依据 (1)（4） 参数输入约定 (1)（5） 计算原理 (2)二、 使用说明（1） 结构类型选择 (4)（2） 基本参数输入 (4)（3） 土层物理参数输入 (5)（4） 板桩前后各土层高程 (6)（5） 板桩参数 (6)（6） 锚碇板参数输入 (8)（7） 锚碇墙参数输入 (9)（8） 叉桩参数输入 (9)（9） 锚杆参数输入 (10)（10） 前板桩+后桩结构参数输入 (11)（11） 荷载定义 (14)（12） 波浪参数输入 (15)（13） 地面均布荷载输入 (16)（14） 系船力输入 (17)（15） 附加荷载输入 (17)（16） 组合参数输入 (17)三、 结果输出（1） 荷载计算结果 (20)（2） 踢脚稳定验算结果 (20)（3） 锚碇验算结果 (22)（4） 作用效应标准值计算结果 (23)（5） 作用效应组合值计算结果 (24)（6） 作用效应包络值计算结果 (26)（7） 计算汇总 (28)（8） 辅助功能 (30)四、 计算原理（1） 土压力计算 (34)（2） 波吸力 (35)（3） 剩余水压力计算 (37)（4） 结构构件验算 (37)五、 附录（1） 辅助功能 (39)（2） 设置 (40)一、功能简介1.1.基本功能：板桩码头CAD软件主要依据港《板桩码头设计与施工规范》(JTS167-3-2009)开发的工程辅助设计软件，该系统包含荷载前处理(土压力、剩余水压力、波浪力等自动计算)、作用效应计算(作用效应标准值、作用效应组合值和作用效应包络值计算)、踢脚稳定、锚碇稳定、截面验算，结构配筋，此外该系统提供直观的3D视图方式显示码头实体模型、荷载、作用效应等，并且为用户提供完整的Word格式报告书。

1.2.运行环境：项 目 最 低 推 荐处理器 Pentium II 350 Pentium III450以上内 存 128MB 256MB以上可用硬盘 50MB 100MB以上显示分辨率 800*600 1024*768打印机 Windows支持的图形打印机激光打印机操作系统 Windows 98 Windows 2000/XP 1.3、计算依据使用规范《板桩码头设计与施工规范》《港口工程荷载规范》《海港水文规范》《港口工程混凝土结构设计规范》《水运工程抗震设计规范》1.4、参数输入约定1.4.1、坐标系约定X方向为垂直于板桩方向，X零点为码头前沿。

Y方向为沿码头前沿方向。

Z方向为竖向方向， Z零点为高程零点，Z的值代表高程。

示意图1.4.2、作用效应值的正负号约定：弯矩：弯矩图画在受拉一侧。

位移：向左为负、向右为正。

轴力：受拉为正，受压为负1.4.3、参数采用的量纲：长度单位采用m，力采用kN，其它衍生的量纲以此为标准（特殊说明的除外），1.5、计算原理1.5.1、荷载计算荷载计算包括：1、土压力计算、波浪力计算、剩余水压力，计算原理见第四节1.5.2、内力计算本系统采用的是平面杆系有限单元法进行结构分析，入土部分采用弹性地基梁模式计算。

1.5.3、效应组合效应组合参考《港口工程荷载规范》,《板桩码头设计与施工规范》系统提供共4种组合计算：1、承载能力极限状态持久组合：2、承载能力极限状态短暂组合：3、承载能力极限状态偶然组合：4、正常使用极限状态持久状况的长期效应（准永久）组合 最终将1、2、3计算结果汇总为承载能力极限状态包络值。

1.5.4、配筋计算配筋计算：采用《港口工程混凝土结构设计规范》中公式进行承载能力计算()'''002u c y s s x M f bx h f A h a ⎛⎞=−+−⎜⎟⎝⎠；裂缝开展宽度计算采用《港口工程混凝土结构设计规范》中公式max 1230.30 1.4sl s te c dW a a a E σρ⎛⎞+=⎜⎟+⎝⎠和s tete A A ρ=进行裂缝开展宽度计算。

