一种较为合理的高桩码头接岸结构简介

摘 要：通过对以往发生的高桩码头震害的类型及特点的分析，并结合接岸结构的常见病害及其对码头的不利影响，提出一种较为合理的高桩码头接岸结构。其提高了高桩码头的抗震能力和适用能力，减少维护费用，具有一定的现实意义。

关键词：高桩码头；合理；接岸结构

高桩码头具有许多优点，其结构为透空式结构，自重小，对波浪的反射小，船舶较易靠泊码头，装卸作业时，泊稳条件好；高桩码头可较大程度采用预应力构件，增大预制安装的百分比，有利于组织机械化施工、建设速度快、材料消耗省、造价较低；适应大水位差能力强。但是，高桩码头也有它的不足之处，如其结构适应工艺荷载变大或超载装卸的能力差，特别是接岸结构处理复杂，处理不当时，易发生侧向位移、变形、开裂等现象；地震时如岸坡发生，首先将造成入接岸结构的变形和破坏，同时也给前方码头结构增加水平推力，加重码头的震害。

因此，如何结合实际情况，选择一种较为合理的高桩码头接岸结构，提高了高桩码头的抗震能力和接岸结构自身适用能力，减少维护费用，具有一定的现实意义。

1 高桩码头的震害

国内外的震害调查表明，桩基比无桩基础有高得多的抗震能力。但地震发生时，高桩码头由于地下饱和砂层液化而导致地基失稳，或由于地基与上部结构振动特性的差异和连接构造上的某些缺陷而使桩发生破损，尤其是在桩顶附近。同时，接岸结构遭受的破坏程度也严重。

在高桩码头的震害中，以前方桩台的叉桩和叉桩帽受损最为普遍，其中向岸斜桩破坏数量最多，轻则桩或桩帽开裂，重则拉断、桩帽完全劈开。

接岸结构的地震破坏，主要是挡土结构向前移动或向下倾倒，横向断裂，胸墙严重破坏，墙后面板隆起。对于需进行地基处理的岸坡和接岸结构，如果处理不允分，不管地震与否，在持久的使用过程中，接岸结构将会产生一定的沉降和不均匀沉降。

究其病害，在于两方面：一方面是客观原因，主要是地震动施加循环荷载而使结构本身出现疲劳现象，同时孔隙水压力上升，抗力明显降低，甚至因液化而丧失殆尽，并伴随坡体发生侧移和下沉；另一方面是主观原因，通常为原设计未做地震设防或设防列度不足，常规设计时将叉桩视为铰接的两个杆件，未允分考虑桩的受弯和桩帽的受剪作用以及通过接岸结构传递的巨大水平推力，典型震害模式正是提示这点。

2 接岸结构的选择

如同其它工程结构一样，接岸结构的选择也要遵循经济、安全、适用等原则。但高桩码头的接岸结构具有特殊性。从上述的关于高桩码头的震害情况来看，可以认识到：地震时，桩、地基土及附着结构共同组成一个振动体系，在各自的振动特性支配下，又相互作用与相互影响。完整地对这个振动体系建立起力学和数学模型来加以分析在目前是困难的，因此结构型式出发，选择合理的接岸结构，完善抗震措施，显得尤为重要。

接岸结构的形式主要有板桩、挡土墙和抛石棱体等，接岸结构形式的选择取决于拟选结构将承受的土压力大小、土坡稳定性、地基应力及沉降等因素，也即与地质条件、挡土墙高度、码头及平台宽度等有关。通常条件较差时采用板桩，条件一般时采用挡土墙，条件较好时采用全抛石棱体。当进行接岸结构选择时，应注意考虑一些减少其对码头不利影响的结构措施：（1）码头或引桥与接岸结构之间宜设置简支的过渡板，并需注意将一板端做成坡口，以便地震时简支板较易滑出；（2）适当降低简支板标高，这样可以增加其适应沉降和不均匀沉降的能力，避免顶面形成V形缺口而影响使用，即使沉降较大，也便于处理；（3）避免在后排采用向岸斜桩，以减小岸坡沉降对其不利影响，尤其是大面积回填形成的岸坡中显得十分重要；（4）预留接岸结构的沉降度，以减小其沉降对使用的不利影响。

