高桩梁板结构码头简介

高桩梁板结构码头简介一、概念1、码头：是供船舶系靠停泊用的建筑物，在此进行货物装卸、旅客上下或其它专性作用，是港口主要的水工建筑物之一，码头主要结构形式通常有重力式、板桩式、高桩式或其它形式。

2、码头组成：有主体结构和码头设备（港机等）两部分组成。

其中主体结构包括上部结构，下部结构和基础。

有些码头下部结构半身也是基础，如高桩梁板结构码头的桩基，板桩码头的板桩墙等。

其中高桩梁板结构码头上部结构为桩顶承台（桩帽或梁板及靠船构件等）。

3、高桩梁板结构特点（1）基本特点：高桩梁板结构是码头的三大结构形式之一，在我国应用相当广泛。

它利用打入地基中的桩梁作用在上部结构的承载传到地基深处。

桩不仅是基础，而且也是结构中不可缺少的组成部分。

（2）优点：适宜作成透空式结构，波浪反射轻，泊稳条件好；砂石料用量少；对干挖泥超深适应性强。

其缺点：结构承载能力有限，对地面超载适应性差；结构构件往往是按既定装卸工艺方案布置的，对装卸工艺变化适应性差；耐久性不如重力式和板桩式码头，特别是在高盐度、高温度和高湿度的地区，使用年限一般仅30年左右；构件易损坏，损坏后难以修理；施工一般需要台班费较高的打桩设备；造价一般较高。

（3）适用范围：高桩码头主要适用于软土地基。

我国沿海、河口和河流下游的地区软土地基分布很广，例如上海及长江下游和天津地区，地基表层由近代沉积土组成，硬土层位位置较低。

对于这种地基，目前高桩码头几乎是唯一可行的结构型式，并可用以建设深水码头。

高桩码头的发展方向是：粗桩、长桩、大跨度，采用预制和预应力钢筋混凝土；提高混凝土质量，增强耐久性。

连云港以南地区大部分采用高桩梁板结构。

日照含日照以北山东沿海以及广东、南沙、海南、福建局部采用沉箱等重力式码头结构型式。

中交三航、与广东新会预制厂用气垫运输高层沉箱至半潜驳安装码头。

另外：临近堆场一侧为板桩墙的重力式挡土墙的混合型式的高桩码头结构。

二、高桩梁板码头主要组成部分1、基本组成：高桩码头主要由上部结构,(也称桩台或承台)桩基和码头设备组成，在某些情况下还有挡土结构和护坡。

●上部结构的作用：（1）构成码头地面；（2）将桩基连成一体，成为一个整体结构；（3）安设各种码头设备（如防冲设施、系船柱、工艺管道、门机轨道等）。

上部结构直接承受作用在码头上的各种荷载和外力，并通过它将这些荷载和外力传给桩基。

●上部结构的组成因其型式而不同，以钢筋混凝土梁板式上部结构为例，它包括面板、纵梁（门机轨道梁也是纵梁）和横梁，另外还有靠船构件、桩帽、工艺管沟和系船柱块体等。

●桩基的作用是支承上部结构，并将作用在上部结构上的荷载和外力传到地基中，同时也起稳固地基作用（岸坡稳定）。

●为了减小码头结构的宽度和岸的衔接，可采用各种挡土结构来实现，如前板桩墙和后板桩墙，但采用最普遍的是在高桩码头结构后面设置各种重力式矮挡土墙。

●除前板桩高桩码头结构外，桩台下面的岸坡都暴露在外，根据码头前波浪的波高、水流速的大小和岸坡的土质情况，考虑是否护坡和采用什么样的护坡。

2、典型断面图三、高桩梁板码头各部位简介（一）桩分类（按所用材料）：分为木桩、钢桩、钢筋砼桩以及劲钢砼桩（钢管桩加砼）等四种。

●木桩：耐久性差，强度小，并且耗用我国所欠缺的木材，在高桩码头中已很少使用；●钢桩：易锈蚀，耗费大量钢材，造价高，但它制作方便，打入容易，能穿过硬土层，特别是它的强度高抗弯能力大;一版用于受风浪、水流或冰凌及船舶作用力较大的外海开敞式深水码头（连云港30万吨矿石码头采用钢管桩加砼桩型）。

