高桩码头震害分析及减震措施

《高桩码头震害分析及减震措施》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、万方数据第27卷第2期2006年4月水道港口JOumalofWaterwayandHarbOurV01．27No．2Apil，嬲高桩码头震害分析及减震措施李悦，宋波(北京科技大学土木与环境工程学院，北京100083)摘要：基于日本宫城县冲地震和阪神大地震中高桩码头结构震害调查的结果，分析了2次地震中高桩码头出现震害的原因，探讨了其破坏机理。通过对现有高桩码头结构导人减震橡胶支座后的地震反应分析得出，采用减震支座将使桩上部固定端处的最大弯矩减小到减震前的i分之一，有利于提高高桩码头的抗震能力。关键词：地震；震害；砂土液化；高桩码头中图分类号：【『656．1

2、文献标识码：B文章编号：1005—8443C2006】02一o101—041日本某高桩码头在地震中的破坏现象1．12003年日本宫城县冲7．O级地震中大船渡高桩码头的破坏宫城县冲地震(又名三陆冲地震)震级为里氏7．o级，震源位于地下7Ikm处。在宫城县冲地震中，破坏最为严重的码头为大船渡港。大船渡港修建于1988年，设计震度为o．15【lJ。2003年宫城县冲地震造成该港口超过200m的岸壁被破坏。此次地震过后，在地震区各处均观察到砂土液化现象。现场破坏情况表明：液化砂土多为岸壁后部的回填土，液化现象发生在主震过后，砂土喷出时可以达到近1m高，尤其值得注

3、意的是部分砂石的直径可达5mm左右。虽然在阪神大地震中也曾有过大颗粒砂石喷出的现象拉J，但在这次地震中更为明显。地震过后码头岸壁前部和后部形成r超过30cm高的位移差。1．2阪神大地震中高桩码头的破坏1995年的阪神大地震使高桩码头产生了较严重的破坏，震后码头直桩构造部分的残余变形达400nun，沉降100mn，斜桩构造部分的顶面沉降达100mm(码头平面布置见图1)。全长约200-图l高桩码头平面布置图Kg．1L丑y伽tof【lteKgh’pded讲er收稿日期：2005一11—07；修回日期：2【m—12一06作者简介：李悦(1979一)，男，河南安

4、m人，硕士生，主要从事建筑物的防震减灾研究。Bio粤嗡pIly：UYue(J979一)，】nale，can(“dalefornl缸ter．万方数据102水道港口第27卷第2期震后对隔不久对该地区A—l～B一8的高桩码头进行了水下探摸调查。调查表明【3]，在直桩部水面下l～2m处，发生了不同程度的屈曲或损伤，其中一例如图2所示。水下桩体的上部在地震过程中发生了较大的变形，原本附着在基桩上的海生植物由于桩基的变形已经脱落，上部桩身处发生了较大的屈曲变形破坏。基桩多在水下6m，与水平呈100。角处发生侵蚀破坏，钢管壁上的附着物连同被腐蚀的钢管壁在地震作用下一同

5、脱落，桩群中的部分直桩产生了较大的位移。根据港湾构筑物抗震设计规范，对桩的不同方向进行了拟静力法验算，其结果如表1所示。从表中可以看出，在垂直于码头方向发现斜桩结构比直桩结构更能抵抗水平运动，而支持力方向则存在相反的趋势，这与震害调查结果是吻合的。法线+020f仁]．u[Ⅻl+o70·噼出肪曲鸯戳o70，●430i创}气丽。一⋯⋯’。。。_一●I一780习◇∥8一一飞墨／／o＼f捶秒lS。00弩彩V·’1250j、35O(一21．舯砂质土D1016曲T12I图2高码头桩头部破坏状况Hg2Da呻酽nf她top吐表I不同水平力作用下高桩码头抗力的最大设计水平

6、震度眺I陋Ⅸi衄肼110dzontaI辩i虮icin蜥¨．斜梅j当线的垂直方向(¨内)—r_疋。一法线的垂直方向(内．．外)T—穴。～法线方向1_丁TT1·斜桩，法线的垂直方向(井一内)I。‘＼。法线的垂直方向(内_．外)1．Z＼。法线方向1-1，I，l侧I谶艟舫㈣圳爪“蝴赫㈣叫)盯r蝴向兀Ⅵ”通过对考虑腐蚀情况下高桩码头的抗震计算发现，直桩部在法线的垂直方向所能抵抗的最大水平震度为o．2l，在法线方向能抵抗的水平震度为O．35；同样，斜桩部分在法线的垂直方向能抵抗的最大水平震度为O．32，在法线方向所能抵抗的最大水平震度为o．13。这与震害调查结果是完

7、全吻合的。在不考虑腐蚀的情况下，所进行的计算也有相同的结论。2高桩码头震坏的原因及减震措施2．1高桩码头震坏的原因由震害调查和计算结果可看到，在地震力作用下码头岸坡会产生相当大的变形。岸坡的变形在3方面万方数据2006年2月李悦，等高桩码头震害分析及减震措施103改变桩体的内力：(1)岸坡变形是码头结构具有随之协调变形的趋势，而叉桩的存在又不允许发生水平变形，这样会在桩体中造成很大的内力；(2)由于桩帽和桩尖对桩的嵌固作用，岸坡变形会在桩中产生较大的弯矩；(3)由于岸坡的沉降是不均匀的，土的负摩擦力对某些桩产生拉力。所以如何增强桩体的强度使之能够抵抗由于

8、码头岸坡变形造成的结构损害成为了设计的关键问题。2．2高桩码头的减震措施传统的码