框架壁樁式碼頭的製作方法
2023-04-28 05:15:51 3
專利名稱：框架壁樁式碼頭的製作方法
技術領域：
本發明屬於水工建築物，尤其涉及一種框架壁樁式碼頭。
背景技術：
水工建築物的主要特點是受自然條件制約多，工作條件複雜，施工難度大，因此其結構形式的選擇在滿足工程使用要求的同時，還必須考慮對工程場地環境的適用性，施工的便捷性和經濟性。傳統結構形式的水工建築物有著結構可靠性好、施工技術成熟的優點，但其在實際使用中有著諸多的限制因素。目前，以碼頭結構為例，其傳統結構形式主要分為三種:板樁式、重力式和高樁式。板樁式碼頭依靠板樁入土部分的側向土抗力和安放在碼頭上部的錨碇結構維持其整體的穩定性。該結構形式具有結構簡單、施工簡便、挖填方少、造價較低、對複雜地基適應性強等優點，在港口和水利工程中有著廣泛的應用。但由於板樁碼頭存在著結構整體性和耐久性較差，承受荷載較小的缺點，所以通常只用於中小型碼頭。重力式碼頭依靠結構本身以及其上面填料的重量維持其在各種工況下的抗滑和抗傾覆穩定性。該結構形式具有耐久性好、技術成熟、能承受較大的船舶荷載及碼頭地面荷載的優點。該結構形式的缺點是砂石材料用量大，結構自重大，對地基條件要求高。高樁式碼頭通過樁臺將作用在碼頭上的荷載和外力分配給基樁傳至地基中。這種結構有著自重輕、預製程度高、對環境影響小的優點，但耐久性較差，對荷載的適應能力弱於重力式和板樁式。高樁碼頭在我國沿海地基較軟的港口中有著廣泛的應用。高樁式碼頭面層和樁基均露出水面，受風·浪影響大，耐久度較差，僅靠樁基承載，正在能力很弱。申請號:200820074231.7公開了一種分離卸荷式板樁岸壁結構，該結構包括有前牆、錨碇牆、錨碇拉杆，在所述前牆的後方設置卸荷承臺，在卸荷承臺的下方連接有起支撐作用的樁，所述前牆、卸荷承臺和錨碇牆之間由錨碇拉杆連接起來或前牆與卸荷承臺之間及卸荷承臺與錨碇牆之間由錨碇拉杆連接起來。該發明的效果是該板樁結構能有效地減小作用於碼頭的前牆的土壓力。但該發明的豎向承載能力仍然較低，無法承受較大的碼頭堆貨荷載。申請號:201020680301.0公開了一種帶有抗滑板的碼頭結構，由牆身塊體、胸牆、抗滑板、基床、地基、填料組成，牆身塊體可以採用沉箱，也可以採用扶壁或者實心方塊。抗滑板設置在牆身塊體的下面，與牆身塊體通過鋼筋連接形成整體。抗滑板可以採用澆築鋼筋混凝土結構，埋設在基床內或者埋設在基床和地基內。抗滑板也可以採用預製鋼筋混凝土結構，埋設在基床內或者埋設在基床和地基內。該發明在碼頭牆身下設置抗滑板，能夠發揮抗滑板的抗滑作用，提高碼頭的抗滑穩定性，減小碼頭的位移，提高碼頭的使用效果。但該發明對地基承載能力要求高，不適用於淤泥質軟土地基的地區。申請號:201120044507.9公開了一種全直樁碼頭結構由樁基、上部結構、連接結構、岸坡結構和地基組成。碼頭結構設置連接結構將樁基和上部結構連接形成整體，連接結構由基礎梁、立柱、撐杆組成，連接結構的基礎梁設置在使用期水位線以下。連接結構的基礎梁、立柱、撐杆，可以採用混凝土結構，也可以採用鋼結構。基礎梁可以採用梁結構，也可以採用承臺結構。碼頭結構在無水的條件下進行施工，施工完成後放水形成碼頭和港池。該發明減小樁基的自由長度，提高碼頭結構的水平抗力和剛度。但該發明仍存在著傳統高樁式碼頭的耐久性差、承載能力低的缺點。目前碼頭水工建築物逐漸向大型化、深水化發展，場地條件越發複雜，施工難度加大，傳統結構形式已不能滿足工程要求。因此能適應更複雜條件的新型水工建築物結構的開發研究就變得十分迫切。
發明內容
