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2010高桩码头设计规范宣贯资料根据检索到的信息,关于2010年高桩码头设计规范的宣贯资料主要涉及以下几个方面:
一、规范背景与目的
背景:随着港口建设的发展智慧工程资料管理系统,高桩码头作为重要的基础设施之一,在保障海上交通畅通和货物运输效率上发挥着重要作用。为确保高桩码头的设计质量与安全性能,2010年颁布了新的设计规范。
目的:通过宣贯新规范,旨在提升行业从业人员的专业技术水平,确保高桩码头在建设、运营过程中达到更高的标准。
二、主要内容
结构设计:详细规定了高桩码头的结构形式选择、材料选用及计算方法等关键内容。
施工技术:强调了施工过程中的质量控制措施和技术要求,包括地基处理、预制构件制作与安装等方面。
安全环保:提出了对环境保护和安全生产的具体要求,如噪音控制、废弃物管理以及应急预案制定等内容。
三、宣贯意义
通过此次宣贯活动,不仅加强了相关人员对新规范的理解与掌握,还促进了高桩码头设计与施工技术的整体提升。这对于保障港口设施的安全可靠运行具有重要意义,并有助于推动我国港口建设向更高水平迈进。
以上是对2010年高桩码头设计规范宣贯资料的简要总结,具体细节可进一步查阅相关文件获取更详细信息。
◆为解决高桩码头的使用寿命与“统标”一致的问题,本次修订对此作了专题研究
3.4.2~3.4.3是对高桩码头耐久性设计中需要解决的问题的规定。
对于高桩码头的设计使用寿命问题,仅有原则要求,没有明确量化的参数,这就要求设计人员根据工程的具体情况给予确定。
2总则和基本规定-耐久性设计
规范制定时经多方讨论及专家评审认为规定年限太死,不利于高桩码头设计更加符合实际需求。但在建设单位没有明确要求的情况下应与港口工程结构设计统一标准的要求一致,即一般水工建筑物的使用寿命为50年。
3.4.4是对高桩码头耐久性设计在构造上的要求。
◆复杂的结构形式从保证施工质量和结构受力性能等方面分析,都对防腐蚀不利。复杂的结构形式不便于施工,构件各部位尺寸及钢筋位置、保护层厚度难以保证,混凝土构件的质量也就难以保证;复杂的结构形式使结构暴露表面积增大,增加了构件与有害物质接触的途径;复杂的结构形式使构件受力复杂,易于产生应力集中,从而使构件产生裂缝的机遇增大。
2总则和基本规定-耐久性设计
3.4.5~3.4.6提出了一些比较成熟的可增加结构耐久性的措施。
◆根据大量的调查分析,海港工程在正常设计、正常施工、正常使用(主要指不超载)的前提下,使用年限一般可达30年。就目前的技术水平,如果要求更长的工作使用寿命,则需通过采用特殊防腐蚀措施来保证。可选择目前比较成熟的防腐技术成果:设计可通过对防腐材料的了解和实效分析来确定材料的有效防护年限。
2总则和基本规定-耐久性设计
本章针对的是高桩码头中使用最多,最具代表性的梁板式结构型式。所涉及的计算原则等相对其他高桩结构类型都有一定的通用性。
高桩码头主要由上部结构、桩基和接岸结构三部分组成:
梁板式高桩码头的上部结构一般由面板、横梁和纵向梁系构成,其前沿设置护舷,后沿平台或引桥与接岸挡土结构相连;
4.1.1因其基础桩基布置型式的不同可分为有斜桩梁板式码头和全直桩梁板式码头。早期除中小型码头外,一般梁板式码头均布置有斜桩,以抵抗各种水平力。自八十年代成功研制预应力大直径管桩以来,使得采用预应力混凝土全直桩基础抵抗水平力和弯矩成为可能。
增加了预应力全直桩梁板式码头。深圳赤湾的大型集装箱码头等已成功采用全直桩梁板结构型式。全直桩码头的桩基也可以采用钢管桩等其他桩型。
桩基支承上部结构,并将上部结构的各种外力和自重传给地基;
接岸挡土结构前连码头平台或引桥结构,后与驳岸土体相连,具体结构型式需根据工程土质条件充分考虑不均匀沉降,并尽可能减少后方侧向土推力传给码头。
4.1.4~4.1.5高桩码头平面尺度的布置,码头宽度一般不超过45m,码头排架间距一般布置在6~12m之间,从调研的情况分析,有90%以上的码头的平面尺度在此范围内。所以本次修订中,对码头的平面布置提出了这两个量化控制的参数。
4.1.6提出了码头梁系的计算原则:◆高桩码头结构受力具有空间特性,用简化的平面计算与实际结构的受力情况存在差异。研究分析认为在一般情况下高桩码头按纵向和横向两个平面进行结构内力计算,与按空间结构计算的误差不大,且大多在偏安全的范围内,是可以接受的(规范中采用的高桩码头按平面问题计算的方法已经考虑了高桩码头空间受力特征的某些影响)。
4.1.2~4.1.3对码头平面布置的综合要求--满堂式或引桥式。
4.1.8建议梁板式码头的分段缝采用凹凸缝,并提出了构造要求。据调查发现齿口处有裂缝及局部损坏现象发生,考虑到大型码头船舶和机械力的增加,码头齿口处可能受到较大的集中力作用,由于计算分析的模型选择有一定的复杂性,所以一般工程可从构造上注意加强,要求齿宽不要分的过小,并在截面改变处采用构造钢筋予以加强。必要时可按结构和受力等特点进行验算分析。
