JTJ 279--2005
港口工程桩式柔性靠船设施 设计与施工技术规程¶
Design and Construction Technical Code for Resilient Pile Facilities for Port Engineering¶
2005 - 12 - 13 发布
2006-05-01 实施
中华人民共和国交通部发布
中华人民共和国行业标准¶
港口工程桩式柔性靠船设施 设计与施工技术规程¶
JTJ 279—2005
主编单位：中交水运规划设计院
批准部门：中华人民共和国交通部
施行日期：2006年5月1日
人民交通出版社
2006·北京
关于发布《港口工程桩式柔性靠船设施设计与施工技术规程》(JTJ 279—2005)的通知¶
交水发[2005]622号
各省、自治区、直辖市交通厅(委)，上海市港口管理局，长江、珠江航务管理局，长江口航道管理局，有关企事业单位：
由我部组织中交水运规划设计院等单位制定的《港口工程桩式柔性靠船设施设计与施工技术规程》，业经审查通过，现批准为强制性行业标准，编号为 JTJ 279—2005，自 2006 年 5 月 1 日起施行。
本规程的第2.0.9条、第4.1.9条、第4.1.10条、第4.1.11条、第4.1.12条、第4.3.5条、第4.3.12条、第5.1.4条、第5.1.5条和第5.2.2条的黑体字部分为强制性条文，与建设部发布的《工程建设标准强制性条文》（水运工程部分）（建标[2002]273号）具有同等效力。
本规程由交通部水运司负责管理和解释，由人民交通出版社出版发行。
中华人民共和国交通部
二〇〇五年十二月十三日
制定说明¶
本规程是在广泛调查研究的基础上，总结了我国港口工程桩式柔性靠船设施设计与施工的经验，吸收了港口工程桩式柔性靠船设施设计与施工的新技术和新成果，借鉴了其他行业的相关标准，并经广泛征求意见、反复修改而成。主要包括桩式柔性靠船设施的布置、结构设计、施工、桩的水平静载荷试验和靠船设施监控等技术内容。
本规程的主编单位为中交水运规划设计院，参加单位为河海大学。
近年来，我国沿海港口工程成功地采用了桩式柔性靠船设施，取得了良好的经济效益。为了满足港口工程建设的需要，统一港口工程桩式柔性靠船设施设计与施工的技术要求，加强对港口工程桩式柔性靠船设施设计与施工的技术管理，交通部水运司组织中交水运规划设计院等单位制定了本规程。
本规程的第 2.0.9 条、第 4.1.9 条、第 4.1.10 条、第 4.1.11 条、第 4.1.12 条、第 4.3.5 条、第 4.3.12 条、第 5.1.4 条、第 5.1.5 条和第 5.2.2 条中的黑体字部分为强制性条文，与建设部发布的《工程建设标准强制性条文》(水运工程部分)(建标[2002]273 号)具有同等效力，必须严格执行。
本规程共分6章8节和3个附录，并附条文说明。本规程的编写人员分工如下：
1 总则：张志明 杨国平
2 基本规定：张志明 杨国平
3 布置: 张志明 杨国平
4 结构设计: 杨国平 张志明 鲁子爱 蔡亮 马德堂
5 施工: 张志明 杨国平
6 桩基水平静载荷试验和靠船设施监控: 张志明 杨国平
附录 A: 张志明 杨国平
附录 B: 杨国平 张志明
附录 C: 杨国平
本规程于2005年9月9日通过部审，于2005年12月13日发布，自2006年5月1日起实施。
本规程由交通部水运司负责管理和解释。请各有关单位在使用本规程过程中，将发现的问题和意见及时函告交通部水运司(地址：北京市建国门内大街11号，交通部水运司工程技术处，邮政编码：100736)和本规程管理组(地址：北京市东城区国子监街28号，中交水运规划设计院，邮政编码：100007)，以便今后修订时参考。
目 次¶
1 总则 ..... (1)
2 基本规定 ..... (2)
3 布置 ..... (4)
4 结构设计 ..... (5)
4.1 构造 ..... (5)
4.2 作用与作用效应组合 ..... (6)
4.3 结构计算 ..... (8)
5 施工 ..... (12)
5.1 钢桩制作与焊接 ..... (12)
5.2 上部结构制作及安装 ..... (13)
5.3 沉桩 ..... (13)
6 桩基水平静载荷试验和靠船设施监控 ..... (15)
