第三章 板桩码头2

第三节板桩码头的计算

1、土压力2、剩余水压力3、其它荷载：

波吸力和船舶荷载，两荷载不同时出现。

一、板桩码头上的作用和作用效应组合

2023/2/61港口水工建筑4、作用效应组合持久组合短暂组合偶然组合各组合计算内容：（1）踢脚稳定计算（2）锚碇结构稳定性（3）码头整体稳定（4）桩的承载力（5）构件强度计算2023/2/62港口水工建筑二、单锚板桩墙计算

在水平力作用下，由于单锚板桩墙上的锚碇结构的固定作用，使得板桩墙上端受到约束，不能自由移动，从而在上端形成一个铰接支承点，而板桩下端由于其入土深度不同，产生不同的工作状态。（一）单锚桩板桩墙的工作状态和受力特性

1、板桩墙的工作状态2023/2/63港口水工建筑第一种：板桩入土不深，由于墙后主动土压力较大，板桩产生弯曲变形，并围绕上端支承点转动。此时板桩长度最短，但是断面最大。这种状态板桩底端按自由端计算。第二种：其板桩长度和受力情况介于第一种状态和第三种状态之间。

2023/2/64港口水工建筑第三种：随着板桩入土深度增加，入土部分出现与跨中相反方向的弯矩，板桩弹性嵌固于地基中。此时板桩底端按嵌固计算，算得的板桩断面较小，入土部分位移小，板桩墙稳定性好。第四种：与第三种工作状态相似，但是入土深度更大，固端弯矩大于跨中弯矩，稳定性有富余。2023/2/65港口水工建筑对于土质较软的地基常采用底端嵌固计算。但是以下情况可采取自由支承或底端嵌固与自由支承之间的工作状态。板桩墙在地基中达不到弹性嵌固状态；采用钢板桩材料强度有较多富余；板柱墙刚度较大；地基土质较好。2023/2/66港口水工建筑2、作用在板桩墙上的土压力

和板桩的变形特点

作用于板桩墙上的土压力分布：施工方法拉杆位置及锚着点的水平位移板桩入土深度板桩刚度与地基之间的关系等因素。但是可分为两类：2023/2/67港口水工建筑以墙顶端位移为主情况，板桩墙的主动土压力呈线性分布，如同刚性墙；以弯曲变形为主，墙后主动土压力分布为“R”形分布。出现R形状的主要原因是：2023/2/68港口水工建筑板桩上部有拉杆拉住，下端嵌固于地基中，上下端位移较小，跨中位移较大，墙后土体在板桩变形过程中出现拱现象，是跨中一部分土压力通过滑动土条之间的摩擦力传至上下两端。2023/2/69港口水工建筑影响板桩墙后主动土压力分布的因素很多，目前定量确定各影响因素有困难。按《板桩码头设计与施工规范》推荐：作用于板桩墙上的主动土压力按线性分布而以弯矩为主的板桩考虑弯矩修正系数。2023/2/610港口水工建筑（二）无锚板桩墙计算无锚板桩墙前后土压力变化及简化处理得到简化的简支梁图式根据平衡条件求解板桩最小入土深度桩端墙后被动土压力值。按材料力学方法计算板桩各断面的弯距和剪力。2023/2/611港口水工建筑（三）单锚板桩墙的计算

主要计算内容：板桩入土深度板桩内力计算拉杆拉力计算

主要计算方法：自由支承法

罗迈尔法竖向弹性地基梁法2023/2/612港口水工建筑1、自由支承法假定板桩的下端为自由状态（即第一种状态）。板桩最小入土深度按踢脚稳定计算确定。假定最小入土深度范围内的板桩墙前全部出现极限被动土压力拉杆力和板桩墙内弯距按力和力矩的平衡条件求得，此时板桩弯矩不折减。2023/2/613港口水工建筑2、罗迈尔法（弹性线法）

适用于单锚板桩墙的弹性嵌固状态。

思想方法：板桩底端嵌固类似于无锚板桩，但是上端增加拉杆，为一次超静定结构。两个平衡条件∑H=0,∑M=0不能求解，需利用变形协调条件。假定板桩墙按底端嵌固点、拉杆锚碇点的线变位和角变位都等于零计算。2023/2/614港口水工建筑板桩变形计算常常采用图解试算法，确定拉杆锚碇点和板桩底端的变形。利用索多边形计算板桩入土深度、板桩底端的桩后被动土压力。根据力的平衡条件计算拉杆拉力。材料力学方法计算板桩墙内力。图解法参考《材料力学》1964，孙训方2023/2/615港口水工建筑简化计算：板桩入土深度由踢脚稳定确定以跨中正弯矩为（1.1～1.15）倍入土最大负弯矩取代变形条件特别注意：板桩内力需要调整，因为土压力分布发生变化，影响板桩内力。调整方法参考规范，乘以不同的修正系数。2023/2/616港口水工建筑2023/2/6