一种高桩码头新结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种高桩码头新结构，桩顶采用铰接形式，使温差变形产生的桩弯矩减小、适应外海深水风浪恶劣条件下施工的桩顶连接要求；距温差变形平衡线25m以外的叉桩或斜桩均采用小横向夹角布置使温差变形产生的桩轴力减小；距温差变形平衡线25m以内的叉桩或斜桩沿纵向布置以提高码头抵抗纵向水平力的能力；分段两边缘第一跨排架间距适当减小以降低纵横梁及桩的设计内力；在伸缩缝处采用多小段间隙不超过20mm的轨道连接结构，能满足轨道机械平稳过渡伸缩缝工作的要求。本实用新型专利技术码头分段长度一般大于120m可减小的排架承担的水平力，降低工程造价，有利于采用大管桩(含PHC桩)代替钢管桩。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及港口工程领域，具体涉及高桩码头结构。
技术介绍
目前高桩码头分段长度一般对整体装配式取60 70m，对整体现浇式取35m左右， 这种传统的分段方法是对码头结构适应能力的简化处理，在上述分段长度内可不考虑温差 变形及混凝土收缩变形对结构的影响，其不足之处在于①没有考虑结构对温差及收缩变 形的适应性，分析认为桩的泥上高度、桩身柔性及塑性、桩基布置等对结构纵向变形的适 应性影响很大，可使分段长度相差数倍，应是划分码头分段长度的主要考虑因素。②没有充 分利用码头分段长度的潜力，造成码头分段排架数量少、排架水平力分配系数大，使水平荷 载产生的桩基内力大。③有些码头泊位如充分利用分段长度潜力时也许不用分段，但采用 简化的分段长度控制值时却必须分段，增加了伸缩缝以及装卸工艺跨越伸缩缝的处理。④ 有些特殊装卸工艺要求尽量避免跨越伸缩缝时无法采用长分段结构避免。对离岸深水高桩码头，桩的自由长度较大，结构能适应纵向变形的条件较好，增加 分段长度可以减小各排架所承受的水平力，有利于采用大管桩(含PHC桩)代替钢管桩。目前高桩码头桩顶一般采用刚接形式，虽然桩顶刚接能提高排架的水平抗力，但 是所提高的比例值随着桩的泥上高度增加、斜桩斜度及斜桩所占的比例增加而减小。对于 有叉桩的离岸深水码头，采用桩顶刚接所提高的水平抗力相对不大，而刚接桩顶要伸入桩 帽或横梁的高度较大，造成施工困难、成本提高，这也部分抵消了利用桩顶刚接而提高水平 抗力的优势。若采用桩顶铰接，则桩基在温差及混凝土收缩等变形下产生的弯矩小，可增加 分段长度，使排架所分担的水平力减小。经分析认为对离岸深水高桩码头，采用桩顶铰接 增加分段长度所减小的排架分担水平力、一般大于采用桩顶刚接而提高的排架水平抗力， 对提高整体码头的水平抗力及刚度是有利的。另外铰接桩更能适应风浪恶劣条件下的桩顶 连接要求，更适合用于外海深水码头情况，采用铰接桩时桩顶伸入横梁高度仅需5cm，使横 梁底筋能直接从桩顶通过，下横梁或桩帽的高度也会降低，方便施工。传统的高桩码头各排架叉桩一般都沿横向布置以抵抗横向水平力。这种布置方式 存在以下不足之处①位于分段中间的排架由于承受水平力相对较小，叉桩一般有承载力 富余、不能充分发挥作用；②若分段中不布置纵向叉桩，则分段的纵向水平抗力较弱，实践 中通常需在分段两边(常在第二榀排架位置处)布置少量纵向斜桩以抵抗纵向水平力。经 分析认为，新结构结构不宜采用传统的桩基布置方式，可考虑以下因素调整桩基布置①在 新结构两端附近桩顶由于温差产生的纵向变位大、会对纵向叉桩或斜桩产生较大的温差桩 轴力，因此在分段两端附近不应布置纵向叉桩或斜桩；②考虑到位于分段中间的横向叉桩 承受的水平力相对较小，可将中间约40 50m范围的横向叉桩改为纵向布置以提高码头的 纵向水平抗力，此时分段中间排架所承受的水平力可两边排架传递，由于新结构码头两边 排架数量众多，中间叉桩的横改纵布置对码头整体抵抗横向水平力影响不大，因此从技术 经济比较是合理的。高桩码头新结构结构在混凝土年气象温差变形、收缩变形和预应力徐变的作用 下，会产生较大的纵向变位、产生较大的结构内力；同时伸缩缝的伸缩量较大(一般5 20cm)。针对以上特点，采用新结构码头需解决以下几个问题1在混凝土年气象温差变形、收缩变形和预应力徐变的作用下码头结构的纵向内 力计算。2新结构码头的桩基布置。3新结构码头横向水平力在各排架中的分配。4新结构码头的设计简化计算方法。5新结构码头设计与施工的要点。6轨道机械及其它流动机械平稳过渡伸缩缝工作。本技术解决了以上关键问题，使新结构码头可以得到应用。