二、程序说明2.1结构类型选择图2.1.1系统提供了常见的9种板桩结构类型，用户根据实际板桩类型选择其中一种，板桩被选中时其名称变为蓝色。

2.2基本参数输入图2.2.1(A)结构系数结构重要性系数：结构重要性系数应根据规范《港口工程荷载规范》所规定的要求选择。

稳定计算时系数：验算板桩、锚碇系数稳定时需要使用此系数。

详细情况参考《板桩码头设计与施工规范》、《水运工程抗震设计规范》(B)水位参数用户应根据所需实际情况选择所需计算的水位，选中的水位旁的输入框将变为可输入状态，用户必须输入相应的水位高程。

(C)施工期系统可以考虑施工期，用户只需勾选“考虑施工期”一栏即可，如不考虑则不要勾选，施工期结构可以处于无锚状态也可以是有锚状态，用户应按照最危险状态选择。

(D)考虑码头前沿挖泥对土的扰动影响系统可以考虑施工时挖拟对土的扰动的影响，详细情况参照《板桩码头设计与施工规范》。

（E）M法、kh法M法：桩入土段以土层作为分段，单元采用弹性地基梁单元模型；2.3.土层物理参数输入图2.3.1在本系统中用户需先定义各土层参数，定义好的土层供用户在定义板桩墙前、墙后土层时选择使用，此处仅定义土层物理参数，土层的位置即土层高程在“板桩前后各土层高程”中输入。

土层名称输入时不可以重复；地基M系数见规范。

2.4.板桩前后各土层高程用户需给出墙前、墙后土层的高程来确定板桩前后的土层位置，土层名称为“土层物理参数输入”中的土层名称，系统将列出定义好的所有土层名称，用户从下拉框中选择即可，输入时土层将按照从上到下输入，系统认为最底一个土层自顶高程以下全部属于该土层。

系统将根桩尖高程和各土层高程自动确定桩尖所在土层。

可以计算倾斜泥面，用户输入墙前墙后泥面与水平面的夹角来控制泥面线。

图2.4.12.5.板桩参数图2.5.1(A)、桩尖支撑方式系统为了满足多种需求，容许用户选择桩尖支撑模式，默认的情况下系统提供了4中类型供用户选择，用户也可以自己定义支撑方式，具体情况请参照”2.1设置-支撑方式设置”一节。

(B)、桩顶高程、桩尖高程桩顶高程指的是板桩顶部高程，并非码头顶面高程，码头顶面高程由墙后土层顶面高程确定。

桩尖高程需用户输入，计算时系统会验算板桩入土深度是否满足要求，即踢脚稳定是否满足要求，如不满足要求，用户需根据设计情况加大板桩入土深度。

(C)、考虑水平约束点，约束点参数如果板桩出现其它附加约束（锚杆约束不在这里考虑），可以勾选此选择，并需要输入约束点高程和约束点的弹性系数。

(D)、板桩断面参数如板桩为混凝土板桩，则系统根据输入的板桩厚度计算板桩断面面积、截面抵抗矩、截面惯性矩。

如板桩为钢板桩，系统参考《港口工程钢结构设计规范》附录提供了常用型钢板桩的相关特性参数，用户可以选择数据库参数获取断面面积、截面抵抗矩、截面惯性矩参数，用户也可根据自身工程需求设置断面面积、断面惯性矩和截面抵抗矩参数。

(E)、板桩配筋参数如果板桩为混凝土板桩，系统可以为板桩自动配筋，系统提供了配筋时需要的一些参数的默认值，用户可以根据设计工程情况设置被选配筋参数。

系统提供多种钢筋直径供用户选择，系统配筋时优先使用直径较小的钢筋，当钢筋间距不满足要求时才会选择更大直径的钢筋。

2.6.锚碇板参数输入图2.6.1由于系统可以计算多锚板桩，因此容许用户定义多个锚碇板，每次定义好锚碇参数后按，即可保存定义好的锚碇板参数，如果已经有同名锚定板存在，锚碇前填料的抗力系数，则现有的参数将覆盖已有参数。

