近年来,随着三峡蓄水成库后,航运密度加大,内河航运事业稳步发展,架空直立式码头在内河港口建设中得到了广泛应用。目前港口码头设计中水流荷载的计算采用《港口工程荷载规范》(JTS144-1-2010),该规范计算水流荷载主要以单桩、排桩为主,对长江中下游和沿海传统高桩码头较为适用,而对流速大、结构高且以排架形式受力为主的内河架空直立式码头而言,对水流荷载计算方法开展针对性研究十分必要。本文结合“十二五”国家科技支撑计划课题“山区河流渠化河段港口码头建设关键技术研究”,依托实际工程,开展水流荷载现场测试研究。本文完成的主要工作及取得的成果如下:(1)研制了一套水流荷载现场测试系统。包括测试条带、盖板、密封板和若干压力传感器、防水导线、信号放大器、信号采集仪器、电脑等组成。传感器系统由8只或者4只传感器以相差45°或者90°安装在测试带内。根据测试构件形状不一样,测试条带制成圆形或方形。(2)水流荷载原型观测试验布置及测试。原型观测依托重庆果园港二期工程现场,试验点的平面布置以第一个排架和第二列桩上的水流荷载为主,其余桩为辅的原则,布置成丁字形;竖向布置以第一榀排架上第二列桩为重点,其余为次要。试验点以具有8只传感器的为重点层位,4只的为辅助层位,一共18个测试层位,92只压力传感器。现场测试频率为100HZ,每次时长60秒,测试前需要预热整个测试系统,并且在水流相对平稳时采集数据。(3)提出了一套水流荷载测试数据分析方法。将水流荷载测试数据进行快速傅里叶变换,进行频域分析,验证数据可靠性→原始数据经标定公式转换为压强值→计算瞬时压强数据标准差,平均值加减两倍标准差得到边界值,剔除边界以为数据→计算水流脉动压力值→拟合水流荷载沿桩分布曲线→用MATLAB对该曲线进行数值积分,得到水流荷载值→计算总结得出水流荷载经验公式。(4)单桩水流荷载分布规律。在第一榀排架上,水流荷载最大值到最小值在桩的正前方和正后方,其间是一条较为平滑的曲线。而在后面两榀排架上,水流荷载最大值和和最小值不是在正对码头前方水流流向的方向上,而是有所偏移,出现在了桩的左右两边,其间不再是平滑的曲线,在中间会出现凹凸。(5)群桩水流荷载分布规律。对于并联桩,当流速较小时,各传感器上的脉动压力变化情况是随着水流流向与桩间夹角的逐渐变大而逐渐减小;桩上水流荷载值沿横向排架方向从右至左先减小后增大。流速较大时,桩上水流荷载值沿横向排架方向从右至左先增大后减小。对于串联桩,当流速较小时,正前方位置的脉动压力沿着桩身的方向逐渐减小;左右30°位置和正后方位置的传感器压力先增大后减小。流速较大时,脉动压力没有明显规律。桩上水流荷载受串联桩的遮流影响,水流荷载先减小后增大。