本發明是為了克服現有技術中的不足，提供一種框架壁樁式碼頭，結合板樁式碼頭與重力式碼頭的優點，具有地基適應性強，尤其適合我國沿海淤泥質地基海岸；可承受較大的船舶荷載及地面荷載、耐久性高、砂石材料用量少等優點。本發明為實現上述目的，通過以下技術方案實現，一種框架壁樁式碼頭，包括碼頭面層、樁基、裙板和回填土，其特徵是:所述樁基採用壁樁框架結構，所述壁樁框架結構包括方形框架和壁樁，所述方形框架前後兩側壁沿其縱向設有若干壁樁孔，所述壁樁孔中貫穿若干根預製的壁樁，所述方形框架垂直側壁的左右壁也設有壁樁孔，壁樁孔中貫穿有支撐樁，所述方形框架置於壁樁上部，所述方形框架下方迎水側的壁樁外側或內側設有阻擋泥砂的裙板，所述方形框架內部置有回填土，所述方形框架上表面鋪設碼頭面層。所述方形框架採用預製混凝土框架或金屬框架。所述壁樁頂部現澆混凝土胸牆及帽梁，使壁樁與方形框架構成整體水工建築物結構。所述壁樁採用混凝土樁、預應力混凝土樁或鋼管樁，其截面形狀為圓形、方形或橢圓形。所述方形框架包括導梁、橫梁、連繫梁及立柱，所述導梁和連繫梁構成方框，上下方框通過立柱構成整體預 制混凝土框架，所述導梁上設有沿其縱向設有若干壁樁孔，所述立柱上設有方臺，方臺上設有貫穿支撐樁的壁樁孔。所述連繫梁採用普通鋼筋，或預應力筋，所述連繫梁起到拉結前後排壁樁的作用。所述方形框架長度和寬度範圍為5m_40m。所述混凝土胸牆上表面預製有繫船柱和護輪坎。所述混凝土胸牆側壁設有護舷。 所述裙板採用預製混凝土板或膜袋混凝土。有益效果:框架壁樁式碼頭具有傳統板樁式和高樁式碼頭地基適應性強、構件預製度高、施工簡便的優點，同時克服了板樁式和高樁式耐久性差、承載能力低的缺點。框架壁樁式碼頭設計地面均布荷載可達IOOkPa以上，遠遠大於板樁式(IOkPa)和高樁式碼頭(30 50kPa)。與重力式碼頭相比較，壁樁式碼頭具有砂石用量少、地基適應性強的優點，可用於軟質地基海岸及缺少砂石料地區的碼頭建設，尤其適合我國沿海淤泥質地基海岸，如天津、上海地區。壁樁結構碼頭修改局部構造後，可用於圍埝、護岸工程。
圖1是本發明的結構示意圖；圖2是壁樁的結構示意圖；圖3是圖2中方形框架的結構示意圖；圖4是本發明用於圍埝或護岸工程的結構示意圖；圖5是結構內力計算示意圖；圖6是ABAQUS整體變形圖；圖7是ABAQUS整體穩定性驗算圖。圖中:1、預製混凝土框架，2、壁樁，3、帽梁，4、胸牆，5、壁樁孔，6、導梁，7、連繫梁，
8、立柱，9、碼頭面層，10、繫船柱，11、護輪坎，12、護舷，13，裙板14、回填土，15、支撐樁。
具體實施例方式
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以下結合較佳實施例，對依據本發明提供的具體實施方式
詳述如下:詳見附圖1，本發明提供一種框架壁樁式碼頭，一種框架壁樁式碼頭，包括碼頭面層9、裙板13和回填土 14，碼頭樁基採用壁樁框架結構，壁樁框架結構包括方形框架I和壁樁2，方形框架前後兩側壁沿其縱向設有若干壁樁孔5，壁樁孔中貫穿若干根預製的壁樁，方形框架垂直側壁的左右壁上也設有壁樁孔，壁樁孔中貫穿有支撐樁15，壁樁採用混凝土樁、預應力混凝土樁或鋼管樁，其截面形狀為圓形、方形或橢圓形或其它異形截面。方形框架置於壁樁上部，方形框架下方迎水側的壁樁外側或內側設有阻擋泥砂的裙板13，裙板採用預製混凝土板或膜袋混凝土。裙板可採用預製或現澆方式施工，也起到防止回填土流失的作用。方形框架內部置有回填土 14，回填土為砂土、片石或塊石等。壁樁框架結構上部施作碼頭面層及其他碼頭附屬構件。方形框架採用預製混凝土框架或金屬框架(本實施例採用預製混凝土框架)。預製混凝土框架與若干壁樁構成了碼頭樁基，作為水工建築物結構的基礎，其截面尺寸及樁長根據工程方案設計計算所需承載力確定。壁樁頂部現澆混凝土胸牆4及帽梁3，使壁樁與預製混凝土框架構成整體結構。壁樁由多根預製樁聯結組成，在地基土層承載力較低時壁樁基礎可提供較大的承載力，滿足工程的承載力要求。預製樁採用錘擊、振動沉樁或靜力壓樁等方式施工。碼頭下部地基土採取常規措施進行加固，提高承載能力。措施包括施打塑料排水板、換填砂土或打砂樁等方法。混凝土胸牆上表面預製有繫船柱10和護輪坎11。混凝土胸牆側壁設有護舷12。混凝土框架中部可根據計算需要設置支撐樁的是數量，以提高結構受力性能。混凝土框架具有透水性，可減少施工期間波浪荷載的作用。壁樁孔在壁樁施工時，起到對壁樁施打進行限位、導向的作用。