●钢筋混凝土桩：耐久性好，省钢材，造价低，目前在高桩码头中得到普遍应用。

随着航道深水化、船舶大型化的航运市场以及大吨位码头对“高强、高抗弯能力”桩型需求日益增大。

连云港等海淤发育地区以及没有抗冻要求的以南地区采用大直径管桩及基组合的巅岩或锚岩桩型较多。

如连云港散粮及集装箱码头，焦炭及氧化铝码头桩基、北方其他港口（如大连港）个别码头地区也有应用实例。

而大直径管桩的分类通常有Φ1200~1400mm后张法预应力拼接管桩（中交三航五公司）以及PHC一次成型的先张法预应力管桩（中交三航三公司、长江二桥东侧、中交四航也有类似项目采用）。

●管桩特点（1）Φ1200mm直径后张法预应力砼大直径管桩。

后张法预应力管桩首先是美国雷德蒙公司生产的，故亦称雷德蒙桩，它是目前世界上叫为先进的预应力钢筋混凝土桩之一。

我国为了解决钢管桩用钢量大，易锈蚀和造价高，把“大直径预应力混凝土管桩的制造与应用”正式被列为国家“六五”期间的重点攻此项研究工作由交通部第三航务工程局负责，会同有关单位，经过三十年来的应用，已经在连云港、华东、华南等地区被广泛应用。

（2）我国当前能生产的管节，长4m，外径120侧面，壁厚12cm，沿圆周壁内预留20 个孔（传预应力钢绞线用），孔经Φ30mm预应力采用7Φ5mm的钢绞线。

管节采用自己研制的由离心、震动和辊压三个系统组成的离心振压成型机生产。

用这种复合工艺生产的管节：强度高，抗压强度达65~75MPa，抗拉强度达5~5.5MPa；密度大，吸水率低，平均值为3.5%，抗渗达Bs以上，水泥用量比用其他工艺（离心，旋辊工艺）省，可省20%以上。

每小时可生产两节。

（3）管节运到施工工地后，根据需要的桩长进行拼接，可拼接成40~60m长的预应力桩。

管桩的拼接主要包括管节粘接，穿钢筋并施加（1）管节之间一般用环氧树脂粘接。

拼接使用可调性接桩小车进行（共分两次张拉）。

为了增加接缝的强度，管节端面需要磨光机磨平并把边缘做成1cm的倒角。

为了是环氧树脂与混凝土很好粘接，管节端面涂以分别能与有机物和无机物起化学作用的处理剂，即有机偶联剂。

（4）目前可供预应力钢筋混凝土用的钢材有：热处理钢筋，热轧高强钢筋和高强钢丝（或钢绞线）大量资料表明，高强钢丝的的应力腐蚀倾向性最小，故一般采用高强钢丝束或钢绞线。

从各方面来考虑，钢绞线比钢丝束更优越，天津钢厂生产的7Φ5mm钢绞线，公称抗拉强度为1860MPa。

钢丝束（或钢绞线）用自动穿丝及传入预留孔。

钢丝用YG-170型拉伸机在管桩两端同时进行张拉。

（5）预留孔道用压力灌入水泥浆填塞。

预应力钢筋采用自锚，所以预应力的传递完全靠水泥浆与管壁的粘结力和对钢筋德尔握裹力。

要求制备低水灰比高流动性和收缩率低的灰浆，为此在灰浆中掺入合适的外加剂并用高速搅拌机搅拌。

（6）这种大直径的管桩与钢桩比较，耐久性好，使用寿命长，不需经常维护，用钢量省，仅为钢管桩的1/6~1/8，成本低，仅为钢管桩的1/2~1/3。

与目前广泛应用的预应力混凝土方桩比较：混凝土强度高，（超过C80号），耐锤击；密实度大，耐久性好，桩的抗弯能力大，120cm直径管桩的极限抗弯能力能达到1100KN·m；垂直极限承载力大，可达到6500~9000kN，为桩尖打入相同标高的60x60cm方桩承载力的1.8倍以上，管节生产工厂化，工效高，质量好，运输方便，现场可拼制超长度；，使用初期预制时硅灰和高分子纤维，套加钢套筒，桩顶附加桩芯吊板浇灌配筋砼，合理选择沉桩工艺（重锤低击）及时夹桩防撞优化替打设施等措施，减少桩端裂缝。

