重力式码头设计中抗滑、抗倾稳定性的可靠度水平
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参考文献： Ｉ－１－１王浩芬，刘锡玲．关于重力式码头稳定目标可靠指标的探讨［Ｒ］．天津：天津大学建工学院，专题研究报告，１９９０． １２－１港口工程结构可靠度设计统一标准编制组．港口工程结构可靠度Ｉ－Ｍ］．北京：人民交通出版社，１９９２． ［３］王浩芬．重力式码头抗倾、抗滑稳定分析的极限状态表达式及其分项系数的确定［Ｍ］．天津：天津大学建工学院，１９９５． ［４］重力式码头设计与施工规范修订组．重力式码头抗滑、抗倾稳定性可靠指标Ｊ９与安全系数Ｋ的统计关系及卢的近似计 算ＪＲ］．２００７． ［５］Ｌｕ Ｗｅｉｑｉｎｇ，Ｍａｉ Ｒｕａｎｊｉａｎ，ＮＡＧＡＯ
且（Ｋｅ＝１．３） 岛（Ｋｏ＝１．６） ４．１（３．６～４．５）
抗滑稳定性
抗倾稳定性 资料来源
“统标”编制期间 “规范”（９８版）
３．６（２．８～４．５）
文献［１］、［２］ 文献［３］
４．１（３．５～４．８）
４．７（４．３～５．１）
修订期间 本次“规范” 修订期间
３．７（３．Ｏ～４．８） ４．２（３．５～５．４）
水平。所以，对校准计算中的声随何因素变化、变化有无规律的认识，将有助于设计时合理使用按分项系数 方法验算的结果，对不同情况予以区别对待。 影响可靠度指标卢的主要因素可从三个方面去定性地考虑，一是稳定性平均安全系数的高低；二是各有 关随机变量的变异性大小；三是作用与抗力之间的相关性。在校准计算中，平均安全系数的水平已定，所以 后面两个因素的影响便是主要的，而这两个因素主要与墙身结构类型和墙后回填材料情况相关，因此，有必 要将前述校准计算中的典型案例作分类统计分析，以反映上述因素对口值的影响。 由于９８版“规范”校准计算中对“统标”编制期间取得的几个主要参数的标准值和变异系数作了调整，所以 其结果是得出的ｐ值明显高于“统标”的结果（如表１所示）。为安全计，以下所作的分类统计未把９８版“规范” 的案例包括在内。“统标”案例和本次“规范”修订案例的分类统计按码头结构类型及回填状况分为以下四种ｔ 状况工：带卸荷板方块或空心块体或沉箱墙身，墙后有抛石棱体及填砂； 状况Ⅱ：带卸荷板方块或空心块体或沉箱墙身，墙后全部填石； 状况Ⅲ：沉箱墙身，墙后全部填砂； 状况Ⅳ：扶壁墙身，墙后全部填砂，但外摩阻角如＝Ｏ。 分类统计的结果如表２。 从表２可看出，墙后回填抛石时晟和卢。的总体水 平相对较低，而墙后全填砂时则相对较高，尤其以扶 壁、填砂的状况Ⅳ为最高，出现这种现象的原因是在 相同平均安全系数的前提下，产生土压力作用的回填 块石变异性远大于回填砂，回填块石的土压力系数变 异系数约为０．１３，但回填砂仅为０．０７５，而可靠性指 标口定性上是随作用的变异系数增大而降低；当平均 安全系数和回填材料都相同时（状况Ⅲ和ＩＶ），由于扶
文献［４］
案均进行有关参数的变异性统计分析，然后再按ＪＣ法或其他可靠度计算方法进行可靠性验算，使之满足 “统标”规定的目标可靠指标的要求。但现行规范采用的“以概率理论为基础，以分项系数表达的极限状态设 计方法”并不要求直接按ｐ设计，只是在“规范”确定分项系数时需要通过卢的校准计算来判断、控制可靠度
中国交通建设集团有限公司第一届科技大会论文集
３结论
（１）《重力式码头设计与施工规范》（ＪＴＪ ２９０－－９８）中码头抗滑、抗倾稳定性的可靠度水平总体上达到“统 标”的要求是没有问题的，历次校准计算的结果都有力地证明了这一结论。 （２）在“总体上达到”的前提下，不能忽视不同结构类型及墙后回填状况产生的可靠度水平差异。对于墙 后回填块石的情况尤应注意，此时抗滑、抗倾的Ｊ９值水平将会低于总体水平；对于墙后回填砂的情况，特别是 墙身为扶壁结构时其ｐ值水平将较高于总体水平。设计时要考虑根据墙后回填料区别对待。
