第三章 板樁碼頭2

第三節(jié)板樁碼頭的計(jì)算

1、土壓力2、剩余水壓力3、其它荷載：

波吸力和船舶荷載，兩荷載不同時(shí)出現(xiàn)。

一、板樁碼頭上的作用和作用效應(yīng)組合

2023/2/61港口水工建筑4、作用效應(yīng)組合持久組合短暫組合偶然組合各組合計(jì)算內(nèi)容：（1）踢腳穩(wěn)定計(jì)算（2）錨碇結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性（3）碼頭整體穩(wěn)定（4）樁的承載力（5）構(gòu)件強(qiáng)度計(jì)算2023/2/62港口水工建筑二、單錨板樁墻計(jì)算

在水平力作用下，由于單錨板樁墻上的錨碇結(jié)構(gòu)的固定作用，使得板樁墻上端受到約束，不能自由移動(dòng)，從而在上端形成一個(gè)鉸接支承點(diǎn)，而板樁下端由于其入土深度不同，產(chǎn)生不同的工作狀態(tài)。（一）單錨樁板樁墻的工作狀態(tài)和受力特性

1、板樁墻的工作狀態(tài)2023/2/63港口水工建筑第一種：板樁入土不深，由于墻后主動(dòng)土壓力較大，板樁產(chǎn)生彎曲變形，并圍繞上端支承點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)。此時(shí)板樁長(zhǎng)度最短，但是斷面最大。這種狀態(tài)板樁底端按自由端計(jì)算。第二種：其板樁長(zhǎng)度和受力情況介于第一種狀態(tài)和第三種狀態(tài)之間。

2023/2/64港口水工建筑第三種：隨著板樁入土深度增加，入土部分出現(xiàn)與跨中相反方向的彎矩，板樁彈性嵌固于地基中。此時(shí)板樁底端按嵌固計(jì)算，算得的板樁斷面較小，入土部分位移小，板樁墻穩(wěn)定性好。第四種：與第三種工作狀態(tài)相似，但是入土深度更大，固端彎矩大于跨中彎矩，穩(wěn)定性有富余。2023/2/65港口水工建筑對(duì)于土質(zhì)較軟的地基常采用底端嵌固計(jì)算。但是以下情況可采取自由支承或底端嵌固與自由支承之間的工作狀態(tài)。板樁墻在地基中達(dá)不到彈性嵌固狀態(tài)；采用鋼板樁材料強(qiáng)度有較多富余；板柱墻剛度較大；地基土質(zhì)較好。2023/2/66港口水工建筑2、作用在板樁墻上的土壓力

和板樁的變形特點(diǎn)

作用于板樁墻上的土壓力分布：施工方法拉桿位置及錨著點(diǎn)的水平位移板樁入土深度板樁剛度與地基之間的關(guān)系等因素。但是可分為兩類：2023/2/67港口水工建筑以墻頂端位移為主情況，板樁墻的主動(dòng)土壓力呈線性分布，如同剛性墻；以彎曲變形為主，墻后主動(dòng)土壓力分布為“R”形分布。出現(xiàn)R形狀的主要原因是：2023/2/68港口水工建筑板樁上部有拉桿拉住，下端嵌固于地基中，上下端位移較小，跨中位移較大，墻后土體在板樁變形過(guò)程中出現(xiàn)拱現(xiàn)象，是跨中一部分土壓力通過(guò)滑動(dòng)土條之間的摩擦力傳至上下兩端。2023/2/69港口水工建筑影響板樁墻后主動(dòng)土壓力分布的因素很多，目前定量確定各影響因素有困難。按《板樁碼頭設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》推薦：作用于板樁墻上的主動(dòng)土壓力按線性分布而以彎矩為主的板樁考慮彎矩修正系數(shù)。2023/2/610港口水工建筑（二）無(wú)錨板樁墻計(jì)算無(wú)錨板樁墻前后土壓力變化及簡(jiǎn)化處理得到簡(jiǎn)化的簡(jiǎn)支梁圖式根據(jù)平衡條件求解板樁最小入土深度樁端墻后被動(dòng)土壓力值。按材料力學(xué)方法計(jì)算板樁各斷面的彎距和剪力。2023/2/611港口水工建筑（三）單錨板樁墻的計(jì)算

主要計(jì)算內(nèi)容：板樁入土深度板樁內(nèi)力計(jì)算拉桿拉力計(jì)算

主要計(jì)算方法：自由支承法

羅邁爾法豎向彈性地基梁法2023/2/612港口水工建筑1、自由支承法假定板樁的下端為自由狀態(tài)（即第一種狀態(tài)）。板樁最小入土深度按踢腳穩(wěn)定計(jì)算確定。假定最小入土深度范圍內(nèi)的板樁墻前全部出現(xiàn)極限被動(dòng)土壓力拉桿力和板樁墻內(nèi)彎距按力和力矩的平衡條件求得，此時(shí)板樁彎矩不折減。2023/2/613港口水工建筑2、羅邁爾法（彈性線法）

適用于單錨板樁墻的彈性嵌固狀態(tài)。

思想方法：板樁底端嵌固類似于無(wú)錨板樁，但是上端增加拉桿，為一次超靜定結(jié)構(gòu)。兩個(gè)平衡條件∑H=0,∑M=0不能求解，需利用變形協(xié)調(diào)條件。假定板樁墻按底端嵌固點(diǎn)、拉桿錨碇點(diǎn)的線變位和角變位都等于零計(jì)算。2023/2/614港口水工建筑板樁變形計(jì)算常常采用圖解試算法，確定拉桿錨碇點(diǎn)和板樁底端的變形。利用索多邊形計(jì)算板樁入土深度、板樁底端的樁后被動(dòng)土壓力。根據(jù)力的平衡條件計(jì)算拉桿拉力。材料力學(xué)方法計(jì)算板樁墻內(nèi)力。圖解法參考《材料力學(xué)》1964，孫訓(xùn)方2023/2/615港口水工建筑簡(jiǎn)化計(jì)算：板樁入土深度由踢腳穩(wěn)定確定以跨中正彎矩為（1.1～1.15）倍入土最大負(fù)彎矩取代變形條件特別注意：板樁內(nèi)力需要調(diào)整，因?yàn)橥翂毫Ψ植及l(fā)生變化，影響板樁內(nèi)力。調(diào)整方法參考規(guī)范，乘以不同的修正系數(shù)。2023/2/616港口水工建筑2023/2/6