国内外高桩码头抗震性能和设计方法研究进展Ⅰ震害和抗震设计方法.pdf

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1、第６期水利水运工程学报Ｎｏ．６２０１６年１２月ＨＹＤＲＯ⁃ＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＤｅｃ．２０１６ＤＯＩ：１０．１６１９８／ｊ．ｃｎｋｉ．１００９－６４０Ｘ．２０１６．０６．００１高树飞，贡金鑫，冯云芬．国内外高桩码头抗震性能和设计方法研究进展Ｉ：震害和抗震设计方法［Ｊ］．水利水运工程学报，２０１６（６）：１－８．（ＧＡＯＳｈｕ⁃ｆｅｉ，ＧＯＮＧＪｉｎ⁃ｘｉｎ，ＦＥＮＧＹｕｎ⁃ｆｅｎ．Ａｄｖａｎｃｅｓｉｎｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｓｅｉｓｍｉｃｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅａｎｄｄｅｓｉｇｎｍｅｔｈｏｄｓｆｏｒｐｉｌｅ⁃ｓｕｐｐｏｒｔｅ

2、ｄｗｈａｒｖｅｓＰａｒｔＩ：Ｅａｒｔｈｑｕａｋｅｄａｍａｇｅａｎｄｓｅｉｓｍｉｃｄｅｓｉｇｎｍｅｔｈｏｄｓ［Ｊ］．Ｈｙｄｒｏ⁃ＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１６（６）：１－８．）国内外高桩码头抗震性能和设计方法研究进展Ⅰ：震害和抗震设计方法１１２高树飞，贡金鑫，冯云芬（１．大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室，辽宁大连１１６０２４；２．聊城大学建筑工程学院，山东聊城２５２０５９）摘要：通过对高桩码头震害的分析，阐明了高桩码头破坏的主要原因。在此基础上，从高桩码头抗震设计方法、桩⁃土相互作用、斜桩和桩－上部结构连接的抗震

3、性能等方面，论述了国内外高桩码头抗震研究的进展，总结了这些研究成果在高桩码头抗震设计规范中的应用，指出了高桩码头抗震性能研究的不足及需要深入研究的问题。对国内如何吸收国外高桩码头抗震的研究成果及抗震设计规范的修订方向提出了建议。该系列论文分为３部分，此为第１部分，主要介绍了高桩码头的震害和破坏形式以及高桩码头的抗震设计方法。分析表明，基于位移的设计方法是国外高桩码头抗震设计的主要发展方向，我国应开展相关研究，将基于力的抗震设计规范修订为基于位移的抗震设计规范。关键词：高桩码头；震害；破坏形式；抗震设计方法＋中图分类号：Ｕ６５６?１１３文献标

4、志码：Ａ文章编号：１００９－６４０Ｘ（２０１６）０６－０００１－０８港口作为水陆联运的枢纽，对区域和国家的经济具有举足轻重的影响。码头作为重要的港口设施之一，对于维持港口的正常运营必不可少。码头结构除承受其自身重力、堆货荷载、起重运输机械荷载、船舶荷载、波浪力等荷载外，对于处于地震区的码头，还要遭受地震作用。国内外近年来的港口工程震害表明，码头结构在地震作用下易于遭到破坏，并会带来极大的直接和间接经济损失，如１９９５年的Ｈｙｏｇｏｋｅｎ⁃Ｎａｎｂｕ地震，造成神户港的维修费用高达５５亿美元，且由于地震引起的港口运营中断仅在１年内就造成６０亿美

5、元的间［１］接经济损失，因而研究码头结构的抗震性能对于减轻地震损失具有重要意义。高桩码头作为重要的码头结构型式之一，具有对波浪反射小、泊稳条件较好、对挖泥超深的适应性强和砂石料用料少等特点，并且特别适用于软土地基，因而在港口工程中得到广泛应用。目前，我国的高桩码头［２］抗震设计主要是基于《水运工程抗震设计规范》（ＪＴＳ１４６－２０１２）。该规范采用基于力的设计方法，而国外［３］的主流标准规范已采用基于位移的抗震设计方法，相对于基于位移的方法，基于力的方法存在诸多不足之处，如无法反映结构达到承载力之前和之后的性能。而且，我国规范仍采用单一的设

6、防水准，未体现基于性能的抗震设计理念。另外在抗震概念设计和构造措施上也存在严重不足，比如我国规范仍规定在桩基布［４－７］置中适当增加叉桩，而国外标准禁止或限制叉桩的使用，或采用基于位移的设计方法进行叉桩的设计。我国高桩码头抗震研究始于１９７６年唐山大地震后，在地震后的数十年间开展了大量理论和试验研究，而随着时间推移，由于我国沿海地区再未发生过破坏性地震，高桩码头抗震研究基本停滞不前。随着我国港口工程企业逐步向海外发展，发现国内抗震设计标准与国外标准之间存在巨大差异和不足，而国外很多港口收稿日期：２０１５－０７－１６基金项目：交通运输部项目“

7、强震区港口工程结构抗震设计研究”（ＪＴＳＢＤ２０１３０２１３０）作者简介：高树飞（１９８９—），男，安徽蚌埠人，博士研究生，主要从事港口工程结构设计与抗震研究。Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｇａｏｓｆ１９８９＠ｑｑ．ｃｏｍ２水利水运工程学报２０１６年１２月都位于强震区，对此提出了与国外标准进行对接研究的课题，以期为国内企业开拓国外市场提供技术支持。另外，世界范围内地震活动日益增强，我国沿海地区未来发生破坏性地震的可能性日渐增大，有必要深入开展高桩码头抗震研究。因此，本文在对高桩码头震害进行分析的基础上，通过参考大量相关文献的研究，详述了国内外高桩码头抗震研

8、究的进展（主要是中国和美国的研究，部分涉及日本），并指出存在的不足和今后需深入研究的问题，为国内高桩码头抗震设计方法的改进和规范的修订提供参考。１高桩码头震害和破坏形式与板桩码头