主要完成人：  蔡正银  刘永绣  董文才  李景林  王成环  朱吉全  焦志斌  吴荔丹  于  泳  徐光明

主要完成单位：南京水利科学研究院

 唐山港口投资有限公司

 中交第一航务工程勘察设计院有限公司

成果简介：

遮帘式地连墙板桩码头是我国首创的新型结构型式，在国内外应用尚属首次，工程设计没有技术规范，至今尚没有成熟的计算方法。本项目采用大型土工离心模型试验与现场原型观测的研究手段，结合京唐港10万吨级遮帘式地连墙板桩码头工程，系统地研究了码头结构的变形与内力、拉杆力，以及土压力分布与变化规律等，为该种新结构的设计提供了技术支撑。主要有以下几个方面取得了显著进步。

①  在国际上首次开展了全遮帘式地连墙板桩码头结构的土工离心模型试验，首次定量地测量了码头结构体的弯矩、拉杠拉力、码头前沿变位等参数，突破了离心模型试验只能定性解决工程问题这一传统观念，使得离心模型技术在港口工程中的应用得到发展。

②  成功研究了新型遮帘式地连墙板桩码头结构与地基土共同作用的工作特性，考虑了有无遮帘桩、有无码头面荷载、前墙不同嵌入比以及前墙与遮帘桩之间不同连接形式等一系列因素的影响，为该种新结构的设计提供了技术支撑。

③  在码头前墙与遮帘桩身土压力测量中开发了“气缸顶推法”埋设土压力传感器的新技术，解决了一直困扰工程界的土压力测量这一关键技术难题。

④  提出了通过测量钢筋应力来换算墙体弯矩的新的计算公式，使墙体的弯矩测量更加符合工程实际。

这些研究成果提出改进了新型遮帘式地连墙板桩码头结构的设计方案，并已应用到唐山港京唐港区31#～34#泊位10万吨级码头工程的设计与建设。设计单位根据本项目推荐的码头结构型式及结构参数，进行了码头优化设计。现在4个码头已建成，其中31#泊位已于2005年底投产，取得了巨大的经济效益和社会效益，对京唐港区的建设开发和加快发展具有划时代重要意义。

同时本研究成果还被应用于唐山港曹妃甸港区，已建成2个5万吨级（结构按10万吨级设计）散杂货码头，又有5个10万吨级煤炭码头和11个首钢成品码头正在设计中。

本项实验关键技术研究促进了科技进步，节约了大量工程建设费用和增加了工程效益。通过本项目的反复论证与优化，对于10万吨级码头，新型遮帘式地连墙板桩码头结构每延米造价仅为22万元，而同等级其他结构型式码头造价约为30万～40万元。

本项实验关键技术研究提高了科研、设计与建设单位的整体水平。在本项目研究过程中，设计单位、建设单位与课题承担单位密切合作，共同探讨了新型码头结构的关键技术问题，使得设计方案不断优化，提高了设计水平。建设单位工程管理意识不断加强，推动了与本研究课题相关的技术进步。

本项实验关键技术研究直接解决了多项技术难题。通过离心模型试验方法获得了新型结构的设计参数，并对结构设计进行了优化；在土压力测量中首次采用气缸顶出法，解决了土压力测试这一关键技术难题；首次系统地研究了结构弯矩的观测及计算方法。系统地进行了结构土压力的观测，提示了遮帘桩的挡土机理；多项技术在国际处于领先水平。

另外，培养了人才，提高了学术水平。在本课题研究过程中，有多名研究生以本课题作为研究背景开展论文的研究工作，项目组已在国内外正式出版的杂志上发表了15篇学术论文。

总之，本项目与当前国内外同类技术相比，具有如下特点：

①运用土工离心模拟技术，首次定量地测量了新型码头结构体的弯矩、拉杆拉力、码头前沿变位等参数，打破了土工离心模拟技术只能用于定性分析这一传统观念，推动了土工离心模型技术在港口工程中的应用。②在码头结构的原型观测中，开发了“气缸顶出法”土压力传感器埋设新技术，较为准确地测量了墙体与桩体上的土压力分布规律，并由此揭示了遮帘桩的挡土机理。③在整理原体观测资料时，对规范推荐的计算弯矩的经验公式进行了改进，提出了可以考虑钢筋与混凝土协调变形的计算公式，使得通过测量得到的弯矩值更接近工程实际。④促进了科技进步，改进完善了新型遮帘式地连墙板桩码头设计理论，进一步降低板桩码头工程造价。⑤本研究成果使得我国板桩码头深水化成为现实，打破了过去许多复杂地区不能建设大型深水港的禁令，为我国的码头建设与地区经济发展做出了重要贡献。