◆全直桩码头的特点是桩基需抵抗较大的弯矩,不但桩结构应具有足够的强度,桩与上部结构的连接也必须具有足够的锚固强度,所以要求按刚接设计。
4.1.9要求全直桩布置的码头基桩与上部结构的连接按刚接要求处理。
4.2板的设计本节规定了板的分类、计算方法及相应构造要求,本次规范仅对局部不合理处做了修改调整。
4.2.1把原规范中“双向板可按附录B进行计算,有条件时也可按弹性薄板小绕度理论以静力分析的方法进行数值解”改为“双向板可按有限元法进行计算,也可按附录B进行计算”。直接推荐了有限元法进行板的内力分析,是因为有限元分析的方法已比较成熟,应用也已比较普遍,一般不会有什么问题;其次是把计算法放在前面,查表法放在后面,表达了查表法只是一种补充,计算分析方法更加通用。
4.2.6对编置荷载弯矩计算宽度中的分配系数作了调整。作用在板自由边附近的弯矩计算宽度,是按偏置荷载与中置荷载的关系进行推导。其系数原规范取0.45,略偏保守。根据南京水利科学研究院对试验板的72个实测值,统计得平均值为0.5219。天津大学和大连理工大学的试验结论是可取值为0.5。另外考虑到与中置荷载和边置荷载的划分“荷载接触面积中心位于自由边附近,且y<0.5bc”的范围,故本次修订改取=0.5,这样两个参数就吻合了,不致产生矛盾。
4.2.11要求板在集中荷载作用下进行受冲切承载力计算◆单向板的冲切承载力计算方法可参照双向板进行,原规范对此未作明确要求。◆中置荷载作用下,宽跨比大于1.0的单向板,当满足受冲切承载力要求时,可不再进行板的受剪承载力计算,是因为宽跨比B/l≥1.0的对边支承单向板,在承受集中荷载时,物模中其破坏型式均为冲切型。这一规定不但与钢筋混凝土设计规范统一,也与实际破坏情况相吻合。
4.2.13集中荷载在悬臂板上的弯矩计算宽度,可按下式计算:◆本条沿用了原高桩规范的规定,没有做进一步的研究,存在一定的问题,悬臂板的抗剪计算宽度如何考虑是一个问题?按工程经验可采用与抗弯相同的计算宽度--当在支座附近时偏于保守。从破坏形态分析应更接近抗冲切的情况。与单向板有相似性,但尚缺乏试验数据。可偏安全的采用与抗弯相同的计算宽度。
4.3梁的设计◆对于梁的设计,本次修订主要有两方面的内容,宽支座对梁的内力影响和码头结构的空间计算模型要求,修订中对此都有针对性的专题研究。提出的相关规定是以专家评审后的专题研究成果为依据的。
4.3.1梁计算时的一般原则
4.3.2梁按简支支承时的计算跨度
宽支座梁是大型化码头的一种结构构造趋势,由于桩帽节点及支座宽度的尺度不断增大,使其对梁的内力影响变得不容忽视,在支座宽度较大的情况下,采用点支承作为连续梁的计算模型与实际情况相差较大,显然不太合理。原高桩规范中对此没有提及,仅规定,纵梁按弹性支承连续梁计算时,弯矩计算跨度取横梁或桩帽中心距,剪力计算跨度取净跨。可见计算弯矩时该计算模式未考虑支承长度的影响。
4.3.3弹性连续梁的计算规定本次提出计算中应考虑宽支座对梁内力的影响,并提出了计算的方法。
◆由于高桩码头纵向梁在支座处的受力情况较为复杂,对于宽支座的影响要提出完全符合实际情况的计算模型是比较困难的,研究分析中采用忽略支座处次要方向的约束,仅对主要的竖向约束提出了支座范围内为均布弹簧支承的计算假定,以相对简单的计算模型来分析研究宽支座对内力的影响。
◆虽然实际设计工程中对宽支座影响提出一些处理方法,但是意见不尽一致,也有较大的随意性。本次修订通过数模和物模的方法对此问题进行专题研究,调研和模型试验,希望提出较为合理的处理意见。
通过有限元计算和模型试验表明,在宽支座长度范围内各点其竖向刚性系数大致相同,因此假定纵向梁在支座处受均布的弹性支承,与实际情况比较接近,这样的近似简化是可以接受的。故采用的计算模型如(图4.3.3)所示:
图4.3.3简化的宽支座的约束模型
◆研究和实践表明4[1].4.2装饰施工过程控制作业指导书,采用该假定建立的弹性宽支座计算模型是能够满足工程精度要求的。根据目前的计算条件,采用该计算模型也是可行的。
◆分布弹簧的刚性系数按下式计算:
◆采用支座范围内有限个等间距布置的弹簧代替分布弹簧时,按下式计算:
k——分布弹簧(单位长度内)竖向刚性系数(kN/m/m);K——支座总竖向刚性系数(kN/m);B——支承宽度(m)。Kn——单个弹簧刚性系数(kN/m);n——支承宽度范围内等间距布置的弹簧个数。
4.3.4当桩帽或支座不是很大时,计算误差在工程可以接受的范围内,可采用点支承计算后用削峰的处理方法,以简化计算。
研究对简化计算方法做了大量的工作,提出了具体可操作的方法。当连续梁的支座结构的特征值满足,纵向梁可按点支承连续梁计算,并按条文给出的方法进行内力削峰后,所得的计算结果与按宽支座连续梁计算方法所得的结果相近。以往许多工程均按此方法计算,工程实践表明也是可行的。
按点支承连续梁计算的条件表4.3.4
全站仪测角测距记录表注:表中两数值间可按内插法取值。