浅谈T型桩基地连墙组合式码头结构的受力特性

厂学术　］　ＬＡＣＡＤＥＭＩＣ．－Ｊ　浅谈Ｔ型桩基地连墙组合式码头结构的受力特性　◎贺飞广东省航运规划设计院有限公司　１．．摘　要：Ｔ型桩基地连墙组合式码头结构的受力特性较复杂，在考虑锚锭位移等因素后，采用　有限元法分　前墙入土深度、锚锭墙长度、拉杆长度对锚锭点位移、结构内力以及拉杆内力影响　较大，需要进行控制，直接影响结构的优化设计。结合工程量等因素，Ｔ型桩基地连墙组合式码头　结构更适合考虑锚点位移、大吨位码头。　关键词：Ｔ型桩组合式码头结构受力特性　板桩码头结构是三大码头结构型　折减法还是非常有用的，但Ｔ型截面连　式之一，具有结构简单、施工速度快、　以１０万吨级Ｔ型桩基地连墙组　墙往往为大型码头铸造结构，传统方　合式码头结构为例。前沿泥面标　对复杂地形条件适应性强等优点，应　法并不适用。本次研究采用有限元分　高一１６．０ｍ，顶标高６．０ｍ，锚锭墙顶标　用十分广泛。板桩码头的设计理论、方　析法简要分析Ｔ型桩基地连墙组合式　高３．５ｍ，锚锭点标高３．０ｍ，水位０　５ｍ。　法尚不成熟。随着港口建设规模的扩　码头结构的受力特性，为完善该设计　前墙与锚锭墙为Ｃ３０钢筋混泥土结　大，大型深水码头需求的增加，码头结　；提供依据。　构，Ｅ＝３．０×１０４ＭＰａ；拉杆Ｑ２３５材质，　Ｅ＝２．０　ｘ　１０５ＭＰａ。距码头前沿４０ｍ内面　构设计的要求越来越高。国内学者进　行了竖向弹性地基梁法不同结构、不　１．Ｔ型桩基地连墙组合式码头结构影　载３０ｋＰａ，４ｏｍ外面载５０ｋＰａ。地基宽度　同土质等情况下模型分析，绝大多数　响因素　学者认为Ｔ型截面适合作为大刚度板　出了＿Ｔ型截面连墙施工工艺，即在水泥　３６０ｍ，深度１２０ｍ，结构距各边界最小　为利用有限元优选连墙码头结　距离＞３倍结构尺寸。按照常规土体物　桩码头最适合的截面形式。国内已提　ｌ构，需要进行有限元分析，分析明确敏　理学指标，板桩墙前土体采用快剪指　感因素、影响规律，从而分析影响码头　标，墙厚采用固结快剪。初步计算，　搅拌土植入钢砼Ｔ型桩，还可进行连续　地下施工，一定程度上克服了施工过　程中，取土对结构载荷的影响。对于中　结构内力、拉杆拉力、锚锭点唯一的因　最小前墙入土深度再７ｍ以上，故选择　素。采用ＰＬＡＸＩＳ．￣｛ｋ［：，尝试分析前墙　８￣１２ｍ五种情况。计算结果如表１。　入土深度、前墙刚度、锚锭墙长度与刚　度、拉杆长度等因素影响。　随着时间的推移，入土深度的增　小型的板桩码头结构，实践证实内力　加，锚锭点位移不断缩小增加，但随着　铡　入土深度　０　前板桩墙　正弯矩　（ｍｍ）　４０２　３７７　锚锭墙　负弯矩　（ｋＮ．ｍ／ｍ）　４３４．３　１１Ｏ２．８　ｔ２杆　Ｒ　ａ　（ｋＮｍ／ｍ）　８５７１　８３Ｏ．５　负弯矩　（ｋＮ．ｍ／ｈａ）　１１８６　８　１１２３．９　（ｍ）　８　９　（ｍｍ）　９４４　８８６　（ｍｍ）　４３６　４１１　（ｋＮ．ｍ／ｍ）　５６２４．４　５２８１．８　１０　ｌ１　１２　８４４　７８９　７４６　３８９　３６５　２９４　３６６　３４Ｓ　３２６　４９５９．８　４５６Ｏ．２　３３２６．２　１８４Ｏ．４　２７４１．７　３６７Ｏ．４　１１７１．６　９９９　８　９３９．９　８０２．３　７６８　４　７３５　７　表１　Ｔ型桩基地连墙组合式码头结构入土深度对各时期锚锭点位移、前板桩墙正负弯矩、锚锭墙负弯矩、拉杆力的影响　９４｝　，７　前板桩墙　方法　（ｍ）　（ｋＮ．ｍ／ｍ）　拉杆　ＭＪ＿Ｍａｘ　Ｒ。　头结构优选影响较大，Ｔ型桩基地连　墙组合式码头结构更适合考虑锚点位　（ｋＮ．ｍ／ｍ）　ｆｋＮ）　移、大吨位码头。当然，本次研究中，　仅进行了结构的有限元分析，未能探　讨桩间土等因素对结构力学特性的影　响；除锚点位移外，码头前沿土及横梁　底部的竖向位移等参数也会影响其力　实测　有限元分析　３８．Ｏ　３８．