6.1 桩基水平静载荷试验 ..... (15)
6.2 靠船设施监控 ..... (15)
附录 A P-Y 曲线法求解桩身内力和变位有限差分法 ..... (16)
附录 B 布卢姆法 ..... (19)
附录 C 本规程用词用语说明 ..... (23)
附加说明 本规程主编单位、参加单位、主要起草人、
总校人员和管理组人员名单 ..... (24)
附 条文说明 ..... (25)
1 总 则¶
1.0.1 为统一港口工程桩式柔性靠船设施设计与施工技术要求，做到安全适用、经济合理、技术先进，确保工程质量，制定本规程。¶
1.0.2 本规程适用于港口工程非岩质地基条件下,利用钢桩变形吸能或钢桩与护舷共同变形吸能的靠船设施设计与施工。其他桩式柔性结构可参照执行。¶
1.0.3 港口工程桩式柔性靠船设施的设计与施工，除应符合本规程规定外，尚应符合国家现行有关标准的规定。¶
2 基本规定¶
2.0.1 桩式柔性靠船设施应与码头平台分开设置。¶
2.0.2 码头平台不宜承受船舶撞击力。当码头平台不承受船舶撞击力时，柔性靠船设施与码头平台间应留有足够的间距，并满足作业要求；当码头平台承受船舶撞击力时，柔性靠船设施与码头平台间应设缓冲装置，其间距应根据力的传递要求确定。¶
2.0.3 桩式柔性靠船设施应根据水深、受力情况和地基情况等采用单桩结构或多桩结构。¶
2.0.4 桩式柔性靠船设施的刚度系数宜控制在 500 ~ 2000kN/m 之间。刚度系数应按下式计算：¶
式中：C——桩式柔性靠船设施刚度系数 \(kN/m\);
\(P\)——桩式柔性靠船设施承受的最大水平力标准值(kN);
\(f\)——桩式柔性靠船设施承受最大水平力时作用点位移 \((m)\)。
2.0.5 桩式柔性靠船设施水平力作用点的位移不宜超过 1.5m。¶
2.0.6 钢桩应采用同一钢种，并宜选用特类钢。¶
2.0.7 钢桩宜选用 16Mn、16MnCu、16Mnq 等低合金高强度结构钢或高强度细晶焊接结构钢。低合金高强度结构钢钢材质量应符合现行国家标准《低合金高强度结构钢》(GB 1591)和现行行业标准《桥梁用碳素钢及普通低合金钢钢板技术条件》(YB 168)的有关规定。¶
2.0.8 钢桩及连接件的防腐蚀设计应符合现行行业标准《海港工程钢结构防腐蚀技术规定》(JTJ 230)和《港口工程桩基规范》(JTJ 254)的有关规定。¶
2.0.9 桩式柔性靠船设施设计应对地基适应性进行充分论证。¶
2.0.10 当采用 P-Y 曲线法计算时, 应采用三轴不排水剪切试验测定原状土的粘聚力、内摩擦角、不排水抗剪强度和最大主应力差一半时的应变值。¶
3 布置¶
3.0.1 墩式码头每个泊位宜设置两座桩式柔性靠船设施，其中心距宜取0.30~0.45倍设计船长。当兼靠较小船型时，应设置辅助靠船设施。辅助靠船设施宜从主靠船设施前沿线缩进，缩进距离应根据主、辅靠船设施设计变位和设计吸能量综合确定。¶
3.0.2 连片式码头桩式柔性靠船设施宜等间距布置，其间距应满足船舶安全靠泊的要求。¶
3.0.3 桩式柔性靠船设施防冲板的顶高程、底高程应满足船舶在设计高水位和设计低水位安全靠泊的要求。¶
3.0.4 桩式柔性靠船设施兼有系统功能时,系统设施的高程应方便船舶系统。¶
4 结构设计¶
4.1 构造¶
4.1.1 钢管桩壁厚宜根据桩身弯矩分布情况分段确定，并留有适当的腐蚀裕量。沉桩困难时，桩外径与壁厚之比不宜大于70。¶
4.1.2 钢管桩管节的焊缝形式和尺寸、纵向焊缝和管节组装应符合现行行业标准《港口工程桩基规范》(JTJ 254)的有关规定。¶
4.1.3 桩式柔性靠船设施桩顶高程不应低于防冲板顶高程，桩顶之间应设连接构件。¶
4.1.4 多桩结构的桩式柔性靠船设施，桩中心距宜取 2~3 倍桩径。¶
4.1.5 桩式柔性靠船设施桩轴线可适当向靠船侧倾斜。¶
4.1.6 钢桩与上部连接平台的连接宜采用铰接，也可采用固接，其构造应符合下列规定。¶
4.1.6.1 钢桩与上部连接平台铰接时，平台应采用具有足够刚度的钢质结构，并应设置限制相对转动的抗扭装置。上部连接平台可采用单层结构；当水位差较大时，上部连接平台应采用双层结构、多层结构或浮式结构。