在右面列表框中选择锚碇名称，按即可删除定义好的锚碇参数。

(A)、锚碇前填料与板桩后土质不同如果锚碇前部为填料与板桩后回填土性质不同，则用户需勾选此项。

(B)、锚碇前填料参数如果用户选择“锚碇前填料与板桩后土质不同”，则需根据实际情况输入填料参数，锚碇前填料的重度、锚碇前填料的内摩擦角用于计算锚碇前被动土压力，锚碇前填料的抗力系数用于计算锚碇弹性系数。

(C)、锚碇参数锚碇斜度：按照一般锚碇位置，用户可以选择锚碇垂直水平面或垂直锚杆。

2.7. 锚碇墙参数输入图2.7.1(A)、锚碇前填料与板桩后土质不同如果锚碇前部为填料与板桩后回填土性质不同，则用户需勾选此项。

(B)、锚碇前填料参数如果用户选择“锚碇前填料与板桩后土质不同”，则需根据实际情况输入填料参数，锚碇前填料的重度、锚碇前填料的内摩擦角用于计算锚碇前被动土压力，锚碇前填料的抗力系数用于计算锚碇弹性系数。

(C)、底部支撑方式系统为了满足多种需求，容许用户选择桩尖支撑模式，默认的情况下系统提供了4中类型供用户选择，用户也可以自己定义支撑方式，具体情况请参照”2.1设置-支撑方式设置”一节。

2.8. 叉桩参数输入图2.8.1桩的轴向刚度C应根据单桩承载力计算，《高桩码头设计与施工规范》JTS167-1-2010 第12页有计算方法说明，如果用户输入参数为“0”则系统做支撑桩处理。

2.9. 锚杆参数输入图2.9.1图2.9.2图 2.9.3对于加锚碇板类型板桩，每根锚杆应选择一个锚碇板（图2.9.1）；对于加土锚板桩结构类型，锚杆参数输入参照（图2.9.3）；对于其它类型板桩，系统则自动选择（图2.9.2）。

2.10 前板桩+后桩结构参数输入图 2.10.1图 2.10.2(A)、胸墙参数输入程序提供典型胸墙参数输入（图 2.10.1），用户根据图示可以输入胸墙的形状，如果图示中显示胸墙形式不能满足用户需要，用户可以选择字定义方式输入，用户只要输入胸墙断面各角点坐标即可，角点的坐标系以水平方向为X方向，竖向为Y 方向，零点用户可以任意定义。

用户也可以依据自己的工程实际输入胸墙角点参数来自定义胸墙结构形状（图2.10.2）。

计算中可以承台上的垂直土压力，该荷载式胸墙上的土自重产生的。

计算中可以考虑胸墙上的附加荷载，该荷载为永久荷载，如果有其它活荷载可以在地面均布荷载中考虑。

(B)、桩截面参数输入图 2.10.3板桩后面的桩截面参数在此界面输入，用户可以根据实际的桩断面形状进行输入。

计算后面桩基与土接触面的作用宽度时可以考虑土的扩散影响，接触面的宽度用户可以自行调整。

(C)、桩基参数输入（图2.10.4）（图2.10.5）承台下桩基泥面为桩与破棱角线的交点：计算桩力时一般不考虑破棱体上的土对桩基的约束，用户可以自己在输入入桩基参数时输入每个桩基上泥面的参数，也可以让程序自动计算，自动计算时不需要用户输入桩基泥面参数。

考虑桩对板桩的遮掩作用：实际受力时桩对板桩有一定遮掩作用，桩上承受一定的土压力，土压力大小计算中参考《板桩码头设计与施工规范》附录B，用户如果不选择则不考虑桩对板桩的遮掩。