港口水工建筑物知识点总结.doc

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绪论

1、港口水工建筑物包括码头、防波堤、护岸、船台、滑道和船坞等。

2、码头是供船舶停靠、装卸货物和上下旅客的水工建筑物，它是港口的主要组成部分。

3、防波堤是防御波浪对港口水域的侵袭，保证港口水域有平稳的水面，是船舶在港口安全停泊和进行装卸作业。

4、护岸的作用是使港口或水域的岸边在波浪、冰、流的作用下不受破坏，从而保证护岸上的建筑物、设备和农田等。

5、船台、滑道和船坞是修造船水工建筑物，供船舶下水、上墩和修造之用。

6、港口水工建筑物的共同特点是承受的作用复杂（包括波浪、潮汐、海流、冰凌、风、地震等自然力和使用、施工荷载），施工条件多变，建设周期长，投资较大。

7、我国沿海主要港口在大型化、机械化和专业化方面步入了世界水平。

一．码头概论

8、按平面布置，码头分为顺岸式、突堤式、墩式等。

9、顺岸式根据码头与岸的连接方式分为满堂式和引桥式。

10、突堤式又分为窄突堤式码头和宽突堤式码头。

11、墩式码头由靠船墩、系船墩、工作平台、引桥、人行桥组成。

12、按断面形式，码头分为直立式、斜坡式、半直立式、半斜坡式、多级式等。

13、按结构形式，码头分为重力式码头、板桩码头、高桩码头、混合式码头。

14、重力式码头、板桩码头和具有前板桩的高桩码头，码头前沿有连续的挡土结构，故又称为实体式码头。

15、按用途，码头分为货运码头、客运码头、工作船码头、渔码头、军用码头、修船码头等。

16、货运码头按不同的货种和包装方式，分为杂货码头、煤码头、油码头、集装箱码头等。

17、码头有主体结构和码头附属设施两部分组成。

主体结构又包括上部结构、下部结构和基础。

18上部结构的作用是：

a将下部结构的构件连成整体；b直接承受船舶荷载和地面使用荷载，并将这些荷载传给下部结构；c作为设置防冲设施、系船设施、工艺设施和安全设施的基础。

19、下部结构和基础的作用是：

a支承上部结构，形成直立岸壁；b将作用在上部结构和本身上的荷载传给地基。

20、施加在结构上的集中力和分布力，以及引起结构外加变形和约束变形的原因，总称为结构上的作用，分为直接作用和间接作用。

21、码头结构上的作用可按时间的变异、空间位置的变化和结构的反应进行分类，分类的目的主要是作用效应组合的需要。

22、按时间的变异可将作用分为永久作用、可变作用、偶然作用。

23、按空间位置的变化将作用分为固定作用和自由作用。

24、按结构的反应将作用分为静态作用和动态作用。

25、对于承载能力极限状态可分为持久组合、短暂组合、偶然组合。

持久组合是永久作用和持续时间较长的可变作用组成的作用效应组合，短暂组合是包括持续时间较短的可变作用所组成的作用效应组合，偶然组合是包含偶然作用所组成的作用效应组合。

