高桩码头抗震结构设计的要点分析

高桩码头抗震结构设计的要点分析

冯俊文  

河海大学设计研究院有限公司广东分公司 510220

摘要：进行高桩码头整体规划设计过程需要保证结构的抗震效果，增强高桩码头抗震结构规划设计效果，用于提升高桩码头的抗震性能和整体质量，使得高桩码头结构的稳定性和承载力度得到进一步提升。了解高桩码头的结构特点，从多个角度出发针对高桩码头展开全面有效的抗震结构设计。增强抗震结构与高桩码头主体结构的协调配合力度，对高桩码头抗震结构整体进行加固处理，使得高桩码头抗震性能和整体安全性得到有效提升。

关键词：高桩码头；抗震结构；设计要点

引言

码头作为港口的重要建筑结构，随着我国沿海经济发展水平不断提升，港口高桩码头建设水平也随之提高。但是我国多数沿海城市和港口处于环太平洋地震带范围内，港口高桩码头在建设和使用过程中很容易受到环太平洋地震波的影响，高桩码头整体结构质量和稳定性下降。这就应结合环太平洋地震波的表现形式对高桩码头进行抗震结构设计。增强高桩码头抗震效果，延长高桩码头的使用寿命。
1高桩码头的结构特点

港口规划建设的高桩码头主要由基桩和上部结构组成，高桩码头施工需要将基桩打入水下土中，借助桩基上面露出水面的平面结构承载码头主体部分，以此保障高桩码头的支撑效果和承载力度，从而保障高桩码头的质量和结构稳定性[1]。加上高桩码头本就属于一种透空结构的码头，具有结构质量轻和用料省的优势。在港口进行高桩码头建设，可以保证波浪和水流在高桩码头平面稳定通过，不会对波浪产生反射作用，维持高桩码头的泄洪和淤积效果，使得高桩码头整体质量和结构稳定性均得到合理保障。目前港口上建设的高桩码头也逐渐向着长桩和大跨度结构方向发展，这就应在高桩码头施工中采取大型预应力混凝土管桩或者钢管结构，增强高桩码头主体结构在松软地基或者岩石地基中的适应程度，从而保障高桩码头整体结构质量安全和稳定性。但是高桩码头还存在一些缺陷，表现为难以适应超载和装卸变化情况，高桩码头的耐久性和整体结构抗震效果也会受到一定影响[2]。这就应根据高桩码头结构特点进行抗震结构设计和整体建设施工，通过有效手段增强高桩码头主体结构和抗震结构的耐久性和稳定性。目前港口建设中的高桩码头可以分为连片式高桩码头和墩式高桩码头这两类，这就应按照港口规划布置情况选择平面结构合理的高桩码头，并据此展开可靠建设施工，为后续高桩码头抗震结构设计和整体结构加固处理提供有力支持。
2高桩码头抗震结构设计的要点
2.1了解结构抗震设计条件

码头结构的抗震计算一般在结构静力基础上加以计算，此时主体结构已经定型，而结构物的自身重力是地震惯性力的计算重点。当计算横向水平时，截取其中的一个排架单独计算。对于某一建筑，应将其重量平均分配到每个相关联的排架上计算。计算建筑物的纵向水平地震惯性力，一般按照某一建筑段计算，具体为：计算端部段时，长度一般为50m左右；中间段不必进行计算。当整个建筑段都承担不了纵向地震惯性力时，可设置合适的带叉桩承台以提高抗震性[3]。结合高桩码头港口的现场环境和地基支撑效果加以分析，对高桩码头结构抗震条件和整体设计要求展开有效分析，维持相关分析的规范性和可行性，将抗震设计条件和基础参数在结构优化中的作用全面表现出来，结合相关计算做好高桩码头抗震结构设计前期准备工作，增强前期规划设计与高桩码头抗震结构综合施工之间的关联性，为促使高桩码头抗震结构设计规范合理开展打下坚实基础。
2.2计算结构地震惯性力

在计算地震惯性力时应注意一些问题，诸如：将前后桩台作为一个整体计算；综合影响系数应充分结合实际情况考虑；如果假设桩体两端均为嵌固结构，则应乘以系数0.37。一般不将码头上的固定设备其附加动力效应考虑在内[4]。但是当其用螺栓或锚固形式固定时，需要进行附加动力放大计算。在高桩码头抗震结构综合计算过程中需要保证相关信息归纳收集的合理性，在准确信息支持下进行相应计算，帮助高桩码头抗震结构设计人员了解基础结构的惯性力，这对于提升高桩码头抗震结构设计效果和整体结构的支撑力度有着重要作用。在高桩码头结构地震惯性力计算时需要强化现代化信息手段在其中应用力度，结合高桩码头现场情况和环太平洋地震波扩展趋势归纳收集相关数据信息，保证相关数据信息完善性和准确性，根据高桩码头结构地震惯性力计算结果对现有的设计方案加以调整，推进高桩码头抗震结构设计规范合理开展，借助相关设计针对提高高桩码头结构抗震效果和使用寿命。
2.3抗震结构整体加固处理