本發明的優選方案是，預製混凝土框架由導梁6、連繫梁7及立柱8，由導梁和預應力連繫梁構成方框，上下方框再通過立柱構成整體預製混凝土框架，所述壁樁孔預製在導梁上。連繫梁7的數量是2-4根，與導梁構成「口」字或「日」字形或「目」字形方框。連繫梁起到拉結前後排壁樁的作用。立柱上設有方臺，方臺上設有貫穿支撐樁的壁樁孔。連繫梁採用普通鋼筋，或預應力筋，所述連繫梁起到拉結前後排壁樁的作用。方形框架長度和寬度範圍為5m-40m，高度根據原泥面、設計水位及工程需要確定。作為本發明結構的主要組成部分的混凝土框架具有多重作用，一是與壁樁聯結，使整個框架壁樁式碼頭形成一個整體；二是框架內回填土或砂石料後，整體結構自重大、剛度大，可承受較大的水平及豎向荷載，增加結構的穩定性；三是框架上設有預留樁孔，對壁粧的施打進行限位，提聞了壁粧的施工精度。詳見圖4，本發明的碼頭去除碼頭面層及其他碼頭附屬結構後，可用於圍埝、護岸工程。實施例如圖1所示，框架壁樁式碼頭的頂面標高5m，原泥面標高-1.5m，開挖泥面高程-4.5m,設計高水位4.3m,設計低水位0.5m。壁樁採用PHC管樁，樁徑600mm，壁厚130mm，樁長23m。預製混凝土框架長15m，寬12.2m,高4m。該碼頭設計地面荷載為100kPa/m2。一、地質資料地質參數選取《天津港東疆港區北大圍埝導堤工程地質勘察》ZK2鑽孔:表1-1 土體物理力學指標
權利要求
1.一種框架壁樁式碼頭，包括碼頭面層、樁基、裙板和回填土，其特徵是所述樁基採用壁樁框架結構，所述壁樁框架結構包括方形框架和壁樁，所述方形框架前後兩側壁沿其縱向設有若干壁樁孔，所述壁樁孔中貫穿若干根預製的壁樁，所述方形框架垂直側壁的左右壁也設有壁樁孔，壁樁孔中貫穿有支撐樁，所述方形框架置於壁樁上部，所述方形框架下方迎水側的壁樁外側或內側設有阻擋泥砂的裙板，所述方形框架內部置有回填土，所述方形框架上表面鋪設碼頭面層。
2.根據權利要求I所述的壁樁式碼頭，其特徵是所述方形框架採用預製混凝土框架或金屬框架。
3.根據權利要求I或2所述的壁樁式碼頭，其特徵是所述壁樁頂部現澆混凝土胸牆及帽梁，使壁樁與方形框架構成整體水工建築物結構。
4.根據權利要求3所述的壁樁式碼頭，其特徵是所述壁樁採用混凝土樁、預應力混凝土樁或鋼管樁，其截面形狀為圓形、方形或橢圓形。
5.根據權利要求4所述的壁樁式碼頭，其特徵是所述方形框架包括導梁、橫梁、連繫梁及立柱，所述導梁和連繫梁構成方框，上下方框通過立柱構成整體預製混凝土框架，所述導梁上設有沿其縱向設有若干壁樁孔，所述立柱上設有方臺，方臺上設有貫穿支撐樁的壁樁孔。
6.根據權利要求5所述的壁樁式碼頭，其特徵是所述連繫梁採用普通鋼筋，或預應力筋，所述連繫梁起到拉結前後排壁樁的作用。
7.根據權利要求5所述的壁樁式碼頭，其特徵是所述方形框架長度和寬度範圍為5m_40mo
8.根據權利要求3所述的壁樁式碼頭，其特徵是所述混凝土胸牆上表面預製有繫船柱和護輪坎。
9.根據權利要求8所述的壁樁式碼頭，其特徵是所述混凝土胸牆側壁設有護舷。
10.根據權利要求I所述的壁樁式碼頭，其特徵是所述裙板採用預製混凝土板或膜袋混凝土。
全文摘要
本發明涉及一種框架壁樁式碼頭，包括碼頭面層、樁基、裙板和回填土，其特徵是所述樁基採用壁樁框架結構，所述壁樁框架結構包括方形框架和壁樁，所述方形框架前後兩側壁沿其縱向設有若干壁樁孔，所述壁樁孔中貫穿若干根預製的壁樁，所述方形框架垂直側壁的左右壁也設有壁樁孔，壁樁孔中貫穿有支撐樁，所述方形框架置於壁樁上部，所述方形框架下方迎水側的壁樁外側或內側設有阻擋泥砂的裙板。有益效果採用框架壁樁式碼頭具有傳統板樁式和高樁式碼頭地基適應性強、構件預製度高、施工簡便的優點，同時克服了板樁式和高樁式耐久性差、承載能力低的缺點。
文檔編號E02B3/06GK103255742SQ20131019695
公開日2013年8月21日 申請日期2013年5月23日 優先權日2013年5月23日
發明者李偉, 張佩良, 別社安, 李增軍, 李勳, 劉欣, 劉富強, 劉鳳松, 丁文智, 陳強, 米劉芳 申請人:天津港航工程有限公司