司徒锦辉
广东正方圆工程咨询有限公 510000
摘要：依靠墩的架构形体以及其受力运算，是内河船闸引航道靠船墩设计规划中的侧重点。文章切合项目实例，使用M法分别运算了使用刚性架构、柔性架构以及上刚下柔性架构规划的四种种类靠船墩架构的内力以及其具体的唯一状况，运算数据以及其规划比选证明，钢管桩基础硅承台架构靠船墩时内河引航道靠船墩结构规划，不仅造成成本低廉而且非常的适合使用。
关键字：内河船闸靠船墩；结构设计；M法
1工程概况
某港水利枢纽项目坐落在松江区塔汇镇、油墩港与柳河交汇的区域，主要是由节制闸和船闸构建而成。属于水利控制片当中骨干河道的油墩港，南北两边分别经过口门连结黄浦江以及吴淞江，该港船闸是距离松江区域最近的一个船闸，是松江区之外建筑材质输入和区域内生活垃圾输送的必由之路。油墩港船闸的规划通航级别控制在100吨，但是切实其极限过闸吨位为1400吨。这几年一来，船闸通航吨位级别以及其总量如下：2011年总量为19828515吨，通航船只67584艘，平均2944艘；2012年其通航总量为20733301吨，67307艘，平均3084艘；2013年，24338755吨，72653艘，平均3354艘；2014年，26371846吨，70419艘，平均375b艘，严重超过设计通航吨位。
该港船闸内河侧总共有17个隔离墩。因为建筑的年代过于久远，受到大吨位级船只频繁撞击等相关因素，受损坍塌的已有6个，已被清除运送至港湾之外，现如今剩下的11个隔离墩也已经破损不堪。为保障船舶的航行稳定与安全，要求对靠船墩展开对应的拆建工作。
2水文地质条件
拟建工程的场地在勘察深度（极限深度控制在45.0米）区域之中揭露的地基土种类都是第四纪沉积物，主要由粘质土、粉质土以及砂性材料所构成。依照地基土的形成原因、时代背景、结构特点以及其力学特征等展开综合的研究，可以分成为4个工程地质层，其中第⑤层可以分成2个亚层、第⑤3层又可以分成是为2个次亚地层。
3四种靠船墩结构型式
该项目中内河引航道中的靠船墩使用高桩承台形式的架构，结构上对比了灌注桩混凝土承台、钢管桩混凝土承台以及柔性钢管桩簇三个桩基，总共由三个结构种类。平台之上又可以分成是方形与三角形[1]。依照该项目的切实特征一共编制了四个方案展开比对，分别是刚性架构（方案一：三角形混凝土承台灌注桩靠船墩、方案二：方形混凝土承台灌注桩靠船墩）、柔性架构（方案三：柔性钢管桩簇靠船墩）以及上刚下柔架构（方案四：三角形混凝土承台钢管桩靠船墩）。
3.1刚性结构
方案一：三角形混凝土承台灌注桩靠船墩
三角形混凝土承台灌注桩靠船墩的上层是三角形，使用强度等级为C30的钢筋混凝土承台，其变成控制在7.3米左右，通航一面外包上10毫米厚的钢板，尖角区域使用半径为0.6米的弧形钢板裹住。承台下部是由3个半径为400毫米长度为25米，强度为C30钻孔灌注桩基础，桩体之间的间隔控制在6.0米，泥面线往上使用8毫米厚的钢护筒保护，详情参见下图1。
方案二：方形硅承台灌注桩靠船墩
方形混凝土承台灌注桩靠船墩，其上层是方形且强度等级为C30的钢筋混凝凝土承台，边线长度控制在6.0米，三个边都外包钢板，其厚度控制在10毫米。承台的下层是4个半径为350毫米且长度为25米，使用强度为C30钻孔灌注桩桩基施作，两桩体之间的间隔控制在4.0米，外露土面层使用8m毫米厚的钢护筒施作。
3.2柔性结构
方案三：柔性钢管桩簇靠船墩
柔性钢管桩簇靠船墩，其上层结构是三角形钢管连梁，边长控制在5.40米，钢管连梁主要是由半径为250毫米的钢管连杆，外包钢板，厚度控制在10毫米，其内部配置衬板以及加劲肋板。承台的下层是三个半径为550毫米，长度为25米，厚度是10毫米的钢管桩基，两桩之间的间隔控制在4.0米左右，桩上层15.0米以内浇筑强度等级为C25的混凝土。
3.3上刚下柔结构
方案四：三角形混凝土承台钢管桩靠船墩