4.1.6.2 钢桩与上部连接平台固接时，平台可采用现浇钢筋混凝土结构，钢桩伸入平台不应小于1倍桩径或桩截面高度。钢管桩与上部连接平台的连接应符合现行行业标准《港口工程桩基规范》(JTJ 254)的有关规定。
4.1.7 防冲设施可采用钢桁架式结构或由钢桁架和橡胶护舷组成的复合式结构。当钢桩自身变形吸能量能满足船舶撞击能量要求时，宜采用钢桁架式结构；当钢桩自身变形吸能量不能满足船舶撞击能量要求时,应采用复合式结构。防冲设施构造应符合下列规定。¶
4.1.7.1 防冲设施应安装在连接平台前沿或前排桩上。
4.1.7.2 防冲板的表面应贴有能减小船舶侧向摩擦力的材料。防冲板的四周应设置倒角。
4.1.7.3 防冲板的面压标准值应小于船舶侧板的允许面压值。船舶侧板的允许面压值应根据船舶结构确定，当缺乏资料时，大型油船可取 $ 250kPa $。
4.1.8 当桩式柔性靠船设施兼有系统功能时,应设置安全通行设施。¶
4.1.9 钢管桩泥面下第一弯矩峰值附近应采取加强措施。并应符合下列规定。¶
4.1.9.1 当采取桩壁内侧焊置加强环加强措施时，应采取措施减少焊接对钢管桩的不利影响。
4.1.9.2 当采取桩内灌注混凝土加强措施时，应考虑基桩局部刚度增大对基桩应力分布变化的影响。
4.1.9.3 当采取桩内填充钢筋混凝土饼状块体加强措施时，饼状块体直径应略小于钢管桩内径，厚度可取钢管桩内径的1/4~1/5。
4.1.10 当钢管桩与上部连接平台铰接时，应考虑平台对钢桩局部挤压的影响，必要时应采取桩壁内侧焊置加强环等加强措施。¶
4.1.11 易燃品码头的桩式柔性靠船设施，应在钢桩与上部连接平台间设置防止产生火花的垫层，防冲板的贴面应采用防止产生火花的材料。¶
4.1.12 桩式柔性靠船设施应根据地基冲刷情况采取必要的护底措施。¶
4.2 作用与作用效应组合¶
4.2.1 桩式柔性靠船设施的作用与作用效应组合应符合现行国家标准《港口工程结构可靠度设计统一标准》(GB 50158)的有关规定。¶
4.2.2 桩式柔性靠船设施的作用可分为：¶
(1)永久作用,包括自重力等;
(2) 可变作用, 包括船舶撞击力、船舶挤靠力、系缆力、波浪力、水流力和冰荷载等;
(3)偶然作用,包括船舶非正常撞击和爆炸力等;
(4)地震作用,不考虑。
4.2.3 桩式柔性靠船设施设计应考虑下列设计状况：¶
(1)持久状况，指正常情况下使用的状态；
(2)短暂状况,指结构的临时状态;
(3)偶然状况，指结构的异常状态；
(4)地震状况，不考虑。
4.2.4 桩式柔性靠船设施的设计状况应按下列极限状态进行设计。¶
4.2.4.1 持久状况, 应按承载能力极限状态和正常使用极限状态设计。
4.2.4.2 短暂状况, 应按承载能力极限状态设计, 必要时尚应进行正常使用极限状态设计。
4.2.4.3 偶然状况，应按承载能力极限状态设计。
4.2.5 桩式柔性靠船设施承载能力极限状态设计应包括下列内容：¶
(1)桩的承载力；
(2) 桩的入土深度；
(3)构件的强度；
(4)水流诱发基桩的振动。
4.2.6 桩式柔性靠船设施正常使用极限状态设计应包括水平变位等内容。¶
4.2.7 桩式柔性靠船设施承载能力极限状态设计应考虑作用效应的持久组合和短暂组合，必要时尚应考虑作用效应的偶然组合，并应符合下列规定。¶
4.2.7.1 作用效应的持久组合应满足式 $ (4.2.7-1) $的要求。
式中： \(\gamma_{0}\)——结构重要性系数，按表4.2.7取值；
\(\gamma_{GQ}\)——综合分项系数，有船舶撞击力参与组合时取1.5，其他组合取1.4；
\(S_{k}\)——作用的最不利组合标准值产生的效应；
\(R_{d}\)——抗力设计值。
| 安全等级 | 一级 | 二级 | 三级 |
| 结构重要性系数 γ₀ | 1.1 | 1.0 | 0.9 |
4.2.7.2 作用效应的短暂组合应满足式(4.2.7-2)的要求。
式中： \(\gamma_{GQ}\)——综合分项系数，取1.4；
\(S_{k}\)——作用的最不利组合标准值产生的效应；
\(R_{d}\)——抗力设计值。
4.2.7.3 作用效应的偶然组合应在持久组合的基础上进行，并应满足式(4.2.7-1)的要求，其中综合分项系数取1.0。
4.2.8 桩式柔性靠船设施正常使用极限状态设计应按标准组合进行验算，验算应满足式(4.2.8)的要求。¶