ｔｈｅ Ｔａｋａｓｈｉ．Ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ－－ｂａｓｅｄ Ｄｅｓｉｇｎ ｆｏｒ Ｐｏｒｔ ａｎｄ Ｈａｒｂｏｕｒ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ，Ｆｉｎａｌ Ｒｅｐｏｒｔ ｏｆ
Ｊｏｉｎｔ Ｓｔｕｄｙ ｏｆ ｗＧ一２［Ｇ］．７ｔＨ Ｎｏｒｔｈｅａｓｔ Ａｓｉａ Ｐｏｒｔ Ｄｉｒｅｃｔｏｒ－－Ｇｅｎｅｒａｌ Ｍｅｅｔｉｎｇ，２００６，Ｊａｐａｎ．
表２
Ｋ—Ｉ．３、墨＝１．６时的晟和卢．
抗滑岛（Ｋ一１．３）
３．２７（３．２） ３．０２（２．９） ３．９０（４．２） ４．３５（４．５） ３．６（３．６）
码头结构类型及回填状况 状况Ｉ 状况Ⅱ 状况Ⅲ 状况Ⅳ 总体平均
抗倾角（Ｋｏ＝１．６）
４．００（４．Ｏ） ３．７１（３．６） ４．２４（４．３） ４．８１（４．５） ４．１（４．１）
注：括号内口值为“统标”校准计算时的平均信。
壁土压力计算中回填砂外摩阻角如＝ｏ，主动土压力没有垂直分量，亦即不会作为抗力的一部分而与作为作 用的水平主动土压力产生负相关，而口定性上是随作用与抗力的负相关系数增大而降低，所以状况Ⅳ的口比 状况Ⅲ高亦是合乎逻辑的。 日本对重力式防波堤可靠度水平校准计算也有类似结果［５］。在总体水平为且＝２．２８的情况下，直立式 沉箱防波堤的Ｊ８为２．ＩＩ，而墙前有消波块斜面的沉箱防波堤的ｐ为２．６４，表现出明显的差别，其原因主要是 这两种类型防波堤在作用与抗力计算中波浪力的相关系数不相同。
源自文库
１
历次案例校准计算结果 在上世纪９０年代编制“统标”和修订“规范”过程中，都曾应用国际上通常采用的ＪＣ法对重力式码头典
型案例的抗滑、抗倾稳定性进行了求取卢值的校准计算。这些校准计算都是以“统标”编制期间进行的大量 的变量统计结果为基础。这些用于校准计算的典型案例有较好的代表性，涵盖了带卸荷板混凝土方块（或空 心块体）、沉箱与扶壁等三种重力式码头主要结构型式，墙后回填也考虑了填石、填砂，全填石，全填砂３种情 况。本次规范修订中又新增了部份有代表性的案例进行校准计算。历次校准计算的结果见表１。
港口工程
重力式码头设计中抗滑、抗倾
稳定性的可靠度水平
吕卫清
（中交第四航务工程局有限公司 广州市
５１０２３１）
摘要：本文根据《重力式码头设计与施工规范》修订过程中对典型案例可靠度指标口的校准性计算结果，分析 了现行规范中重力式码头抗滑、抗倾稳定性的可靠度水平，揭示了在不同墙身结构型式和墙后回填状况下的卢值有一 定差异。本文给出了几种不同状况下码头抗滑、抗倾可靠度指标』９值的统计结果，可供设计时参考。
关键词：重力式码头；抗滑稳定性；抗倾稳定性；可靠度
现行《重力式码头设计与施工规范》（ＪＴＪ ２９０－－９８）（以下简称“规范”）采用的“以概率理论为基础，以分项系 数表达的极限状态设计方法”是基于现行《港口工程结构可靠度设计统一标准》（ＧＢ ５０１５８—９２）（以下简称“统 标”）的规定。“规范”按“统标”规定的ＪＣ法（一次二阶矩阵法）对十多个典型重力式码头安全水平进行了校准 计算，在其可覆盖的范围内按分项系数设计的重力式码头抗滑、抗倾稳定性的可靠度（安全水平）在总体上达到 了“统标”的要求，而且其安全水平与８７版重力式码头设计与施工规范按安全系数法设计时基本相同。“规 范”给出的各分项系数是根据各主要变量的统计成果经校准计算后求得，它体现了典型的已建工程的实际成 果与经验。“规范”进行了校准计算是要确定重力式码头抗滑、抗倾稳定性满足标准值安全系数Ｋ。＝１．３（抗 滑）、Ｋ。＝１．６（抗倾）时Ｂ（抗滑）和岛（抗倾）达到“统标’＇ｐ＞／ｇＴ（目标可靠指标）一３．５～４．０的要求。 “统标”和“规范”都对典型案例进行了校准计算，结论是总体上满足“统标”规定的可靠度水平。本文重点 分析“总体上达到”内涵着的不同状况下的差异，以便更全面地认识现行规范中抗滑、抗倾稳定性的可靠度水平。