而PHC桩桩顶砍桩工艺掌控难度大，但预应力损失较小。

（7）大直径管桩如岩后，不能再强打，连云港地区DC—100锤型，最后三阵，每阵10锤（中等落距）平均贯入度小于5厘米时基本可判断进入持力层；大直径全直桩管桩入土深度原则上要求不低于桩长一半，若用持力层深度浅，可结合嵌岩或锚岩工艺形成桩端嵌固刚结点。

施工时要增设围囹及水上钻孔平台等措施完成嵌岩及锚岩。

连云港墟沟港区67#--69#的泊位混凝土大（管桩+嵌岩）、旗台作业区30万吨矿石码头（钢管+嵌岩）、浙江马迹山矿山码头等均采用嵌岩或锚岩工艺。

●钻孔灌注钢筋桩(1) 这种在我国桥梁工程中早已得到广泛应用，目前在中小码头中也已开始采用。

钻孔灌注桩，首先用钻机在地基上钻孔并用泥浆护壁，然后将绑制好的钢筋笼放入钻孔内，最后进行水下灌注混凝土，灌注桩一半采用圆形断面，根据需要也可采用两侧圆弧中间直线的断面。

常用直径为60~120cm，根据需要，也可采用更大直径。

钢筋笼的长度不一定要到桩尖，根据桩的受弯情况，到地基对桩的嵌固深度以下1~1.5m即可（一般情况下，钢筋笼伸入地面以下三分之一入土深度）。

目前的施工工艺只能做垂直桩，斜桩还难与施工。

码头中的桩基在泥面以上暴露在外，考虑到施工和耐久性的要求。

泥面以上的桩段可采用钢筋混凝土套管（图4—14）；也可采用可拆的钢套管。

但此时套管中低水位以上部分的混凝土应干浇，浇注这部分的混凝土之前应将水下混凝土松顶部分清除干净。

(2)钻孔灌注桩的优点：施工设备简单，不需要预制场和台班费较高的打桩船及其它辅助船舶；因不用船，不需要有一定面积和深度的施工水域，特别是对于岸坡上的后几排桩，不需要施工前挖泥；施工无噪声；对岸坡稳定无影响；造价一般较低。

其缺点：不能做斜桩，码头中基桩受弯距较大，需要断面大，受力钢筋多；混凝土和水泥用量多。

目前用它建码头的施工经验还不多、在施工质量上应倍加注意。

当前只局限于在中小码头中采用，特别适用于干地施工码头。

需要的水域和设备较小（少），噪音亦小；但是沉桩工艺复杂，桩身质量问题多；混凝土强度、桩身完整性要用声波透射、钻芯取样检测联合检测，特别是强度指标要钻取28天、50天、60天、90天芯样强度来判断桩身混凝土强度指标。

●钢桩(1)钢桩一般采用钢管桩，在工厂用钢板螺旋焊接而成。

常用外径为500~1200mm，壁厚10~18mm。

(2)钢桩的优点：强度高，抗弯能力大，能承受较大的水平力；弹性好，能吸收较大的变形能，可减小船舶对码头的撞击力；制造和施工（如运输和打桩）方便，可大大加快码头的施工速度。

其缺点：钢材用量大，约为钢筋混凝土桩的8~4倍；钢材有时还要进口，需动用外汇；造价高，约为钢筋混凝土桩的2~3倍，存在锈蚀问题，耐久性差。

目前，钢管桩主要用于外海大码头，因为那里水深大，使用条件恶劣-------受有较大的波浪、水流、冰凌和船舶撞击的作用，施工条件差----施工受气象和水文因素影响大，要求施工速度快。

（3）钢材在海水中极易锈蚀，影响它的使用年限。

目前，工厂虽然生产出各种耐海水腐蚀的钢材，但仍未解决锈蚀问题，还需采取人工防锈措施。

对于水下部分比较行之有效的是采用阴极保护措施。

钢桩的水上部分，目前还是用涂层防腐蚀，有效期3-5年。

（二）桩帽当桩台为预制安装结构时，为了预制梁或板（包括无梁板）的安装，桩的顶端设置桩帽。

同时，桩帽还可调整打桩时所产生的桩顶标高和位置偏差。

桩帽一般采用现浇钢筋混凝土，桩帽的平面尺寸主要决定于基桩的布置形式（单桩或叉桩），桩的断面尺寸和打桩的偏位；此外，还应满足放在它上面的预制件（梁、板）的搁置长度和接头宽度的要求。