式中： \(S_{s}\)——标准组合设计值，水平变位的验算应包括扩舷变形和钢桩变位；
\(S_{Gk}\)——永久作用标准值产生的作用效应；
\(S\)——船舶撞击力可变作用标准值产生的作用效应；
\(\phi_{1}\)——其他可变作用的组合系数，取0.8；
\(S_{Qik}\)——其他可变作用标准值产生的作用效应；
\(R_{s}\)——变位允许值，水平变位不宜超过1.5m。
4.3 结构计算¶
4.3.1 桩式柔性靠船设施结构计算应包括桩的承载力、桩的入土深度、变位、吸能量和构件强度等内容。¶
4.3.2 采用钢桁架式防冲设施的柔性靠船设施, 结构计算可按下列步骤进行试算:¶
(1)根据撞击能量标准值初步选定桩的材质、桩数、桩径和壁厚，并假定桩的入土深度；
(2)根据撞击能量标准值计算作用在桩基上的水平力标准值；
(3) 计算桩的入土深度；
(4) 进行承载能力极限状态设计计算；
(5) 进行正常使用极限状态设计计算；
(6) 当不满足相应要求时，重复以上步骤，直至全部满足要求。
4.3.3 采用复合式防冲设施的柔性靠船设施, 结构计算可按下列步骤进行试算:¶
(1)根据撞击能量标准值初步选定桩的材质、桩数、桩径、壁厚和护舷参数，并假定桩的入土深度；
(2)根据选定护舷的反力计算桩的入土深度；
(3) 进行承载能力极限状态设计计算；
(4) 进行正常使用极限状态设计计算；
(5) 当不满足相应要求时，重复以上步骤，直至全部满足要求。
4.3.4 将部分力传递给码头平台的柔性靠船设施, 结构计算根据力的传递关系可参照第 4.3.2 条和第 4.3.3 条的方法进行试算。¶
4.3.5 桩的入土深度的计算, 外力应采用水平力设计值, 分项系数应取 1.5, 并应符合下列规定。¶
4.3.5.1 当采用布卢姆法计算时,桩的入土深度应满足受力平衡的要求,并应满足弹性长桩的要求。
4.3.5.2 当采用 P-Y 曲线法或 N-L 法计算时，桩的入土深度不应小于 1.5 倍弯矩零点的深度。当桩顶自由转动时，弯矩零点应取第一弯矩零点；当桩顶无转动时，弯矩零点应取第二弯矩零点。
4.3.6 桩身的内力和变位宜采用 P-Y 曲线法计算, P-Y 曲线法求解桩身内力和变位有限差分法见附录 A。无粘性土地基的桩身内力和变位也可采用布卢姆法或 N-L 法计算。粘性土地基的桩身内力和变位，当变位较小时，也可采用 N-L 法计算。布卢姆法见附录 B。¶
4.3.7 布置单排桩的多桩结构柔性靠船设施，当受力方向垂直于桩的排列方向时，基桩的内力和变位可按单桩计算；布置多排桩的多桩结构柔性靠船设施，距防冲设施最远的桩排中的桩应按单桩计算，其他桩应按群桩计算。¶
4.3.8 基桩按群桩计算时，应根据各单桩水平力作用点处的位移—作用力关系曲线，按各桩水平力作用点位移相协调和力的平衡条件计算受力后的共同位移和各桩内力。¶
4.3.9 进行桩身内力和变位计算时，在满足下列要求情况下，可忽略由于受力偏心而使各桩产生的扭矩的影响。¶
(1)防冲板贴面材料的摩擦系数小于0.15;
(2)多桩结构柔性靠船设施基桩在主要受力方向对称布置；
(3) 系统设施位于多桩结构基桩平面排列的中心处或单桩结构的顶部中心处。
4.3.10 桩式柔性靠船设施的群桩，当桩的中心距不大于3倍桩径时，可将群桩简化为单桩进行近似计算，计算宽度应取群桩在垂直于受力方向平面上的投影宽度，抗弯刚度应取各桩之和。¶
4.3.11 采用复合式防冲设施的桩式柔性靠船设施，护舷和桩基的吸能量应根据桩基和护舷协调作用的原则确定。柔性靠船设施护舷的吸能量可取总吸能量的 30% ~ 50%。¶
4.3.12 桩式柔性靠船设施吸能量不应小于船舶撞击能量。桩式柔性靠船设施吸能量应满足下列公式要求：¶
式中： \(E_{d}\)——船舶撞击能量设计值（kN·m）；
\(E_{pk}\)——桩基吸能量标准值(kN·m);
\(\gamma_{P}\)——桩基吸能量抗力分项系数,取1.0;
\(E_{fk}\)——护舷吸能量标准值(kN·m);
\(\gamma_{f}\)——护舷吸能量抗力分项系数，取1.0；
\(\gamma_{0}\)——结构重要性系数，按表4.2.7取值；
\(\gamma_{E}\)——船舶撞击能量分项系数，取1.0；
\(E_k\)——船舶撞击能量标准值(kN·m);