综合上述分析，在地质条件为一般情况下，接岸结构建议采用如图3所示的挡土墙结构，即使在软基情况下，通过地基处理后也可采用。其主要特点是结构形式简单，受力明确，对码头的不利影响小，使用过程维护费用少。

图1 改进后的接岸结构

3 使用评价

简支过渡板靠近前方桩台一端采用板式橡胶支座，并在板端设置缓冲设施，如沥青油毛毡或橡胶。在靠近接岸结构一端采用聚四氯乙烯滑板支座，并在该板端设置坡口。此时，计算顺板跨方向地震作用，可采用单墩计算简图，但对上部构造所产生的地震作用应考虑阻尼的影响，以改善固定支座受力状况，并使之更接近实际。

不考虑结构非线性阻尼影响时，由上部结构对支座中心处产生的水平地震力可按下式计算：

Ehsp=CiCz（KhβiGsp-CzμdR）

式中：Ehsp—上部结构对板式橡胶支座中心处产生的水平地震力（KN）；μd—另一端滑板支座动摩阻系数；R—另一端滑板支座反力之和（KN），在此还应包括板端坡口延线与地面线所围部分材料之重；Ci—重要性修正系数；Cz—综合影响系数。

4 结论

（1）上述由设有坡口的过渡简支板连接的接岸挡墙结构，明显具有结构形式简单，受力明确，对码头的不利影响小，使用过程维护费用少等特点，并有一定的推广意义。（2）高桩码头建设的难点在于其接岸结构，尤其是高填土条件下，如何使高桩码头接岸结构在大水深、高回填的情况下不变形、上部结构不开裂、不位移，将是设计、施工的研究重点。（3）分析地震时由桩、地基土及附着结构共同组成的振动体系中各自的振动特性及其相互作用与相互影响，如何有效地、完整地对这个振动体系建立起力学和数学模型来加以分析，同样是摆在科研工作者面前的课题。

参考文献

[1] 金崇磐，王云球.港口水工建筑物抗震[M].北京：人民交通出版社，1995.

[2] 韩理安.港口水工建筑物（1）[M].北京：人民交通出版社，2000.

[3] 王云球.港口水工建筑物（2）[M].北京：人民交通出版社，2001.

[4] 交通部水运司.中国水运工程建设技术[M].北京，人民交通出版社， 2003.

作者简介：张军娥（1983- ），女，汉族，湖北人，本科，土木工程专业，工程师，从事工程设计施工工作。

摘 要：通过对以往发生的高桩码头震害的类型及特点的分析，并结合接岸结构的常见病害及其对码头的不利影响，提出一种较为合理的高桩码头接岸结构。其提高了高桩码头的抗震能力和适用能力，减少维护费用，具有一定的现实意义。

关键词：高桩码头；合理；接岸结构

高桩码头具有许多优点，其结构为透空式结构，自重小，对波浪的反射小，船舶较易靠泊码头，装卸作业时，泊稳条件好；高桩码头可较大程度采用预应力构件，增大预制安装的百分比，有利于组织机械化施工、建设速度快、材料消耗省、造价较低；适应大水位差能力强。但是，高桩码头也有它的不足之处，如其结构适应工艺荷载变大或超载装卸的能力差，特别是接岸结构处理复杂，处理不当时，易发生侧向位移、变形、开裂等现象；地震时如岸坡发生，首先将造成入接岸结构的变形和破坏，同时也给前方码头结构增加水平推力，加重码头的震害。

因此，如何结合实际情况，选择一种较为合理的高桩码头接岸结构，提高了高桩码头的抗震能力和接岸结构自身适用能力，减少维护费用，具有一定的现实意义。

1 高桩码头的震害

国内外的震害调查表明，桩基比无桩基础有高得多的抗震能力。但地震发生时，高桩码头由于地下饱和砂层液化而导致地基失稳，或由于地基与上部结构振动特性的差异和连接构造上的某些缺陷而使桩发生破损，尤其是在桩顶附近。同时，接岸结构遭受的破坏程度也严重。