技术实现思路
一种高桩码头新结构，分段长度一般不小于120m ；桩基的桩顶采用铰接形式；新 结构中位于温差变形平衡线(指码头平台对纵向温差变形不产生位移的纵向线)25m以外 的叉桩或斜桩均采用小横向夹角布置；位于温差变形平衡线25m以内的叉桩或斜桩沿纵向 布置；分段两边缘第一跨排架间距小于内跨排架间距；在码头伸缩缝处采用多小段间隙不 超过20mm的轨道连接结构。所述的新结构结构，其分段长度可远大于常规高桩码头的分段长度，一般不小于 120m，工程条件好时可达200m以上。分段长度根据具体码头工程的桩径、泥上长度、地基条 件、桩顶连接、桩身强度和刚度、桩基整体布置、纵梁安装后混凝土的收缩、施工安装情况、 年气象温差，纵向荷载、平台和排架水平刚度等情况确定。所述的桩顶铰接形式，其特征是桩顶伸入横梁或桩帽5 IOcm ；当横梁钢筋与桩 顶接触面较大时，钢筋宜垫高1 2cm，以增加钢筋的握裹力及防腐保护层；对非完全铰接 桩顶弯矩大于桩身抗弯的基桩，采取下列措施(见图2a、图2b)处理①桩顶混凝土接触面 面积按局部受压计算确定，接触面外铺设低强度的防腐材料垫片。②连接钢筋笼直径小于 接触面直径，布置在接触面范围内；③钢筋笼内可设置连接插筋以满足抗拉要求并增加接 触面的局部抗压富裕强度；④连接钢筋的主筋及插筋宜采用直径不小于^mm的2级钢或 3级钢，以增加接触面钢筋的允许缝隙量，配筋量由计算确定，应满足桩顶的抗拉要求、并且 所配钢筋可能产生的最大弯矩宜小于桩身的允许抗弯值；⑤当仍不满足钢筋在接触面的缝 隙量要求时，连接钢筋的主筋与插筋可在接触面附近涂抹柔性防腐材料，以增加等效自由 长度、进一步增加接触面钢筋的允许缝隙量。钢筋在接触面处所需的缝隙量由计算确定。所述的距温差变形平衡线25m以外(如图1的B区)的叉桩或斜桩采用小横向夹 角布置(如图1桩幻，夹角宜根据桩基布置及打桩偏差情况通过计算后确定(一般为12 18° )。打桩偏差应考虑桩顶水平面偏位、方位角偏差、仰俯角偏差、左右摆动角偏差等， 在确保不会发生碰桩的前提下，尽量减小叉桩(或斜桩)与横梁轴线的夹角。对温差变形 产生较大桩轴力的基桩，采取以下措施进一步减小叉桩的横向夹角①将可能碰桩的相邻 直桩(如图1桩4)改为斜度约20 1的反向纵向斜桩；②斜桩桩顶与可能碰桩的相邻直 桩桩顶采用偏离排架轴线约IOcm左右错开布置(如图1中3桩顶偏右10cm，4桩顶偏左4IOcm)ο所述的距温差变形平衡线25m以内(如图1的A区)的叉桩或斜桩沿纵向布置 (如图1中的桩2)，必要时还可将一部分承载力有富余的直桩也布置成纵向斜桩。布置纵 向叉桩或斜桩的最小桩数及倾斜度由码头分段所承受的纵向水平力及抗震要求确定。所述的分段两边缘第一跨排架间距(图1间距d)小于内跨间距(图1间距C)，以 减小纵梁、横梁及桩的设计控制内力，第一跨排架的间距由计算确定。进一步地，所述的轨道连接结构(见图3 13)包括跨越伸缩缝的主轨道(11)，附 轨道(16)，连接片(12)，底板(13)、立板(14)、压板(15)、顶板(18)。在主轨道(11)以及附 轨道(16)的两端肋板上各有一圆孔(111 。连接片(1 两端各有一长形孔(12 。主轨道 与附轨道以及附轨道之间通过连接片相互连接。所述的连接采用螺栓穿过圆孔(1113)及 长形孔(123)，螺栓与连接片长形孔(12 连接后有纵向间隙，所述纵向间隙用于控制轨道 间的最大缝隙量。所述主轨道以及附轨道的轨道顶面(111)两端部设置有主斜角(1111)； 本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种高桩码头新结构，其特征在于，所述高桩码头新结构的分段长度不小于１２０ｍ；所述新结构中桩基的桩顶采用铰接形式；所述新结构中位于距温差变形平衡线２５ｍ以外的叉桩或斜桩均采用小横向夹角布置，位于距温差变形平衡线２５ｍ以内的叉桩或斜桩沿纵向布置；所述新结构中位于分段两边缘的第一跨排架间距小于内跨排架间距；所述码头伸缩缝处的轨道衔接采用多小段间隙不超过２０ｍｍ的轨道连接结构。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈明关，程泽坤，陈奉琦，
申请(专利权)人：中交第三航务工程勘察设计院有限公司，
类型：实用新型
国别省市：31