26、对于正常使用极限状态，分为持久状况和短暂状况，持久状况分为短期效应（频遇）组合和长期效应（准永久）组合。

27、作用的代表值分为标准值、频遇值、准永久值。

28、码头地面使用荷载包括：

堆货荷载、流动起重运输机械荷载、铁路荷载、汽车荷载、人群荷载等。

29、确定堆货荷载时应考虑下列主要因素：

a装卸工艺确定的堆存情况；b货种及包装方式；c货物的批量与堆存期；d码头结构形式。

此外堆货荷载的取值还要考虑港口营运管理水平、结构按整体计算还是按构件计算、堆货分布的区域和港口今后的发展等。

30、码头法分为三个地带：

码头前沿地带、前方堆场、后方堆场。

前沿地带是码头前沿向后一定距离的场地，其宽度根据装卸工艺确定。

前方堆场是港口利用率最高的堆场，一般指紧接前沿地带、门座起重机能直接堆垛的临时堆货场地。

后方堆场是指前方堆场以后的堆场。

31、作用在码头建筑物上的船舶荷载按其作用方式分为船舶系缆力、船舶挤靠力、船舶撞击力。

二、重力式码头

32、重力式码头的优点：

a结构坚固耐久，抗冻和抗冰性能好；b能承受较大的地面荷载和船舶荷载，对较大的集中荷载以及码头地面超载和装卸工艺变化适应性较强；c施工比较简单，维修费用少。

缺点;a波浪反射严重，泊稳条件差；b地基要求一定的承载力，需较多的砂石料。

33、重力式码头的结构形式主要决定于墙身结构。

34、按墙身结构，重力式码头可分为方块码头、沉箱码头、扶壁码头、大圆筒码头、格型钢板桩码头、干地施工的现浇混凝土和浆砌石码头等。

35、方块机构的优点：

耐久性好，基本不需要钢材，施工简单，也不需要复杂的施工机械。

缺点：

水下工作量大，结构的整体性和抗震性差，需要石料量大。

方块码头一般使用于地基较好、当地有大量石料、缺少钢材和冰冻严重的情况。

36、沉箱结构水下工作量小，结构整体性好，抗震性能强，施工速度快，造价低，但其耐久性不如方块结构，需要钢材多，需要专门的施工设备和合适的施工条件。

一般在当地有可用于预制沉箱的设施或工作量大、工期短的大型码头选用沉箱结构。

37、扶壁结构是由立板、底板、肋板互相整体连接而成的一种轻型钢筋混凝土结构。

预制安装扶壁结构的优缺点介于方块结构和沉箱结构两者之间。

混凝土和钢材的用量比钢筋混凝土沉箱少，施工速度比混凝土方块结构快，耐久性和沉箱结构相同。

缺点是结构整体性差。

38、大直径圆筒结构主要由预制的大直径薄壁钢筋混凝土无底圆筒组成。

这种码头结构简单（与沉箱比）；沪宁图与钢材用量少；适应性强，可不作抛石基床；造价低；施工速度快。

缺点：

抛石基床上的大圆筒产生的基底压力大，沉入地基的大圆筒码头施工较复杂，大圆筒与上部结构的连接以及护舷的布置不够方便等。

39、格形钢板桩结构式由直腹式钢板桩组成的格形结构，格形钢板桩结构施工筹备期段，施工速度快，占用场地小。

40、干地浇筑的混凝土结构和浆砌石结构，其断面分为梯形、衡重式、卸荷板式，优点是可就地取材，不需要钢材，不需要大型和复杂的施工设备，施工简单，整体性好，造价低。

41、在码头设计中，首先要根据当地的自然条件、施工条件及建筑物的使用要求，拟定各种构造措施，即进行构造设计，然后才是强度和稳定的验算。

42、重力式码头基础的作用是将通过墙身传来的外力扩散到较大范围的地基上，以减小地基应力和建筑物沉降量；保护地基免受波浪和水流的淘刷；整平基面后便于墙身的砌筑和安装。