在高桩码头的震害中，以前方桩台的叉桩和叉桩帽受损最为普遍，其中向岸斜桩破坏数量最多，轻则桩或桩帽开裂，重则拉断、桩帽完全劈开。

接岸结构的地震破坏，主要是挡土结构向前移动或向下倾倒，横向断裂，胸墙严重破坏，墙后面板隆起。对于需进行地基处理的岸坡和接岸结构，如果处理不允分，不管地震与否，在持久的使用过程中，接岸结构将会产生一定的沉降和不均匀沉降。

究其病害，在于两方面：一方面是客观原因，主要是地震动施加循环荷载而使结构本身出现疲劳现象，同时孔隙水压力上升，抗力明显降低，甚至因液化而丧失殆尽，并伴随坡体发生侧移和下沉；另一方面是主观原因，通常为原设计未做地震设防或设防列度不足，常规设计时将叉桩视为铰接的两个杆件，未允分考虑桩的受弯和桩帽的受剪作用以及通过接岸结构传递的巨大水平推力，典型震害模式正是提示这点。

2 接岸结构的选择

如同其它工程结构一样，接岸结构的选择也要遵循经济、安全、适用等原则。但高桩码头的接岸结构具有特殊性。从上述的关于高桩码头的震害情况来看，可以认识到：地震时，桩、地基土及附着结构共同组成一个振动体系，在各自的振动特性支配下，又相互作用与相互影响。完整地对这个振动体系建立起力学和数学模型来加以分析在目前是困难的，因此结构型式出发，选择合理的接岸结构，完善抗震措施，显得尤为重要。

接岸结构的形式主要有板桩、挡土墙和抛石棱体等，接岸结构形式的选择取决于拟选结构将承受的土压力大小、土坡稳定性、地基应力及沉降等因素，也即与地质条件、挡土墙高度、码头及平台宽度等有关。通常条件较差时采用板桩，条件一般时采用挡土墙，条件较好时采用全抛石棱体。当进行接岸结构选择时，应注意考虑一些减少其对码头不利影响的结构措施：（1）码头或引桥与接岸结构之间宜设置简支的过渡板，并需注意将一板端做成坡口，以便地震时简支板较易滑出；（2）适当降低简支板标高，这样可以增加其适应沉降和不均匀沉降的能力，避免顶面形成V形缺口而影响使用，即使沉降较大，也便于处理；（3）避免在后排采用向岸斜桩，以减小岸坡沉降对其不利影响，尤其是大面积回填形成的岸坡中显得十分重要；（4）预留接岸结构的沉降度，以减小其沉降对使用的不利影响。

综合上述分析，在地质条件为一般情况下，接岸结构建议采用如图3所示的挡土墙结构，即使在软基情况下，通过地基处理后也可采用。其主要特点是结构形式简单，受力明确，对码头的不利影响小，使用过程维护费用少。

图1 改进后的接岸结构

3 使用评价

简支过渡板靠近前方桩台一端采用板式橡胶支座，并在板端设置缓冲设施，如沥青油毛毡或橡胶。在靠近接岸结构一端采用聚四氯乙烯滑板支座，并在该板端设置坡口。此时，计算顺板跨方向地震作用，可采用单墩计算简图，但对上部构造所产生的地震作用应考虑阻尼的影响，以改善固定支座受力状况，并使之更接近实际。

不考虑结构非线性阻尼影响时，由上部结构对支座中心处产生的水平地震力可按下式计算：

Ehsp=CiCz（KhβiGsp-CzμdR）

式中：Ehsp—上部结构对板式橡胶支座中心处产生的水平地震力（KN）；μd—另一端滑板支座动摩阻系数；R—另一端滑板支座反力之和（KN），在此还应包括板端坡口延线与地面线所围部分材料之重；Ci—重要性修正系数；Cz—综合影响系数。

