一种创新的码头结构新型式整体箱板式高桩码头结构设计与施工技术.docx

一种创新的码头结构新型式———整体箱板式高桩 一种创新的码头结构新型式 ———整体箱板式高桩码头结构设计与施工技术 晓 1 , 邱大洪 1 , 2 , 仝成才 1 , 苏 萍 1 邴 ( 1. 大连理工大学 土木建筑设计院有限公司 , 辽宁 大连 116024; 2. 大连理工大学 海岸和近海工程国家重 点实验室 , 辽宁 大连 116024) 摘要 : 阐述了传统高桩码头结构在耐久性 、整体性方面存在的主要问题 ,针对问题提出了几个新的设计理念 , 并据此设计了一个创新的码头结构方案 . 其要点是上部结构采用双向预应力整体箱板结构 ,桩基采用全直桩基 础 . 上部结构沿码头纵向分段拼装 ,按短线匹配法箱梁预制施工技术进行设计 ,在纵向分段预制时形成横向无 粘结预应力构件 ,预制的纵向分段在桩基上安装后 ,在预留的孔洞及管道中进行预应力张拉 ,形成纵向粘结预 应力 . 在整体箱板与桩基连接处 ,采用三向预应力纤维混凝土 . 施工完成后 ,一个标准段码头的上部结构形成一 个整体箱板 . 文中通过 2个案例 ,从设计 、施工 、工程量及经济指标等方面论证了本方案的优越性及其推广应用 价值 . 关 键 词 : 整体箱板式高桩码头 ; 上部结构耐久性 ; 设计理念 中图分类号 : U656. 113 文献标识码 : A 文章编号 : 1009 - 640X (2009) 04 - 0143 - 08 高桩结构是码头工程普遍采用的一种结构形式 ,主要由桩基和上部结构组成 . 桩基技术发展较快 ,但高 桩码头上部结构技术发展缓慢 ,因此可供选择的结构形式较少 . 经过几十年的工程实践表明 ,传统的高桩结 构存在以下问题 : ①码头上部结构底面边界复杂 ,有许多可以积聚盐雾潮湿空气的空间 ,耐久性差 ,使用寿命 短 ; ②码头上部结构由横梁 、纵梁 、板等多层梁板结构组成 ,横梁搁置在现浇钢筋混凝土桩帽上 ,整体性差 ,刚 度较小 ,且该类梁板系统很难应用双向预应力技术 ; ③上部结构高度大 ,为避免波浪上托力冲击梁底 ,不得不 抬高码头面 ,从而相应抬高后方场地地面高程 ,增加整个码头工程的土方量. 同时因为码头上部结构底面与水 面之间净空很小 ,维修非常困难 ,往往需要停产维修 ; ④由于上部结构整体刚度差 ,为承受各类水平力 ,需设 置斜桩 ,增加了打桩难度 ;后方棱体下沉时桩帽易裂 ,不能适应地震荷载 ,且桩帽底面标高较低 ,施工时钢筋 接触海水 ,直接影响了高桩码头的使用寿命 ; ⑤护舷设置需预制钢筋混凝土靠船构件 ,该构件重量大 ,与上部 结构连接的现浇节点是薄弱环节 ,极易在码头施工和使用时出现裂缝 ; ⑥桩帽混凝土需赶潮施工 ,水上施工 工作量大 ,影响工程进度 ; ⑦现浇接头工作量大 ,且需分多次施工 ,因而整个码头工程的施工速度较慢. 随着我国国民经济的迅速发展 ,高桩码头的应用越来越广 ,如何解决高桩码头上部结构耐久性差的问题 是目前我国水运行业面临的主要问题之一. 1 技 术 方 案 在吸取我国一些高桩码头设计施工成熟经验的基础上 [ 1 , 2 ] ,提出一种能够显著提高高桩码头耐久性 ,且 收稿日期 : 2009 - 06 - 26 作者简介 : 邴 晓 ( 1969 - ) ,男 ,山东栖霞人 ,高级工程师 ,硕士 ,主要从事港口与航道工程设计与研究 . E2m a il: b ingxiao@ vip. 163. com 144水利水运工程学报2009年 12月施工简单快捷的新 144 水 利 水 运 工 程 学 报 2009年 12月 施工简单快捷的新型高桩码头结构体系 ,同时力求使本结构体系的工程造价与现行常规的梁板式高桩码头 结构的工程造价相差不大 . 为此 ,提出了以下几个设计理念 : ①上部结构底边界为一平面 ,消除积存高盐分盐 雾空气的危害 ; ②结构内应力按无拉应力设计 ,避免施工和使用期由于受力产生裂缝 ; ③全部上部结构外表 面无内部钢筋露头 ,避免从结构外部锈蚀钢筋 ; ④一个标准段上部结构为一整体 ,提高整体刚度 ,把水平力分 布在一个标准段桩基的全部支承桩上 ,大大减小作用在每个桩顶上的水平力 ; ⑤取消斜桩 ,采用全直桩基础 ; ⑥独立的靠船系统. 1. 1 结构设计方案 码头上部结构采用双向预应力整体箱板结构 ,桩基采用全直桩基础 . 上部结构沿码头纵向分段拼装 ,参 考中交四航局和有关研究院的经验 ,按短线匹配法 [ 3 , 4 ]箱梁预制施工技术进行设计 ,在纵向分段预制时形成 横向无粘结预应力构件 [ 5 , 6 ] ,预制的纵向分段在桩基上安装完毕后 ,在预留的孔洞及管道中进行预应力张 拉 ,形成纵向有粘结预应力 . 预制箱板间采用胶