遮簾式板樁碼頭結構土壓力算法及承載特性研究.pdf

1、板樁碼頭是國內外中小型港口碼頭常用的結構形式,在允許樁體打入土層或就地成樁的場址,采用板樁結構的碼頭形式是最經(jīng)濟的。這種碼頭由起擋土作用的板樁墻、拉桿和錨碇墻組成。相對板樁墻的擋土高度而言,板樁墻的厚度很小,屬柔性結構。板樁墻的上部需要受到錨碇系統(tǒng)拉力的約束,其下部則需要嵌入至開挖面以下一定深度,才得以維持板樁墻的穩(wěn)定。
　　 常見的板樁墻的墻身總高度不宜超過20m,且主要應用于中小型碼頭。若用于深水港池泊位,為滿足碼頭結構對穩(wěn)

2、定和變形的要求,就要設計非常厚的板樁墻,才能承受巨大的側向土壓力。其結果不僅會增加施工難度,還將增大該結構形式碼頭的建設費用。
　　 為了適應港口碼頭向深水大泊位發(fā)展的需要,經(jīng)過多年的板樁碼頭結構設計實踐,中交第一航務工程勘察設計院提出了遮簾式板樁碼頭結構形式,并已成功建設了10萬噸級的深水泊位碼頭。與一般的板樁碼頭結構相比,遮簾式板樁碼頭結構在地連墻和錨碇墻之間增設一排或幾排靠近前墻但仍與前墻保持3.5m間距的鋼筋混凝土灌注樁

3、(即遮簾樁),遮簾樁、前墻和錨碇墻三者上端則由鋼拉桿相聯(lián)系。遮簾樁的截面呈長方形。設置遮簾樁的作用是讓其承擔一部分土壓力荷載,以減小前墻所受的土壓力,進而減小前墻的墻體厚度。
　　 遮簾式板樁碼頭作為一種新開發(fā)的結構形式,至今沒有成熟的計算方法。中交一航院分別用空間有限元和一般的簡化模型計算方法對該結構進行分析,最終結果與南京水利科學研究院原型觀測試驗對比有一定偏差。因此,作為一種新的結構形式,遮簾式板樁碼頭土壓力及穩(wěn)定性分析方

4、法是板樁結構設計中亟待解決的問題。
　　 本文所做的主要工作有:
　　 1.根據(jù)遮簾式板樁碼頭結構的承載特性,研究遮簾樁間水平卸荷土拱的形式及存在條件,并以此為前提,將該結構劃分為五個土壓力計算區(qū)域,利用朗肯、庫倫及平行墻原理對該結構各區(qū)域的土壓力進行計算,給出其在粘性土與非粘性土情況下的土壓力簡化計算方法。
　　 2.建立遮簾式板樁碼頭結構的有限元分析模型,將前墻與遮簾樁所受土壓力的有限元計算結果與原型觀測試驗

5、結果作對比,證明有限元模型的正確性,然后分別在粘性土及非粘性土的情況下,通過比較有限元與理論計算結果,對該結構的土壓力設計理論進行驗證。
　　 3.首先利用土壓力簡化計算方法,通過比較傳統(tǒng)板樁碼頭結構與遮簾式板樁碼頭結構前墻所受土壓力來分析遮簾樁的遮簾效果。然后,將傳統(tǒng)板樁碼頭結構的有限元模型與遮簾式板樁碼頭結構的有限元模型在結構所受土壓力、彎矩及拉桿力方面進行對比分析,通過有限元計算進一步說明遮簾樁的遮簾效果。