\(E_{0k}\)——船舶靠泊撞击能量标准值 \((\mathrm{kN}\cdot\mathrm{m})\);
\(E_{w0k}\)——系泊船舶在波浪作用下的撞击能量标准值在计算靠船设施的分配值(kN·m);
\(P_{ik}\)——第 i 根桩的水平力标准值(kN);
\(Y_{ik}\)——第 i 根桩水平力标准值作用下作用点处位移(m)。
4.3.13 桩式柔性靠船设施设计应对由波浪作用引起的基桩疲劳进行分析。¶
4.3.14 当流速较大时,宜通过物理模型试验对水流诱发基桩振动进行验证。¶
4.3.15 当钢桩预留冲刷深度或预留腐蚀厚度时,应对初期情况和使用期情况进行分析计算。¶
5 施 工¶
5.1 钢桩制作与焊接¶
5.1.1 钢桩制作的允许偏差应满足设计要求。¶
5.1.2 钢桩的焊接及焊接材料可参照现行行业标准《海上固定平台规划、设计和建造的推荐作法》(SY-T 4802)中的有关规定执行。¶
5.1.3 对接焊缝坡口形式与尺寸可参照现行国家标准《手工电弧焊焊缝坡口的基本形式与尺寸》(GB 985)和《埋弧焊焊缝坡口的基本形式与尺寸》(GB 986)的有关规定执行。¶
5.1.4 焊缝应进行外观检验和无损探伤检验。焊缝外观检验和无损探伤检验可参照《海上固定平台规划、设计和建造的推荐作法》(SY-T 4802)中的有关规定执行。焊缝无损探伤检验尚应满足下列要求。¶
5.1.4.1 泥面以上桩全长的1/4处至泥面以下桩全长的1/4处之间弯矩较大的部分，环缝超声波探伤数量应为100%，纵缝超声波探伤数量不应少于10%；环缝和纵缝均应进行X射线探伤，每条焊缝的X射线探伤照片不应少于2张，探伤位置应优先选择丁字缝处。钢桩其余部分，环缝超声波探伤数量不应少于30%，纵缝超声波探伤数量不应少于10%；环缝和纵缝均应进行X射线探伤，每条焊缝的X射线探伤照片不应少于1张，探伤位置应优先选择丁字缝处。
注：焊缝探伤百分比以每条缝长度计。
5.1.4.2 螺旋焊缝的探伤方法和数量可参照环缝要求确定。
5.1.5 钢管桩的局部加强措施应满足设计要求。¶
5.2 上部结构制作及安装¶
5.2.1 上部结构的制作及安装应符合《港口工程质量检验评定标准》(JTJ 221)的有关规定。¶
5.2.2 上部结构吊装作业应考虑结构强度和吊装设备的适应性。¶
5.2.3 上部结构各组块的定位偏差应满足设计要求,就位后应及时固定。¶
5.2.4 上部结构附属装置的制作及安装应满足设计要求。¶
5.3 沉桩¶
5.3.1 沉桩应根据土质和钢桩的尺寸、重量、入土深度等选择打桩锤，并应控制最大锤击压应力。¶
5.3.2 当采用起重船吊打法和钻孔栽入法沉桩时,应严格控制施工误差。¶
5.3.3 沉桩宜以高程控制，当施工中遇到硬土层，桩端未能达到设计高程，经计算确认桩的水平承载力能够满足要求时，也可以贯入度控制。¶
5.3.4 沉桩应对打桩情况及有关数据进行详细记录。¶
5.3.5 钻孔栽入法施工应符合下列规定。¶
5.3.5.1 钢护筒内径应大于基桩外径 0.6m，当钢护筒端部设置加强环时，加强环应焊接在钢护筒内壁上，钻头直径应与加强环内径相匹配。
5.3.5.2 钻机作业过程中,应根据潮位变化及时调整孔内泥浆的比重和高度,防止孔壁塌方。
5.3.5.3 钢管桩就位后，内外应及时用砂回填并振捣或夯击密实。
5.3.5.4 沉桩完毕后，应割除泥面以上的护筒。
5.3.6 沉桩后，钢桩纵轴线的偏差应小于1/200，桩顶高程允许偏差应为 $ +50\ mm $，桩顶允许偏位应满足表5.3.6的要求。¶
| 桩径(m) | 桩顶允许偏位(mm) | |
| 垂直码头方向 | 平行码头方向 | |
| ≤ 2.0 | 50 | 100 |
| > 2.0 | 50 | 150 |
6 桩基水平静载荷试验和靠船设施监控¶
6.1 桩基水平静载荷试验¶
6.1.1 桩式柔性靠船设施桩基水平极限承载力及相关设计参数可通过桩基水平静载荷试验测定。桩基水平静载荷试验应符合现行行业标准《港口工程基桩静荷载试验规程》(JTJ 255)的有关规定。¶
6.1.2 桩基水平静载荷试验应选取具有代表性的试验桩。试验桩的数量应根据设计要求确定。¶
6.1.3 群桩效应及相关的设计参数可采取多桩同时加载的试验方法测定。¶
6.1.4 试验桩施加荷载的部位应与实际受力部位一致。¶
