重力式码头的震害预测

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1、5卷3期自然灾害学报Vol.5,No.31996年8月JOURNALOFNATURALDISASTERSAug.1996重力式码头的震害预测林均岐赵振东(国家地震局工程力学研究所,哈尔滨150080)摘要本文根据重力式码头的结构地震荷载计算和地震破坏的经验,建立了重力式码头的震害预测方法。并用此方法对烟台港的重力式码头进行了震害预测。主题词:震害预测重力式码头中国图书分类号:TU3121前言重力式码头是码头最主要的结构型式之一,其主要特点是依靠结构物的自重和该结构底面以上填料的重量维持自身的稳定性。它一般由基础、墙身、胸

2、墙、墙后回填及码头附属设备构成。重力式码头主要有重力块和沉箱两种型式,如图1和图2所示。图1重力块式图2沉箱式在地震区,重力式码头的严重损坏和毁坏是经常发生的。例如在1923年9月1日的日本关东大地震中,位于9、10度区的横滨港的近2000m的方块砌体码头发生严重破坏,其中1500m完全倒塌,其余240m的码头也发生严重变形(严重倾斜或滑移),使得轮船在码头上靠泊已不可能。在该次地震中,横须贺港的方块砌体码头也产生滑移(013m)。由沉箱建造的重力式码头在地震中也有震害发生,在1930年和1935年的地震中,日本清水港的

3、沉箱码头产生较大的滑移和倾斜,造成了不同程度的破坏。在1950年5月的智利地震中,智利的某些港口的重力式码头发生了严重的倾斜和滑移,造成严重的破坏。1995年1月17日日本阪神地震中,神户港码头产生岸壁滑移开裂,破坏十分严重。根据多次地震中重力式码头的震害情况,可将重力式码头的震害程度分为A、B、C、D四个等级。重力式码头震害程度及相应的震害描述见表1。©1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.

4、cnki.net·36·自然灾害学报5卷表1重力式码头震害程度及相应的震害情况编号震害程度震害描述ÉA码头完好无损。ÊB码头岸壁产生裂缝且强度降低,不需修复或稍加修复可恢复使用。码头沿地基或砌块缝产生滑移、岸壁倾斜或歪斜等残余变形,必需加以修ËC复才可使用。ÌD码头产生严重滑移、倾斜或倒毁,整个码头已不能使用。2重力式码头的震害预测方法重力式码头的震害预测方法,主要依据我国的抗震规范、日本港口建设设计标准以及苏联建筑法规中的有关条文以及国外地震中重力式码头的宏观震害情况。根据国外地震中重力式码头的宏观震害经验,重力式码头

5、的损坏主要是由滑移和倾覆造成的,因此在震害预测中主要分析重力式码头的抗滑移和抗倾覆稳定性,并根据地震的宏观经验确定震害预测结果。在重力式码头的震害预测中,主要考虑的码头荷载有:2a.码头面荷载按标准取为均布荷载2töm。b.壁体自重按实际情况计算。c.地震惯性力水平地震力PH和竖向地震力PV分别为:PH=KHWCZA(1)PV=KVWCVA式中:KH——水平地震系数,KV——竖向地震系数,取水平地震系数的2ö3;W——验算截面以上的墙体重量;CZ——综合影响系数,取1ö3;A——沿墙高地震加速度分布系数。d.地震土压力和

6、水压力2地震土压力强度ea(töm)2U-Hea=(q+Ch)tg(45°+)(2)2式中:U——内摩擦角;C——土的容重;H——地震角,即地震水平加速度和重力加速度的合成方向与铅直面的夹角。2地震水压力强度PW(töm)7PW=KHCZCWdZ(3)8式中:d——水深;Z——计算点至水面的距离;CW——水的容重。e.浮力按实际情况计算。f.剩余水压力按1ö3潮差计算。根据上述荷载可求得码头墙体的抗滑稳定性系数K1和抗倾稳定性系数K2:©1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPub

7、lishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net3期林均歧等:重力式码头的震害预测·37·PK1=Wtõf(4)PõhK2=Wtõt式中:P——作用于壁体的水平合力;Wt——表2码头各种震害程度的K1、K2取值范围作用于壁体底面的垂直合力;f——计算面的摩擦系数;h——水平合力作用震害程度K1K2点至计算截面的距离;t——垂直合力A1.0≥K11.0≥K2作用点至壁体前趾的距离。B1.0

8、1.31.0