总体水平的平均可靠指标卢的确可达到“统标’阱＝
３．５＂－－＇４．０的要求，但从变化范围来看，抗滑的压在某种 情况下可低至２．８，而抗倾的届亦可低至３．５。所以， 进一步分析和认识这些差异是完全必要的。 ２分析与统计 就可靠性设计而言，最理想的做法是对每个个
从表１可看出，历次校准计算的结果均表明反映
表１历次校准计算的平均可靠指标声 历次校准
且（Ｋｅ＝１．３） 岛（Ｋｏ＝１．６） ４．１（３．６～４．５）
抗滑稳定性
抗倾稳定性 资料来源
“统标”编制期间 “规范”（９８版）
３．６（２．８～４．５）
文献［１］、［２］ 文献［３］
４．１（３．５～４．８）
４．７（４．３～５．１）
修订期间 本次“规范” 修订期间
３．７（３．Ｏ～４．８） ４．２（３．５～５．４）
水平。所以，对校准计算中的声随何因素变化、变化有无规律的认识，将有助于设计时合理使用按分项系数 方法验算的结果，对不同情况予以区别对待。 影响可靠度指标卢的主要因素可从三个方面去定性地考虑，一是稳定性平均安全系数的高低；二是各有 关随机变量的变异性大小；三是作用与抗力之间的相关性。在校准计算中，平均安全系数的水平已定，所以 后面两个因素的影响便是主要的，而这两个因素主要与墙身结构类型和墙后回填材料情况相关，因此，有必 要将前述校准计算中的典型案例作分类统计分析，以反映上述因素对口值的影响。 由于９８版“规范”校准计算中对“统标”编制期间取得的几个主要参数的标准值和变异系数作了调整，所以 其结果是得出的ｐ值明显高于“统标”的结果（如表１所示）。为安全计，以下所作的分类统计未把９８版“规范” 的案例包括在内。“统标”案例和本次“规范”修订案例的分类统计按码头结构类型及回填状况分为以下四种ｔ 状况工：带卸荷板方块或空心块体或沉箱墙身，墙后有抛石棱体及填砂； 状况Ⅱ：带卸荷板方块或空心块体或沉箱墙身，墙后全部填石； 状况Ⅲ：沉箱墙身，墙后全部填砂； 状况Ⅳ：扶壁墙身，墙后全部填砂，但外摩阻角如＝Ｏ。 分类统计的结果如表２。 从表２可看出，墙后回填抛石时晟和卢。的总体水 平相对较低，而墙后全填砂时则相对较高，尤其以扶 壁、填砂的状况Ⅳ为最高，出现这种现象的原因是在 相同平均安全系数的前提下，产生土压力作用的回填 块石变异性远大于回填砂，回填块石的土压力系数变 异系数约为０．１３，但回填砂仅为０．０７５，而可靠性指 标口定性上是随作用的变异系数增大而降低；当平均 安全系数和回填材料都相同时（状况Ⅲ和ＩＶ），由于扶
文献［４］
案均进行有关参数的变异性统计分析，然后再按ＪＣ法或其他可靠度计算方法进行可靠性验算，使之满足 “统标”规定的目标可靠指标的要求。但现行规范采用的“以概率理论为基础，以分项系数表达的极限状态设 计方法”并不要求直接按ｐ设计，只是在“规范”确定分项系数时需要通过卢的校准计算来判断、控制可靠度
中国交通建设集团有限公司第一届科技大会论文集
３结论
（１）《重力式码头设计与施工规范》（ＪＴＪ ２９０－－９８）中码头抗滑、抗倾稳定性的可靠度水平总体上达到“统 标”的要求是没有问题的，历次校准计算的结果都有力地证明了这一结论。 （２）在“总体上达到”的前提下，不能忽视不同结构类型及墙后回填状况产生的可靠度水平差异。对于墙 后回填块石的情况尤应注意，此时抗滑、抗倾的Ｊ９值水平将会低于总体水平；对于墙后回填砂的情况，特别是 墙身为扶壁结构时其ｐ值水平将较高于总体水平。设计时要考虑根据墙后回填料区别对待。
ｔｈｅ Ｔａｋａｓｈｉ．Ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ－－ｂａｓｅｄ Ｄｅｓｉｇｎ ｆｏｒ Ｐｏｒｔ ａｎｄ Ｈａｒｂｏｕｒ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ，Ｆｉｎａｌ Ｒｅｐｏｒｔ ｏｆ
