JTJ-279-2005港口工程桩式柔性靠船设施设计与施工技术规范

2005-12-13发布2006-05-01实施中华人民共和国交通部发布与施工技术规程》(JTJ279-2005)的交水发[2005]622号各省、自治区、直辖市交通厅(委),上海市港口管理局，长桩式柔性靠船设施设计与施工技术规程》,业经审查通过，现批准为强制性行业标准，编号为JTJ279-2005,自2006年5月1日起施行。第5.1.5条和第5.2.2条的黑体字部分为强制性条文，与建设部发布的《工程建设标准强制性条文》(水运工程部分)(建标[2002]273号)具有同等效力。 1 4 54.1构造 54.2作用与作用效应组合 9 5.1钢桩制作与焊接 5.2上部结构制作及安装 5.3沉桩 6桩基水平静载荷试验和靠船设施监控 6.2靠船设施监控 附录AP-Y曲线法求解桩身内力和变位有限差分法 22附录C本规程用词用语说明 附加说明 4.1构造 1.0.1为统一港口工程桩式柔性靠船设施设计与施工技术要1.0.2本规程适用于港口工程非岩质地基条件下，利用钢桩1.0.3港口工程桩式柔性靠船设施的设计与施工，除应符合2.0.4桩式柔性靠船设施的刚度系数宜控制在500~和现行行业标准《桥梁用碳素钢及普通低合金钢钢板技术条2.0.10当采用P—Y曲线法计算时，应采用三轴不排水剪切中心距宜取0.30～0.45倍设计船长。当兼靠较小54.1.9.3当采取桩内填充钢筋混凝土饼状块体加强措施4.1.12桩式柔性靠船设施应根据地基冲刷情况采取必要的(4)地震状况，不考虑。(2)桩的入土深度；Y₀YGQSk<Ra其他组合取1.4;安全等级一级二级三级结构重要性系数yo4.2.7.3作用效应的偶然组合应在持久组合的基础上进合进行验算，验算应满足式(4.2.8)的要求。(1)根据撞击能量标准值初步选定桩的材质、桩数、桩(2)根据撞击能量标准值计算作用在桩基上的水平力标(6)当不满足相应要求时，重复以上步骤，直至全部满(1)根据撞击能量标准值初步选定桩的材质、桩数、桩(5)当不满足相应要求时，重复以上步骤，直至全部满根据力的传递关系可参照第4.3.2条和第4.3.3条的方法进行法求解桩身内力和变位有限差分法见附录A。无粘性土地基的4.3.7布置单排桩的多桩结构柔性靠船设施，当受力方向垂4.3.8基桩按群桩计算时，应根据各单桩水平力作用点处的位移-作用力关系曲线，按各桩水平力作用点位移相协调和(1)防冲板贴面材料的摩擦系数小于0.15;(2)多桩结构柔性靠船设施基桩在主要受力方向对称布置；(3)系缆设施位于多桩结构基桩平面排列的中心处或单4.3.10桩式柔性靠船设施的群桩，当桩的中心距不大于3倍桩4.3.11采用复合式防冲设施的桩式柔性靠船设施，护舷和桩基的吸能量应根据桩基和护舷协调作用的原则确定。柔性靠船设施护舷的吸能量可取总吸能量的30%～50%。4.3.12桩式柔性靠船设施吸能量不应小于船舶撞击能量。桩式柔性靠船设施吸能量应满足下列公式要求：式中：Ea——船舶撞击能量设计值(kN·m);Epk——桩基吸能量标准值(kN·m);yp——桩基吸能量抗力分项系数，取1.0;Efk——护舷吸能量标准值(kN·m);yf—护舷吸能量抗力分项系数，取1.0;结构重要性系数，按表4.2.7取值；yE——船舶撞击能量分项系数，取1.0;Ek——船舶撞击能量标准值(kN·m);Eok——船舶靠泊撞击能量标准值(kN·m);Ewok——系泊船舶在波浪作用下的撞击能量标准值在计算靠船设施的分配值(kN·m);Pik——第i根桩的水平力标准值(kN);4.3.13桩式柔性靠船设施设计应对由波浪作用引起的基桩5.1.4.1泥面以上桩全长的1/4处至泥面以下桩全长的1/4处之间弯矩较大的部分，环缝超声波探伤数量应为100%,纵缝超声波探伤数量不应少于10%;环缝和纵缝均应少于30%,纵缝超声波探伤数量不应少于10%;环缝和纵缝5.3.5.2钻机作业过程中，应根据潮位变化及时调整孔内5.3.5.3钢管桩就位后，内外应及时用砂回填并振捣或夯5.3.6沉桩后，钢桩纵轴线的偏差应小于1/200,桩顶高程允桩径(m)桩顶允许偏位(mm)垂直码头方向平行码头方向6.1.1桩式柔性靠船设施桩基水平极限承载力及相关设计参6.1.2桩基水平静载荷试验应选取具有代表性的试验桩。试6.1.3群桩效应及相关的设计参数可采取多桩同时加载的试6.1.4试验桩施加荷载的部位应与实际受力部位一致。