6.2 靠船设施监控¶
6.2.1 桩式柔性靠船设施宜设置靠船速度监测仪,实时监测船舶的靠泊速度。¶
6.2.2 桩式柔性靠船设施宜结合船舶的靠泊速度监测对靠船设施的变位和撞击力等进行监测。¶
附录 A P—Y 曲线法求解桩身内力和 变位有限差分法¶
A.0.1 有限差分法应采用式(A.0.1)表示的桩轴线弹性挠曲微分方程。¶
式中：EI——桩身抗弯刚度 \((\mathrm{kN}\cdot\mathrm{m}^{2})\)；
\(y\)——桩身水平位移(m);
\(x\)——桩身计算点地面以下深度(m);
\(E_s\)—— \(P - Y\)曲线上与水平位移相对应的割线模量\((kN/m^2)\)。
A.0.2 桩轴线弹性挠曲微分方程应根据桩身单元划分(图A.0.2)，各节点采用式(A.0.2)表示的差分方程分别代替。¶
式中： \(y_{m}\)——m节点处的桩身位移(m)；
\(E_{sm}\)——m 节点处 P-Y 曲线上与水平位移相对应的割线模量 \((kN/m^{2})\);
\(h\)——桩身单元长度 \((\mathrm{m})\);
\(EI\)——桩身抗弯刚度 \((\mathrm{kN}\cdot\mathrm{m}^{2})\)。
A.0.3 桩身各节点的水平位移应根据各节点差分方程、桩顶以上和桩底以下各两个虚拟节点边界条件的附加方程联立求解确定。联立方程的求解应按下列步骤进行：¶
(1)假定各节点处的割线模量；
(2) 解方程求出桩身各节点的位移；
(3)根据各节点的位移通过 P-Y 曲线查得桩身宽度范围内各节点处单位桩长的土反力,求得各节点处新的割线模量;
(4)重复上述过程,直到假定的割线模量与计算的割线模量接近为止。
A.0.4 悬臂式钢桩各节点的水平位移, 可选取泥面以下桩段进行差分计算, 桩身泥面以上和桩底以下各两个虚拟节点边界条件的附加方程应满足下列要求:¶
(1) 桩身泥面以上两个虚拟节点边界条件的附加方程采用下列公式：
式中： \(y_{n}\)——n节点处桩身位移(m)；
\(Q_{0}\)——桩身泥面节点处的剪力(kN);
\(h\)——桩身单元长度 \(m\);
\(EI\)——桩身的抗弯刚度 \((\mathrm{kN}\cdot\mathrm{m}^{2})\);
\(M_{0}\)——桩身泥面节点处的弯矩 \((\mathrm{kN}\cdot\mathrm{m})\)。
(2)桩底以下两个虚拟节点边界条件的附加方程采用下列公式：
式中： \(y_{0}\)——0节点处的桩身位移(m)。
A.0.5 桩身内力和土反力应按下列公式计算：¶
式中： \(\varphi_{m}\)——桩身 m 节点处的转角(rad)；
\(y_{m}\)——桩身 m 节点处的位移(m);
\(h\)——桩身单元长度 \((\mathrm{m})\);
\(M_{m}\)——桩身 m 节点处的弯矩 \((\mathrm{kN}\cdot\mathrm{m})\);
\(EI\)——桩身的抗弯刚度 \((\mathrm{kN}\cdot\mathrm{m}^{2})\);
\(Q_{m}\)——桩身 m 节点处的剪力(kN);
\(p_{m}\)——桩身宽度范围内 m 节点处单位桩长的土反力 \((kN\cdot m)\);
\(E_{sm}\)——m 节点处 P-Y 曲线上与水平位移相对应割线模量 \(\left(\mathrm{kN}/\mathrm{m}^{2}\right)\)。
附录 B 布卢姆法¶
B.0.1 当采用布卢姆(Blum)法计算基桩内力与变形时,可按桩身泥面下弯矩零点的桩身外力与桩前后被动土压力平衡的方法进行计算(图 B.0.1)。¶
P-作用于桩身的集中外力； $ l_{0} $-桩身集中外力作用点至泥面的距离； $ t_{0} $-桩身弯矩零点至泥面的距离；C-桩前等效集中力； $ \Delta t_{0} $-产生等效集中力桩身所需的附加深度； $ \delta_{p} $、 $ \delta_{p}^{\prime} $-桩后、桩前桩土间的摩擦角，分别取-2/3倍和2/3倍土的内摩擦角； $ e_{p_{1}} $-桩径范围内的土楔体在桩身后弯矩零点产生的水平向被动土压力强度； $ e_{p_{2}} $-桩身两侧每侧土楔体在桩身后弯矩零点产生的水平向被动土压力强度； $ e_{p_{1}}^{\prime} $-桩径范围内的土楔体在桩身前弯矩零点产生的水平向被动土压力强度； $ e_{p_{2}}^{\prime} $-桩身两侧每侧土楔体在桩身前弯矩零点产生的水平向被动土压力强度； $ M_{\max} $-桩身最大弯矩