高桩码头的抗震结构主要包括四个部分，包括钢管桩、灌芯钢管桩、桩体上部分和桩体下部分，这就应保障高桩码头抗震结构的稳定性和整体加固效果，按照合理流程开展高桩码头抗震结构加固处理，遵循标准流程促使高桩码头抗震结构设计和加固处理协调开展[5]。高桩码头抗震结构设计之前就应结合码头整体结构状态进行有效分析，从而确定合理的高桩码头抗震结构加固处理方案，保证高桩码头抗震结构加固处理和相应设计的完善性和可靠性。考虑高桩码头抗震结构的屈服弯矩参数和结构变形情况对固有设计方案实施优化调整，这就可以为高桩码头抗震结构加固处理和综合设计提供有力支持。某高桩码头水平地震加速度为0.385g。桩基为Ф1,200钢管，后4排往钢管内灌入混凝土，上部结构为桩帽和纵横梁结构， 横梁宽度为1.2m，高度2.5m。借助高强度钢筋对高桩码头各部位抗震结构进行加固处理，有效保障高桩码头抗震结构设计的可行性和整体结构质量效果，在基础结构协调配合情况下增强整体抗震力度。保证高桩码头抗震结构加固处理和相关设计的可靠性，对高桩码头抗震结构在设计和具体施工过程中面临的问题做出调整，以此满足高桩码头整体建设对抗震结构设计提出的要求，有效保障高桩码头质量安全和使用稳定性。

2.4结构抗震效果优化升级

高桩码头抗震结构设计过程中需要对整个结构的应力效果加以分析，了解高桩码头基础结构的拉应力和抗震效果，考虑高桩码头前方桩和护岸结构的支撑效果进行加固处理，降低地震对高桩码头结构稳定性和承载能力产生的影响，从而保障高桩码头抗震结构设计的可行性和整体加工质量。借助软件模拟高桩码头结构抗震情况和动力变化趋势，基于高桩码头结构性能展开一系列抗震设计工作，从而保障高桩码头抗震结构设计效果和抗震性能优化力度。根据高桩码头结构在经受抗震影响之后出现的位移现象加以分析，收集与之相关的数据信息，以此作为依据对高桩码头各个基础结构的抗震效果进行优化处理，解决高桩码头抗震结构设计在现实开展过程中面临的缺陷问题。考虑高桩码头实际情况和整体结构稳定性进行一系列抗震设计，用于增强高桩码头结构的抗震力度和弹塑性效果。完成高桩码头抗震结构设计之后需要结合现场环境状态进行一系列检测工作，对抗震效果不达标的高桩码头结构实施优化升级，保障高桩码头抗震结构设计的规范性和整体质量效果。
结语

为保障高桩码头抗震效果和整体结构稳定性，就应根据高桩码头结构特征和整体加工效果进行抗震结构设计，结合港口规模和水下地基情况进行高桩码头施工和抗震结构设计，增强抗震结构设计在高桩码头整体结构加固处理中的作用，从而保障高桩码头的稳定性和使用寿命。对高桩码头结构抗震效果进行优化升级处理，增强高桩码头抗震结构加固力度，使得高桩码头的优势和结构支撑水平得到有效提升。

参考文献

[1]高树飞,荆范礼,冯云芬.双向水平地震作用下高桩码头地震效应组合方法研究[J].水运工程,1-9.

[2]孙楠,高万国,邹青.基于不同标准的高桩码头结构抗震设计方法探讨[J].港工技术,2022,59(05):59-61+67.

[3]刘树明,李伟仪,朱峰.水平主导地震作用下高桩码头抗震设计分析[J].港工技术,2022,59(04):46-50.

[4]高树飞,冯云芬,贡金鑫.等效阻尼比模型对高桩码头地震位移需求的影响分析[J].水运工程,2022,(07):63-72+161.

[5]万怡江.液化侧扩流场地加固条件下高桩码头地震反应与安全性评价[D].哈尔滨工业大学,2022.