4 结论

（1）上述由设有坡口的过渡简支板连接的接岸挡墙结构，明显具有结构形式简单，受力明确，对码头的不利影响小，使用过程维护费用少等特点，并有一定的推广意义。（2）高桩码头建设的难点在于其接岸结构，尤其是高填土条件下，如何使高桩码头接岸结构在大水深、高回填的情况下不变形、上部结构不开裂、不位移，将是设计、施工的研究重点。（3）分析地震时由桩、地基土及附着结构共同组成的振动体系中各自的振动特性及其相互作用与相互影响，如何有效地、完整地对这个振动体系建立起力学和数学模型来加以分析，同样是摆在科研工作者面前的课题。

参考文献

[1] 金崇磐，王云球.港口水工建筑物抗震[M].北京：人民交通出版社，1995.

[2] 韩理安.港口水工建筑物（1）[M].北京：人民交通出版社，2000.

[3] 王云球.港口水工建筑物（2）[M].北京：人民交通出版社，2001.

[4] 交通部水运司.中国水运工程建设技术[M].北京，人民交通出版社， 2003.

作者简介：张军娥（1983- ），女，汉族，湖北人，本科，土木工程专业，工程师，从事工程设计施工工作。

摘 要：通过对以往发生的高桩码头震害的类型及特点的分析，并结合接岸结构的常见病害及其对码头的不利影响，提出一种较为合理的高桩码头接岸结构。其提高了高桩码头的抗震能力和适用能力，减少维护费用，具有一定的现实意义。

关键词：高桩码头；合理；接岸结构

高桩码头具有许多优点，其结构为透空式结构，自重小，对波浪的反射小，船舶较易靠泊码头，装卸作业时，泊稳条件好；高桩码头可较大程度采用预应力构件，增大预制安装的百分比，有利于组织机械化施工、建设速度快、材料消耗省、造价较低；适应大水位差能力强。但是，高桩码头也有它的不足之处，如其结构适应工艺荷载变大或超载装卸的能力差，特别是接岸结构处理复杂，处理不当时，易发生侧向位移、变形、开裂等现象；地震时如岸坡发生，首先将造成入接岸结构的变形和破坏，同时也给前方码头结构增加水平推力，加重码头的震害。

因此，如何结合实际情况，选择一种较为合理的高桩码头接岸结构，提高了高桩码头的抗震能力和接岸结构自身适用能力，减少维护费用，具有一定的现实意义。

1 高桩码头的震害

国内外的震害调查表明，桩基比无桩基础有高得多的抗震能力。但地震发生时，高桩码头由于地下饱和砂层液化而导致地基失稳，或由于地基与上部结构振动特性的差异和连接构造上的某些缺陷而使桩发生破损，尤其是在桩顶附近。同时，接岸结构遭受的破坏程度也严重。

在高桩码头的震害中，以前方桩台的叉桩和叉桩帽受损最为普遍，其中向岸斜桩破坏数量最多，轻则桩或桩帽开裂，重则拉断、桩帽完全劈开。

接岸结构的地震破坏，主要是挡土结构向前移动或向下倾倒，横向断裂，胸墙严重破坏，墙后面板隆起。对于需进行地基处理的岸坡和接岸结构，如果处理不允分，不管地震与否，在持久的使用过程中，接岸结构将会产生一定的沉降和不均匀沉降。

究其病害，在于两方面：一方面是客观原因，主要是地震动施加循环荷载而使结构本身出现疲劳现象，同时孔隙水压力上升，抗力明显降低，甚至因液化而丧失殆尽，并伴随坡体发生侧移和下沉；另一方面是主观原因，通常为原设计未做地震设防或设防列度不足，常规设计时将叉桩视为铰接的两个杆件，未允分考虑桩的受弯和桩帽的受剪作用以及通过接岸结构传递的巨大水平推力，典型震害模式正是提示这点。