B.0.2 桩后、桩前被动土压力可按下列公式计算：¶
式中： \(e_{p_{1}}\)——桩径范围内的土楔体在桩身后弯矩零点产生的水平向被动土压力强度(kN/m)；
\(γ'\)——土的水下重度 \((\mathrm{kN}/\mathrm{m}^{3})\);
\(k_{p}, k_{p}^{\prime}\)——桩后、桩前的被动土压力系数；
\(\delta_{p},\delta_{p}^{\prime}\)——桩后、桩前桩土间的摩擦角 \((\degree)\)，分别取 \(-2/3\)倍和 \(2/3\)倍土的内摩擦角；
\(D\)——桩的宽度或桩径 \((\mathrm{m})\);
\(t_{0}\)—— 桩身弯矩零点至泥面的距离(m);
\(e_{p_{2}}\)——桩身两侧每侧土楔体在桩身后弯矩零点产生的水平向被动土压力强度(kN/m);
\(e_{p_{1}}^{\prime}\)——桩径范围内的土楔体在桩身前弯矩零点产生的水平向被动土压力强度(kN/m);
\(e^{\prime}_{p_{2}}\)——桩身两侧每侧土楔体在桩身前弯矩零点产生的水平向被动土压力强度(kN/m);
\(\varphi\)——土的内摩擦角 \((\degree)\)。
B.0.3 桩身弯矩零点至泥面的距离、桩身附加深度和桩身总入土深度可按下列公式计算：¶
式中： \(E_{p}\)——桩径范围内的土楔体在桩身后产生的水平向被动土压力的合力(kN)；
\(γ'\)——土的水下重度 \((\mathrm{kN}/\mathrm{m}^{3})\);
\(k_{p}\)——桩后被动土压力系数；
\(\delta_{p}\)——桩后桩土间摩擦角 \((^{\circ})\)，取 \(-2/3\)倍土的内摩擦角；
\(D\)——桩的宽度或桩径 \((\mathrm{m})\);
\(t_{0}\)——桩身弯矩零点至泥面的距离(m);
\(E_{s}\)——桩身两侧每侧土楔体在桩身后产生的水平向被动土压力的合力(kN);
\(C\)——桩前等效集中力(kN);
\(P\)——作用于桩身的集中外力 \((\mathrm{kN})\);
\(l_{0}\)——桩身集中外力作用点至泥面的距离(m);
\(\Delta t_{0}\)——产生等效集中力桩身所需的附加深度(m);
\(t\)——桩身总入土深度(m)。
B.0.4 泥面下桩身弯矩和最大弯矩点深度可按下列公式计算：¶
\(M(x)\;=\;P(l_{0}+x)\;-\;\gamma^{\prime}\;\cdot\;k_{p}\;\cdot\;\cos\delta_{p}\;\frac{\left(4D x^{3}+x^{4}\right)}{24}\) (B.0.4-1)
\(\frac{X_{m}^{3}}{6}+\frac{D}{2}X_{m}^{2}-\frac{P}{\gamma^{\prime}k_{p}\cos\delta_{p}}=0\) (B.0.4-2)
式中： \(M(x)\)——泥面下计算点桩身的弯矩 \((kN\cdot m)\)；
\(P\)——作用于桩身的集中外力(kN);
\(l_{0}\)——桩身集中外力作用点至泥面的距离(m);
\(x\)——计算点至泥面的距离(m);
\(\gamma'\)——土的水下重度 \((\mathrm{kN}/\mathrm{m}^{3})\);
\(k_{p}\)——桩后被动土压力系数；
\(\delta_{p}\)——桩后桩土间的摩擦角 \((\degree)\)，取 \(-2/3\)倍土的内摩擦角；
\(D\)——桩的宽度或桩径 \((\mathrm{m})\);
\(X_{m}\)——桩身最大弯矩点深度(m)。
B.0.5 桩身位移可按悬臂梁法求解,嵌固点深度可取桩身弯矩零点至泥面距离的 0.78 倍。¶
附录 C 本规程用词用语说明¶
