[發(fā)明專利]高樁碼頭水平承載力與靜動力性狀的原位整體檢測方法

有效

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• 申請日: 2015-01-30
• 公開（公告）號: CN104614020A
• 公開（公告）日: 2015-05-13
• 發(fā)明（設計）人: 謝耀峰;高蘇洋;陳艷
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02;G01B5/30;G01B21/00;G01B7/16;G01B11/16;G01M5/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 李曉

技術領域

本發(fā)明涉及一種水利工程中港口水工建筑物的檢測方法，具體涉及一種對已建高樁碼頭水平承載力與與靜動力性狀進行整體檢測的方法，是一種最直接最可靠的原位試驗方法。

背景技術

高樁碼頭是一種常見并且重要的碼頭結構形式，在我國沿海及長江沿岸軟土地區(qū)有廣泛的應用。船舶荷載是高樁碼頭的重要水平荷載，有時甚至是控制性荷載。受氣候和環(huán)境因素影響，我國海港碼頭使用7~25年，有高達89%的碼頭遭受不同程度的腐蝕破壞；一般使用10年左右，普遍出現(xiàn)因高樁碼頭耐久性不足而過早失效甚至徹底損壞的現(xiàn)象。碼頭構件的劣化是港口建設大潮過后面臨的嚴峻問題。對于已嚴重劣化的高樁碼頭而言，碼頭的健康水平能否達到安全服役的要求？已建或新建高樁碼頭水平承載力與工作性能水平能否滿足使用要求或設計要求？影響高樁碼頭承載力的不確定因素很多，高樁碼頭承載力的下降通過碼頭構件檢測往往無法準確確定，只有通過整體載荷試驗才能對其承載力進行評估。目前，對于高樁碼頭性狀的檢測研究主要集中在碼頭單個構件上，尚無公知的對已建高樁碼頭在水平動靜荷載下工作性狀進行原位整體檢測的方法。如何設計一種最直接最可靠的試驗方法，以準確地評估現(xiàn)役碼頭的實際水平承載能力與碼頭靜動力工作特性，為碼頭檢測、安全評估、修復加固以及升等改造工作提供科學依據(jù)，已成為亟待解決的技術問題。

發(fā)明內容

發(fā)明目的：為了克服現(xiàn)有技術中存在的不足，本發(fā)明提供一種原位整體檢測高樁碼頭水平承載力與靜動力性狀的方法，該方法能夠在保證碼頭主體結構安全性和穩(wěn)定性的前提下，對高樁碼頭整體結構水平承載力與靜動力工作性狀進行檢測，評定高樁碼頭的工作能力、結構質量和使用狀況，尤其是結構病害劣化與損傷后的高樁碼頭整體安全狀態(tài)檢測評估。

技術方案：為解決上述技術問題，本發(fā)明提供的高樁碼頭水平承載力與靜動力性狀的原位整體檢測方法，包括碼頭測試結構段的選取，水平荷載的施加，碼頭基樁在水平荷載作用下受力與變形特性的檢測，碼頭橫梁在水平荷載作用下的應力、位移、最大動應力與動位移檢測，碼頭結構動力性能的檢測和橡膠護舷變形的檢測，并基于上述檢測數(shù)據(jù)，結合原始勘察設計資料確定的碼頭設計船型、設計水位、碼頭荷載以及其他相關基礎資料數(shù)據(jù)，確定的高樁碼頭在水平荷載作用下的工作能力、結構動力性能，評估高樁碼頭結構質量和使用狀況。

檢測方法的具體實施步驟如下：

（1）檢測調查

調查工作主要包括：①原碼頭勘察設計文件和竣工資料；②建筑物的歷史資料；③建筑物檢查和維護資料；④現(xiàn)場考察等內容，掌握碼頭結構設計資料和現(xiàn)場基本情況。

（2）碼頭測試結構段的選取

綜合考慮地質條件最不利位置、結構設計認為荷載最大位置、有異常情況位置，結合測試環(huán)境條件、測試目的與要求，選取有代表性的結構段作為測試結構段。

測試前，將測試結構段與其他結構段變形縫的柔性填充材料去除，測試結束后恢復。

（3）水平荷載的施加

本檢測包含的水平荷載有：

①碼頭長度方向（縱向）：沿碼頭縱向的水平縱向荷載。沿碼頭縱向的水平荷載通過一個拉力系統(tǒng)產(chǎn)生。該拉力系統(tǒng)設置在碼頭測試結構段相鄰的另一個結構段上，并且固定在靠近碼頭結構縫的位置。受力系統(tǒng)設置在碼頭測試結構段。卷揚機通過纜繩施加拉力于受力系統(tǒng)鋼板箱基礎上的定滑輪。選用的卷揚機要求其電動機能夠控制滾筒正反運轉。

②碼頭橫斷面方向（橫向）：沿碼頭橫向的水平橫向荷載。利用上述碼頭長度方向的拉力系統(tǒng)；在選取的碼頭測試結構段，利用測試結構段受力金屬（箱）板中部設置的定滑輪（兼做導向定滑輪）；卷揚機的纜繩通過（導向）定滑輪與水中浮箱（或其他浮體）連接。如該定滑輪位置距碼頭前沿較遠，影響浮箱靠泊測試位置，則在碼頭前沿需測試橫向排架端部的碼頭面加設一個（導向）定滑輪，以控制纜繩作用位置。通過纜繩拉動浮箱以計算所得的（控制）速度駛向碼頭橫向排架。在浮箱接近橫向排架時停止拉動纜繩，浮箱依靠慣性繼續(xù)駛向碼頭橫向排架。

（4）橡膠護舷變形的檢測

施加在碼頭橫向排架的水平荷載，可采取大量程的位移傳感器來測定橡膠護舷的變形量，或者采用激光測距儀來采集記錄護舷變形量，進而確定作用于橫向排架的水平荷載。

有條件時，水平荷載可用儀器直接量測。

（5）碼頭基樁在水平荷載作用下受力與變形特性的檢測

碼頭基樁的檢測主要選用傾角計，配合動態(tài)采集系統(tǒng)，檢測內容包括樁身位移（記錄測點至泥面距離）、樁身彎矩，樁身轉角、最大位移。