港口工程设计中桩基冰荷载计算探讨摘要：冰荷载对透空式的高桩码头和墩式码头有很大的危害性，在北方港口工程设计中，冰荷载通常是控制荷载，如何考虑冰荷载对码头桩基的作用是港口工程设计中经常遇到的问题。本文通过分析《某工程码头及引桥抗冰试验研究报告》的试验结果，对相关规范的推荐方法进行对比分析，可为北方类似工程桩基冰荷载计算提供借鉴。关键词：冰荷载抗冰模型试验桩基海冰:TU473.1文献标识码:A八八—1—刖§我国渤海和黄海北部的海域，在冬季经常发生冰情，在某些天气异常、气候特别严寒的冬季，渤海和黄海北部曾发生极其严重的冰封现象，因此必须対海冰荷载引起重视。《港口工程荷载规范》(JTJ215-98)中给出的计算公式，与模型试验结果往往存在较大误差，使工程技术人员在设计时很难把握。本文通过《港口工程荷载规范》规范中的计算公式和模型试验结果对比分析，推荐比较可靠地计算公式。1海冰主要类型・所有出现在海上的冰称为海冰，海冰不同丁淡水冰，海冰是固体冰晶和卤水的混合物。由于盐分的存在，海冰冻结温度低于0°C,对于标准海冰來说---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---为-1.8°C.中国的海冰都是一年冰，即冰龄不超过一个冬季的冰。海冰通常分为固定冰和流冰两大类。2.冰荷载对港口工程结构物的作用（1）冰排运动中被结构物连续挤碎或滞留在结构前时产生的挤压力;（2）孤立流冰块产生的撞击力；（3）并排在斜面结构物和锥体上因弯曲破坏和碎冰块堆积所产生的冰力；（4）与结构冻结在一起的冰因水位升降产生的竖向力；（5）冻结在结构内、外的冰因温度变化对结构产生的温度膨胀力。海冰大面积冻结在结构上几率较小，海冰对桩基础由于水位升降产生的荷载以及对建筑物挤压产生的膨胀力较小，也可以忽略不计。因此，海冰对结构物作用荷载主要是由于大面积冰场运动而产生的静冰压力和流冰产生的撞击力。3.抗冰模型试验要求3.1试验目的通过物理模型试验确定最佳设计冰荷载，考察在大面积冰排作用下，码头单个排架桩群、单桩的冰力分析以及对冰的掩蔽效应。3.2试验的原型参数和要求原型冰的物理和力学参数及试验水位条件如下：（1）50年一遇工程海域最大设计平整冰厚度为39.64cm。（2）单轴极限抗压强度:2298k卩8。---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---（3）浮冰最大漂移速度:1.3in/so（4）自然水位条件（基准面：曹妃甸理论最低潮面）：设计高水位——2.88m；设计低水位——0.51m；平均高潮位——2.45m；平均低潮位——1.05m；50年一遇高潮位——4.29m；100年一遇高潮位——4.42m04.规范中冰荷载计算公式分析4.1《港口工程荷载规范》(JTS144-1-2010)中公式冰排在直立柱、直立墩前连续挤碎时，产生的极限挤压冰力标准值宜按下式计算：F1二I•m•k•B•H•oc式中：Fl——极限挤压冰力标准值(kN)；I——冰的局部挤压系数，与冰厚度和桩、墩迎冰面投影宽度有关，经计算本次取1.63；m——桩或墩迎冰面形状系数，平面1.0、圆形0.9；k——冰和桩、墩之间的接触条件系数，可取0.32；B——桩或墩迎冰面投影宽度(m)；H——单层平整冰计算冰厚(m)；(略)---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---0C——冰的单轴抗压强度标准值(kP“)。4.2《海上固定平台人级与建造规范》中公式F1二I•m•k•D•H•oc（略）4.3苏联公式Fl二I•m•k•D•H•oc（略）4.4afanasev公式F1=T•m•D•H•oc（略）4.5美国APIRPZN公式Fl二I•K•D•II•ac（略）4.6根据规范公式冰荷载计算结果参考规范®1200mm钢管桩冰力Fl（kN）备注《港口工程荷载规范》（JTS144-1-2010）513《海上固定平台人级与建造规范》中公式1107苏联公式1175afanasev公式1530美国APIRPZN公式47555.冰荷载计算结果和模型试验成果5.1抗冰模型试验成果根据现场观测资料统计表明，冬季时水位偏低，发生在极端高水位冰力的几率很小，本工程在设计高水位及设计低水位时，冰荷载主要作用在钢管---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---桩上。当水位较低时，各桩柱间的距离较大...