C.0.1 为便于在执行本规程条文时区别对待,对要求严格程度不同的用词用语说明如下:¶
(1)表示很严格,非这样做不可的:
正面词采用“必须”；
反面词采用“严禁”。
(2)表示严格，在正常情况下均应这样做的：
正面词采用“应”；
反面词采用“不应”或“不得”。
(3)对表示允许稍有选择,在条件许可时首先应这样做的:正面词采用“宜”或“可”;反面词采用“不宜”。
C.0.2 条文中指定应按其他有关标准、规范执行时，写法为“应符合……的有关规定”或“应按……执行”。¶
本规程主编单位、参加单位、 主要起草人、总校人员和管理组人员名单¶
主 编 单位: 中交水运规划设计院
参加单位:河海大学
主要起草人: 张志明(中交水运规划设计院)
杨国平(中交水运规划设计院)
(以下按姓氏笔画为序)
马德堂(中交水运规划设计院)
鲁子爱(河海大学)
蔡亮(河海大学)
总校人员名单: 李永恒(交通部水运司)
何文辉(交通部水运司)
吴敦龙(中交水运规划设计院)
张志明(中交水运规划设计院)
杨国平(中交水运规划设计院)
董方(人民交通出版社)
管理组人员名单: 张志明(中交水运规划设计院)
杨国平(中交水运规划设计院)
胡家顺(中交水运规划设计院)
中华人民共和国行业标准
港口工程桩式柔性靠船设施 设计与施工技术规程¶
JTJ 279—2005
条文说明
目 次¶
1 总则 …… (28)
2 基本规定 …… (29)
4 结构设计 …… (30)
4.1 构造 …… (30)
4.3 结构计算 …… (30)
附录 A P-Y 曲线法求解桩身内力和变位有限差
分法 …… (32)
1 总 则¶
1.0.1 近年来，我国沿海港口相继采用了一些桩式柔性靠船设施，并取得了良好的技术经济效果，也积累了一定的经验。但是，到目前为止，国内尚无针对该种结构的设计、施工规程，相关规范中可参考的一些设计、施工、构造的规定很不系统、细致。因此，认真总结已有的成果和经验，进一步开展研究，并借鉴国外类似工程的经验和标准，制定一本有中国特色、可操作性强的规程是非常必要的。¶
1.0.3 国家现行有关标准主要包括《港口工程结构可靠度设计统一标准》(GB 50158)、《海港总平面设计规范》(JTJ 211)、《港口工程荷载规范》(JTJ 215)、《海港水文规范》(JTJ 213)和《港口工程桩基规范》(JTJ 254)等。¶
2 基本规定¶
2.0.4 桩式柔性靠船设施的刚度系数与钢材强度有关。在满足强度的条件下，选用大直径桩数少的结构会节约材料，但刚度比小直径桩数多的结构要大；选用屈服应力高的钢材可节约材料，结构柔性大；理想的情况是选用高强的大直径桩。目前，国内高强的钢材较少，为获得理想的刚度系数，常需配置合适的橡胶护舷。本条刚度系数的取值范围参考了国外相关规范和国内有关资料。¶
2.0.5 桩式柔性靠船设施的位移指的是船舶撞击力作用点处的总位移，包括桩基变形和橡胶护舷变形两部分。当靠船结构变位太大时，会给船舶操控带来困难，国内外经验一般都将此数值限制在1.5m以内。在特殊情况下，如大船要求较大的吸能量或由于强风或涌浪作用，要求防冲设备、船舶、缆绳整个系统协调工作，经过论证或试验允许突破此限值。¶
2.0.6 同种型号的钢材有利于防腐。¶
2.0.7 高强度细晶焊接结构钢强度高，屈服极限为 350～690MPa，且具有优良的塑性、韧性、可焊性及冷弯性能，是大吸能量桩式柔性靠船设施的理想用材，但该种材料我国目前尚不能生产。目前，在我国广泛应用的低合金钢，如 16Mn、16MnCu，具有较高的屈服点，亦有良好的塑性和冲击韧性，并具有耐腐蚀、耐低温等特点，成本较低，是我国现阶段桩式柔性靠船设施首选用材。16Mnq 是在 16Mn 生产的基础上进一步脱氧，它的颗粒结晶细，含硫、磷有害杂质少，焊接性能和低温下冲击韧性都比 16Mn 钢好。¶
4 结构设计¶
4.1 构造¶
4.1.3 桩顶之间设置连接构件是为防止缆绳卡在桩头之间。¶
4.1.5 钢管桩受力后一般弹性变形较大，有可能超过防冲设备变形后的厚度，为避免船体碰撞桩身，故桩轴线可考虑向靠船侧倾斜。同时，预留斜度有利于减少波浪、水流作用下桩式柔性靠船设施的振动，也能减小靠船时结构自重产生弯矩的不利影响。¶
4.3 结构计算¶
4.3.5.1 布卢姆法计算所需桩的入土深度较小，为保证安全，条文规定应满足弹性长桩的条件。