３４　１２２５　１２３５　４７２～６７４　５５７　表２模型实测以及有限元分析单锚板桩码头结构力学特性　入土深度的增加，前板桩墙正弯矩也　１０００ｍｍ，Ｃ３０钢筋混凝土地连墙　学特性，不同时期环境对两侧板桩墙也　会逐渐下降，负弯矩逐渐上升，锚锭墙　结构，Ｅ＝３．０　ｘ　１０４ＭＰａ；锚锭墙厚　会产生影响，造成沉降等负面后果。需　的负弯矩逐渐下降。同法计算，计算弯　８００ｍ１１１，Ｃ２５钢筋混凝土结构，　综合其他因素，分析该结构在各种荷　矩情况，满足配筋、裂缝宽度要求Ｔ型　Ｅ＝２．８　Ｘ　１０４ＭＰａ；拉杆８５钢拉杆，材料　载下不同完建时期的位移情况，进一　前墙肋高需要￣４２００ｍｍ，故以５００ｍｍ　Ｅ＝２．０Ｘ１０５ＭＰａ，间距１．５ｍ。锚锭点标　步进行结构设计优化。开挖的方案对　为一个跨度，进行分析计算各截面的　高ｉ．５ｍ，码头前沿泥标高一１４．０ｍ，顶标　结构的影响也较大，直接影响后续荷　抗拉刚度ＥＡ、抗弯抗毒ＥＩ。结果显示　高４．０ｍ。　各个阶段随着前墙抗弯刚度的增加，　前板桩墙正负弯度、锚锭点位移、拉杆　验，尺寸１０００ｍｉｎｘ４００ｍｍＸ　１０００ｒａｍ，　载，有必要考虑海侧桩的倾斜度变化，　采用大型平面应变模型进行实　分析施工过程中两侧桩以及连墙的土　压力分布。Ⅱ　里不会发生显著变化。从这一角度来　比例尺Ｎ＝５２．６。地基土为自然风干粉　看，设计的前墙截面仅需要满足强度、　细砂，模型基土厚度７９０ｍｍ，构建有限　裂缝要求即可，确定所需的最小锚锭　元，采用ＰＬＡＸＩＳ程序建立应变模型，　墙长度为１１．５ｍ。以０．５ｍ为跨度进行分　进行数值模拟计算；采用１５点节点三角　析，结果显示随着墙ｋ－Ｋ：度的增加，锚　形单元，ＨＳ模型模拟本构关系，拉杆　锭点各个时间段的唯一逐渐下降，前　采用对点锚杆模拟。结果显示如表２。　板桩墙正弯矩逐渐上升、负弯矩逐渐　实测以及有限元分析结果相近，　下降，锚锭墙负弯矩逐渐上升，拉杆力　相对误差在１％以内。国内尚缺乏Ｔ型桩　也逐渐上于卜。计算满足强度配筋、裂缝　基地连墙组合式码头结构实例，考虑　宽度要求的墙体最小宽度８００ｍｍ，以　到Ｂｚ软件无法将拉杆长度作为可变因　２００为一个跨度，向上进行分析，计算　素，故仅针对前墙入土深度、锚锭墙长　ＥＡ、ＥＩ，结果显示其对锚锭点位移、前　度两个因素进行分析，计算得出随着锚　板桩墙等影响并不大。故，从工程难以　锭墙长度增加，前墙正弯矩增大，则负　参考文献：　角度来看，选择最小截面尺度最为合　弯矩减少，锚锭负弯矩真极大，拉力增　５０ｍ、拉杆单宽抗拉刚度１．３３ｒａｍ。通过　点位移增加、结构尺度增加，负弯矩逐　指标的最佳设计参数，另得出前墙入　方法未能考虑土压力的影响。　【１］刘华如．超深基槽重力武码头结构选型和　理。同理计算得到最佳的拉杆长度为　大。而采用规范方法则认为，随着锚锭　设计关键技术［Ｊ］．科技资讯，２０１５，０８：８２．　【２］张炜煌．超深基槽重力式码头结构选型与　对以上因素进行分析，结果确定了部分　渐成为控制弯矩，考虑可能因为规范　设计关键技术…．水运工程，２０１４，０４：５２－５６．　［３］薛浩，徐磊，徐士方，等．高应变动力试桩　对摩擦型桩检测的研究分析［Ｊ］．工程质　量，２０１４，０７：６２—６５．　土深度、　苗锭墙长度、拉杆长度对锚锭　点位移、结构内力以及拉杆内力影响　３。小结　较大，需要进行控制。　从有限元分析结果来看，对于Ｔ型　［４］林祖锴，黄俊光．端承型桩基础在扶壁式　截面，直接影响优化设计结果，前墙入　挡墙中的应用…．广东水利水电，２０１４，０５：４８—　２．工程模拟分析　土深度、锚碇墙长度及拉杆长度为力　加，Ｔ型截面前墙所需载面高度下降，　５１．　以单锚板桩码头为例，主要　学结构的敏感因素。随着锚锭位移增　由前方板桩墙、后方锚锭墙组成，　［５】闰楠，杨俊杰，董猛荣，等．摩擦型桩表面劣　化时的沉降特性室内模拟试验［Ｎ】．哈尔滨工　间距３５ｍ，拉杆相连接。前墙厚度　考虑锚锭位移对桩基地连墙组合式码　业大学学报，２０１６，０２：１４７－１５１．　ＡｃＡＤ　　１９５