Ｊｏｉｎｔ Ｓｔｕｄｙ ｏｆ ｗＧ一２［Ｇ］．７ｔＨ Ｎｏｒｔｈｅａｓｔ Ａｓｉａ Ｐｏｒｔ Ｄｉｒｅｃｔｏｒ－－Ｇｅｎｅｒａｌ Ｍｅｅｔｉｎｇ，２００６，Ｊａｐａｎ．
表２
Ｋ—Ｉ．３、墨＝１．６时的晟和卢．
抗滑岛（Ｋ一１．３）
３．２７（３．２） ３．０２（２．９） ３．９０（４．２） ４．３５（４．５） ３．６（３．６）
码头结构类型及回填状况 状况Ｉ 状况Ⅱ 状况Ⅲ 状况Ⅳ 总体平均
抗倾角（Ｋｏ＝１．６）
４．００（４．Ｏ） ３．７１（３．６） ４．２４（４．３） ４．８１（４．５） ４．１（４．１）
注：括号内口值为“统标”校准计算时的平均信。
壁土压力计算中回填砂外摩阻角如＝ｏ，主动土压力没有垂直分量，亦即不会作为抗力的一部分而与作为作 用的水平主动土压力产生负相关，而口定性上是随作用与抗力的负相关系数增大而降低，所以状况Ⅳ的口比 状况Ⅲ高亦是合乎逻辑的。 日本对重力式防波堤可靠度水平校准计算也有类似结果［５］。在总体水平为且＝２．２８的情况下，直立式 沉箱防波堤的Ｊ８为２．ＩＩ，而墙前有消波块斜面的沉箱防波堤的ｐ为２．６４，表现出明显的差别，其原因主要是 这两种类型防波堤在作用与抗力计算中波浪力的相关系数不相同。
源自文库
１
历次案例校准计算结果 在上世纪９０年代编制“统标”和修订“规范”过程中，都曾应用国际上通常采用的ＪＣ法对重力式码头典
型案例的抗滑、抗倾稳定性进行了求取卢值的校准计算。这些校准计算都是以“统标”编制期间进行的大量 的变量统计结果为基础。这些用于校准计算的典型案例有较好的代表性，涵盖了带卸荷板混凝土方块（或空 心块体）、沉箱与扶壁等三种重力式码头主要结构型式，墙后回填也考虑了填石、填砂，全填石，全填砂３种情 况。本次规范修订中又新增了部份有代表性的案例进行校准计算。历次校准计算的结果见表１。
港口工程
重力式码头设计中抗滑、抗倾
稳定性的可靠度水平
吕卫清
（中交第四航务工程局有限公司 广州市
５１０２３１）
摘要：本文根据《重力式码头设计与施工规范》修订过程中对典型案例可靠度指标口的校准性计算结果，分析 了现行规范中重力式码头抗滑、抗倾稳定性的可靠度水平，揭示了在不同墙身结构型式和墙后回填状况下的卢值有一 定差异。本文给出了几种不同状况下码头抗滑、抗倾可靠度指标』９值的统计结果，可供设计时参考。
关键词：重力式码头；抗滑稳定性；抗倾稳定性；可靠度
现行《重力式码头设计与施工规范》（ＪＴＪ ２９０－－９８）（以下简称“规范”）采用的“以概率理论为基础，以分项系 数表达的极限状态设计方法”是基于现行《港口工程结构可靠度设计统一标准》（ＧＢ ５０１５８—９２）（以下简称“统 标”）的规定。“规范”按“统标”规定的ＪＣ法（一次二阶矩阵法）对十多个典型重力式码头安全水平进行了校准 计算，在其可覆盖的范围内按分项系数设计的重力式码头抗滑、抗倾稳定性的可靠度（安全水平）在总体上达到 了“统标”的要求，而且其安全水平与８７版重力式码头设计与施工规范按安全系数法设计时基本相同。“规 范”给出的各分项系数是根据各主要变量的统计成果经校准计算后求得，它体现了典型的已建工程的实际成 果与经验。“规范”进行了校准计算是要确定重力式码头抗滑、抗倾稳定性满足标准值安全系数Ｋ。＝１．３（抗 滑）、Ｋ。＝１．６（抗倾）时Ｂ（抗滑）和岛（抗倾）达到“统标’＇ｐ＞／ｇＴ（目标可靠指标）一３．５～４．０的要求。 “统标”和“规范”都对典型案例进行了校准计算，结论是总体上满足“统标”规定的可靠度水平。本文重点 分析“总体上达到”内涵着的不同状况下的差异，以便更全面地认识现行规范中抗滑、抗倾稳定性的可靠度水平。
总体水平的平均可靠指标卢的确可达到“统标’阱＝
３．５＂－－＇４．０的要求，但从变化范围来看，抗滑的压在某种 情况下可低至２．８，而抗倾的届亦可低至３．５。所以， 进一步分析和认识这些差异是完全必要的。 ２分析与统计 就可靠性设计而言，最理想的做法是对每个个
从表１可看出，历次校准计算的结果均表明反映
表１历次校准计算的平均可靠指标声 历次校准