三角形混凝土承台钢管桩靠船墩，其上层的高程控制在2.5至3.8米，属于三角形钢筋混凝土承台，其边长是5.O米，使用直径为1600毫米的半圆导角，通航一面的外表面外包使用的是厚度为10毫米的钢板；基础使用3根半径为350毫米，长度为25米的钢管桩壁厚度控制在10毫米，其上层长度15米浇筑强度等级为C25的混凝土[2]。
图1 三角形混凝土承台灌注桩靠船墩
4靠船墩受力分析与计算
靠船墩是一种非常典型的主要承受水平载荷的群桩根本。现如今中国对靠船墩的运算形式有M法、PY曲线法以及N-L法等。每一种运算形式都有其适当的区间以及其优缺点。M法因为其计算模型相对较为简便，所以受到了广泛的使用。
4.1船舶摘击力分析
靠船墩的功效是保障船闸通行船舶的安全、稳定运作。考虑到现如今通行船只的吨位等级并切合规划航道级别，该次设计依照IV级规划航线等级5OO吨级船闸规划靠船墩，内河一面靠船墩的建筑物等级是4级。
依照《船闸水工建筑物设计规范》JTJ307-2001，船舶冲击力能够依照以下的算式进行运算：
Fc=0.9KW2/3
引航线当中导航建筑物的直线区段K的取值为1.67，船位的排水量W是5OO吨，计算得到Fc=94.9kN。
4.2刚性结构简化分析与计算
4.2.1三角形砼承台灌注桩靠船墩
针对三角形混凝土承台灌注桩靠船墩，通过M法运算船舶冲击力对刚性架构造成的影响[3]。
（1）当船舶撞击力顺着靠船呈60度角方向作用之时，依照两排桩进行运算，在此当中，桩A是第一排桩，桩B、C为第二排桩。详情参见下图2；
图2 方案一力顺着靠船一面呈现以60度方向
（2）当船舶撞击力和靠船一面方向垂直之时；依照两排桩进行运算，其中桩A、C属于第一排桩，桩B是第
4.2.2方形砼承台灌注桩靠船墩
针对方形混凝土承台灌注桩靠船墩，使用M法运算船舶冲击力对于刚性结构所带来的作用。
（1）冲击力与靠船侧呈45度方向时，依照三排桩机型运算，在此当中桩A属于第一排桩，桩B、D属于第二排桩，桩C属于第三排桩。
（2）当呈90度角时，依照两排桩运算，桩A、D属于第一排桩，桩B、C属于第二排桩。
4.3柔性结构简化分析与计算
柔性靠船墩架构一般桩身位移相对较大，不仅如此还承受一样的载荷。依照汤姆林森的理念，将柔性靠船墩的桩基设定成为单悬臂桩进行运算。文章以单桩当作是运算对象，假定作用在其上的船舶冲击力度控制在（2/3）Fc，运算其对柔性架构所带来的作用。
4.4靠船墩结构方案比选
比较得到，三角形混凝土承台灌注桩靠船墩和方形混凝土承台灌注桩靠船墩的刚性架构项目投资相对较大，作业周期长；柔性钢管桩簇靠船墩的柔性结构受自身的特征的限制，在船舶的撞击之下，自身强度不断减少，安全性能也逐渐降低，要求注重其耐久度；三角形混凝土承台钢管桩靠船墩上刚下柔架构不但作业手段简单，作业时间相对较短，作业质量更是非常的安全可靠，并且项目投资最少，所以推荐使用三角形混凝土承台钢管桩靠船墩。
5结论
文章切合某港水利枢纽项目中船闸内河引航道靠船墩项目规划，研究了靠船墩所受不同角度作用力的水平冲击力状况，使用M法运算得到四种方案的内力以及其形变量，得到的数据符合规范。在此当中，钢管桩基础混凝土承台架构靠船墩作业不必使用大挖掘或者时疏浚土方，作业周期短，耐久性质良好，投资成本低，有着便捷、安全、经济效益高的特征，是较为理想的隔离装置。
参考文献
[1]刘燕星，陈晓明，江峰.浮船坞抱桩泊碇靠船墩结构强度分析[J].广东造船，2017，36（6）：25-27.
[2]林荔珊，王军，高钦钦.内河船闸引航道靠船墩结构设计探讨[J].上海水务，2017，33（4）：15-19.
[3]陈耀辉.大连港原油码头靠船墩应变监测和安全分析[D].大连理工大学，2012.
论文作者:司徒锦辉
论文发表刊物:《防护工程》2018年第11期
论文发表时间:2018/10/17
标签：角形论文; 船闸论文; 混凝土论文; 钢管论文; 柔性论文; 架构论文; 结构论文; 《防护工程》2018年第11期论文;