通过对昆山新港集装箱码头工程的设计,了解码头结构设计和码头规划布置的基本程序,掌握高桩码头的计算方法,熟悉码头细部构造设计内容与处理方法。
目的:昆山港是长江中下游物资运输的重要港口,离其最近的几个港口如下:上海港(距离60公里)、太仓港(距25公里)、张家港(距80公里),货物经区内水道运达以上各港口可以直接出口,但是随着昆山新区的不断发展,各类业务不断壮大,直接靠区内的水路运输已经不能满足货物的供给速度,在昆山建设港口的需要跃然纸上,为了昆山更好的发展,故提出建设昆山新港区集装箱码头。
意义:因地制宜,根据昆山新港区的自然条件和地理情况选择码头结构形式,通过对昆山新港集装箱码头工程的设计,了解码头结构设计和码头规划布置的基本程序,掌握高桩码头的计算方法,熟悉码头细部构造设计内容与处理方法。
(1) 高桩码头的发展概况
高桩码头经历了承台式、桁架式、无梁板式和梁板式四个阶段,承台式结构是一种较古老的高桩结构型式,码头桩台为现浇混凝土或钢筋馄凝土结构,这种结构具有良好的整体性和耐久性,但现浇混凝土工作量大,要求的施工水位低。桩多而密,桩基施工较为麻烦,造价较高,并只在岸坡地质条件好、水位差较大、地面荷载较集中的情况下才考虑这种结构型式。桁架式高桩码头整体性好;刚度大。但由于上部结构高度过大,当水位较大时需要多层系缆,目前主要适用于水位差较大的需多层系缆的内河港口。无梁板式高桩码头上部结构简单,施工迅速,造价也低。但由于面板为双向受力构件位置要求高,给靠船构件的设计增加了困难,仅适用于水位差不大,集中荷载较小的中小型码头。梁板式结构主要由面板、纵梁、横梁、桩帽和靠船构件组成。比较节省材料装配程度高,结构高度比桁架式小,施工速度快横梁位置低,靠船构件的悬臂长度比无梁板式短但由于上部结构一般采用预制安装,构件种类和数量多,施工比较复杂,上部结构底部轮廓形状复杂,死角多,水气不易排出,构件中钢筋易锈蚀。
(2)高桩码头的特点及发展方向
高桩码头作为我国广泛的主要码头结构型式,其工作特点是通过桩台将作用在码头上的荷载经桩基传给地基。
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;对于挖泥超深适应性强。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;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。
高桩码头主要适用于软土地基。在沿海、河口和河流的下游地区有分布很广的软土地基,这种地基表层由近代沉积土组成,硬土位置较低,对这种地基,高桩码头几乎是目前唯一可行的结构型式,并可用以建设深水大码头。
(3)高桩码头的研究现状及发展方向
在港口码头建设中,高桩码头结构是采用的最多的一种结构型式。在大量的工程实践中不断进行改革探索,己有的成果及得出的经验可归纳为以下五个方面:
<1>、自重减小,节省材料
1)采用空心构件,如空心桩、空心板及空心横梁.
2)采用预应力钢筋混凝土构件以减小构件的断面尺寸。
3)采用拱形构件,即用受压为主、传力路径短的拱型梁,双曲板及微弯板等。
<2>、简化上部,加快施工
1)简化上部结构的构造:在满足使用要求的前提下,改变桩台的结构型式,由刚架或局部(或刚架)加横梁代替格架,或由带有悬臂式靠船构件的梁代替格架,以简化构造,便于施工。
2)提高预制装配比重:对桩台的面板、纵梁和横梁等都采用预制,现场仅浇注桩帽、接缝或接头及磨耗层等。