6.2.1桩式柔性靠船设施宜设置靠船速度监测仪，实时监测6.2.2桩式柔性靠船设施宜结合船舶的靠泊速度监测对靠船附录AP-Y曲线法求解桩身内力和变位A.0.1有限差分法应采用式(A.0.1)表示的桩轴线弹性挠式中：EI——桩身抗弯刚度(kN·m²);y——桩身水平位移(m);x—桩身计算点地面以下深度(m);E₈——P-Y曲线上与水平位移相对应的割线模量(kN/m²)。A.0.2桩轴线弹性挠曲微分方程应根据桩身单元划分(图A.0.2),各节点采用式(A.0.2)表示的差分方程分别代替。Esm—m节点处P—Y曲线上与水平位移相对应的割线h——桩身单元长度(m);A.0.3桩身各节点的水平位移应根据各节点差分方程、桩顶以上和桩底以下各两个虚拟节点边界条件的附加方程联立求解确定。联立方程的求解应按下列步骤进行：(1)假定各节点处的割线模量；(2)解方程求出桩身各节点的位移；(3)根据各节点的位移通过P-Y曲线查得桩身宽度范围(4)重复上述过程，直到假定的割线模量与计算的割线A.0.4悬臂式钢桩各节点的水平位移，可选取泥面以下桩段(1)桩身泥面以上两个虚拟节点边界条件的附加方程采h——桩身单元长度(m);EI——桩身的抗弯刚度(kN·m²);(2)桩底以下两个虚拟节点边界条件的附加方程采用下h——桩身单元长度(m);EI——桩身的抗弯刚度(kN·m²);B.0.1当采用布卢姆(Blum)法计算基桩内力与变形时，可按桩身泥面下弯矩零点的桩身外力与桩前后被动土压力平衡的方法进行计算(图B.0.1)。9图B.0.1布卢姆法计算示意图B.0.2桩后、桩前被动土压力可按下列公式计算：式中：ep₁——桩径范围内的土楔体在桩身后弯矩零点产生的水平向被动土压力强度(kN/m);y’——土的水下重度(kN/m³);kp、kp——桩后、桩前的被动土压力系数；8p、δ’p——桩后、桩前桩土间的摩擦角(°),分别取-2/3倍和2/3倍土的内摩擦角；D——桩的宽度或桩径(m);to——桩身弯矩零点至泥面的距离(m);ep₂——桩身两侧每侧土楔体在桩身后弯矩零点产生的水平向被动土压力强度(kN/m);e'p₁——桩径范围内的土楔体在桩身前弯矩零点产生的水平向被动土压力强度(kN/m);e'p₂——桩身两侧每侧土楔体在桩身前弯矩零点产生的水平向被动土压力强度(kN/m);φ——土的内摩擦角(°)。B.0.3桩身弯矩零点至泥面的距离、桩身附加深度和桩身总入土深度可按下列公式计算：y,——土的水下重度(kN/m³);D——桩的宽度或桩径(m);Eg——桩身两侧每侧土楔体在桩身后产生的水平向被动土压力的合力(kN);P——作用于桩身的集中外力(kN);B.0.4泥面下桩身弯矩和最大弯矩点深度可按下列公式计算：式中：M(x)——泥面下计算点桩身的弯矩(kN·m);P——作用于桩身的集中外力(kN);lo——桩身集中外力作用点至泥面的距离(m);x——计算点至泥面的距离(m);y’——土的水下重度(kN/m³);δp——桩后桩土间的摩擦角(°),取-2/3倍土的内摩擦角；D——桩的宽度或桩径(m);Xm——桩身最大弯矩点深度(m)。B.0.5桩身位移可按悬臂梁法求解，嵌固点深度可取桩身弯矩零点至泥面距离的0.78倍。附加说明主要起草人：张志明(中交水运规划设计院)杨国平(中交水运规划设计院)马德堂(中交水运规划设计院)鲁子爱(河海大学)蔡亮(河海大学)总校人员名单：李永恒(交通部水运司)何文辉(交通部水运司)吴敦龙(中交水运规划设计院)张志明(中交水运规划设计院)杨国平(中交水运规划设计院)董方(人民交通出版社)杨国平(中交水运规划设计院)胡家顺(中交水运规划设计院)1.0.1近年来，我国沿海港口相继采用了一些桩式柔性靠船1.0.3国家现行有关标准主要包括《港口工程结构可靠度设2.0.7高强度细晶焊接结构钢强度高，屈服极限为350~4.1.5钢管桩受力后一般弹性变形较大，有可能超过防冲设4.3.5.1布卢姆法计算所需桩的入土深度较小，为保证安—L和布卢姆法。其中P-Y曲线法源于美国石油学会《固定式海上平台的规划、设计与施工》,适用于大变位情况下粘性土和非粘性土地基，现广泛应用；N—L法防冲设备吸收20%～50%的能量，其余由钢管桩承担。如对法国多个大型靠船结构进行统计，防冲设备吸能的比例在30%~50%之间。鉴于国内使用的钢材屈服应力较低，钢管桩的吸能