2 接岸结构的选择

如同其它工程结构一样，接岸结构的选择也要遵循经济、安全、适用等原则。但高桩码头的接岸结构具有特殊性。从上述的关于高桩码头的震害情况来看，可以认识到：地震时，桩、地基土及附着结构共同组成一个振动体系，在各自的振动特性支配下，又相互作用与相互影响。完整地对这个振动体系建立起力学和数学模型来加以分析在目前是困难的，因此结构型式出发，选择合理的接岸结构，完善抗震措施，显得尤为重要。

接岸结构的形式主要有板桩、挡土墙和抛石棱体等，接岸结构形式的选择取决于拟选结构将承受的土压力大小、土坡稳定性、地基应力及沉降等因素，也即与地质条件、挡土墙高度、码头及平台宽度等有关。通常条件较差时采用板桩，条件一般时采用挡土墙，条件较好时采用全抛石棱体。当进行接岸结构选择时，应注意考虑一些减少其对码头不利影响的结构措施：（1）码头或引桥与接岸结构之间宜设置简支的过渡板，并需注意将一板端做成坡口，以便地震时简支板较易滑出；（2）适当降低简支板标高，这样可以增加其适应沉降和不均匀沉降的能力，避免顶面形成V形缺口而影响使用，即使沉降较大，也便于处理；（3）避免在后排采用向岸斜桩，以减小岸坡沉降对其不利影响，尤其是大面积回填形成的岸坡中显得十分重要；（4）预留接岸结构的沉降度，以减小其沉降对使用的不利影响。

综合上述分析，在地质条件为一般情况下，接岸结构建议采用如图3所示的挡土墙结构，即使在软基情况下，通过地基处理后也可采用。其主要特点是结构形式简单，受力明确，对码头的不利影响小，使用过程维护费用少。

图1 改进后的接岸结构

3 使用评价

简支过渡板靠近前方桩台一端采用板式橡胶支座，并在板端设置缓冲设施，如沥青油毛毡或橡胶。在靠近接岸结构一端采用聚四氯乙烯滑板支座，并在该板端设置坡口。此时，计算顺板跨方向地震作用，可采用单墩计算简图，但对上部构造所产生的地震作用应考虑阻尼的影响，以改善固定支座受力状况，并使之更接近实际。

不考虑结构非线性阻尼影响时，由上部结构对支座中心处产生的水平地震力可按下式计算：

Ehsp=CiCz（KhβiGsp-CzμdR）

式中：Ehsp—上部结构对板式橡胶支座中心处产生的水平地震力（KN）；μd—另一端滑板支座动摩阻系数；R—另一端滑板支座反力之和（KN），在此还应包括板端坡口延线与地面线所围部分材料之重；Ci—重要性修正系数；Cz—综合影响系数。

4 结论

（1）上述由设有坡口的过渡简支板连接的接岸挡墙结构，明显具有结构形式简单，受力明确，对码头的不利影响小，使用过程维护费用少等特点，并有一定的推广意义。（2）高桩码头建设的难点在于其接岸结构，尤其是高填土条件下，如何使高桩码头接岸结构在大水深、高回填的情况下不变形、上部结构不开裂、不位移，将是设计、施工的研究重点。（3）分析地震时由桩、地基土及附着结构共同组成的振动体系中各自的振动特性及其相互作用与相互影响，如何有效地、完整地对这个振动体系建立起力学和数学模型来加以分析，同样是摆在科研工作者面前的课题。

参考文献

[1] 金崇磐，王云球.港口水工建筑物抗震[M].北京：人民交通出版社，1995.

[2] 韩理安.港口水工建筑物（1）[M].北京：人民交通出版社，2000.

[3] 王云球.港口水工建筑物（2）[M].北京：人民交通出版社，2001.

[4] 交通部水运司.中国水运工程建设技术[M].北京，人民交通出版社， 2003.

作者简介：张军娥（1983- ），女，汉族，湖北人，本科，土木工程专业，工程师，从事工程设计施工工作。