43、抛石基床的设计包括：

选择基床形式；确定基床厚度及肩宽；确定基槽的底宽和边坡坡度；规定块石的重量和质量要求；确定基床顶面的预留坡度和预留沉降量等。

44、基床形式分为暗基床、明基床和混合基床。

45、重锤夯实的作用：

破坏块石棱角，使块石相互挤紧；使与地基接触的一层块石嵌进地基土内。

46、墙身和胸墙是重力式码头必需的主体结构，其作用是：

构成船舶系靠所需要的直立墙面；阻挡墙厚回填料坍塌；承受作用在码头上的各种荷载，将这些荷载传到下面的基础和地基中。

47、为适应地基的不均匀沉降和温度的变化，重力式码头必需沿长度方向设置沉降缝合伸缩缝，一般是一缝两用，统称变形缝。

变形缝间距根据气温情况、结构形式、地基条件和基床厚度确定，一般采用10~30m。

并考虑设在以下位置：

新旧建筑物衔接处；码头水深或结构形式改变处；地基土质差别较大处；基床厚度突变处；沉箱或方块接缝处。

48、胸墙是将墙身预制构件连成整体的构件，直接受船舶的撞击，并处在水位变动区，外界影响因素多，受力情况复杂。

因此在设计胸墙时，除保证其抗倾和抗滑稳定性外，还应有良好的整体性、足够的强度和刚度。

49、胸墙的形式：

现浇混凝土胸墙；浆砌石胸墙；预制混凝土块体胸墙。

现浇混凝土胸墙的优点是结构牢固，整体性好，是采用最多的一种形式。

浆砌石胸墙可节约模版，但断面不宜过小，并要注意砌筑质量，保证有良好的整体性。

50、胸墙的顶宽由构造确定。

胸墙底宽由抗滑和抗倾稳定性计算确定。

51、墙后回填一般分为紧靠墙背用颗粒较粗和内摩擦角较大的材料（如抛石）作成抛石棱体，以减小墙后土压力。

另一种是墙后直接回填细粒土，只在墙身构件间的拼缝处设倒滤装置，防止土料流失。

52、抛填棱体的断面形式分为三角形、梯形、锯齿形。

主要为防止回填土流失设置的抛石棱体，常采用三角形断面，此时所用抛填材料最少。

以减压微主要目的抛填棱体，一般采用梯形和锯齿形断面。

锯齿形比梯形节省用料，但施工程序多，影响工期，质量也不易保证。

53、倒滤层的作用是为防止回填土流失，在抛填棱体顶面、坡面、胸墙变形缝和卸荷板顶面接缝处均应设置倒滤层。

倒滤层可采用碎石倒滤层和土工织物倒滤层。

54、施加在重力式码头上的作用分为三类：

建筑物自重力、固定机械设备自重力、墙后填料产生的土压力、剩余水压力等为永久作用；堆货荷载、流动机械荷载、码头面可变作用产生的土压力、船舶荷载、施工荷载、冰荷载和波浪力等为可变作用；地震作用等为偶然作用。

55、剩余水压力是墙前计算低水位与墙后地下水位的水位差称为剩余水头，由此产生的水压力称为~

56、计算土压力的理论主要有库仑理论、郎肯理论和索科洛夫斯基理论三种。

57、堆货荷载的布置方式：

作用在码头上的垂直力和水平力都最大，用于验算基床和地基的承载力及计算建筑物的沉降和验算整体滑动稳定性；作用在码头上的水平力最大垂直力最小，用于验算建筑物的滑动和倾覆稳定性；作用在码头上的垂直力最大水平力最小，用于验算基底面后踵的应力。

58、对于建筑物与地基整体滑动的抗滑稳定性一般按圆弧滑动法进行验算。

59、地基沉降包括均匀沉降和不均匀沉降。

60、方块码头的断面形式有阶梯形、衡重式和卸荷板式。

方块码头按其墙身结构分为实心方块、空心方块、异形块体。

实心方块码头的坚固耐久性最好，施工维修简便。

空心块体节省混凝土用量，分为有底板和无底板两种。

无底板空心块体码头与构件接触的基底局部压力大，且由于填料仅部分参加扛倾工作，扛倾能力小，故多用于小码头。

异形块体空腔内不填满块石，以减小作用在墙上的土压力，从而使码头结构轻，材料省和造价低。

计算除重力式码头基本计算，还包括卸荷板的稳定性和承载力验算，无底板空心方块码头的稳定性和构件计算

61、沉箱按平面形式分为矩形、圆形两种。

圆形沉箱受力情况较好，一般按构造配筋，用钢筋少，箱内可不设内隔壁，既省混凝土又大大减轻沉箱重量，箱壁对水流阻力小。

缺点是模板复杂，一般适用于墩式栈桥码头。

矩形沉箱制作较简单，浮游稳定性好，施工经验成熟，适用于岸壁式码头，可分为对称式和非对称式。

对称式构造简单，便于预制浮运和安放，非对称式节省混凝土，但制作麻烦。

计算：

除进行重力式码头基本计算，还包括沉箱的吃水，干舷高度，浮游稳定性，构件承载力和裂缝宽度。

三、板桩码头

62、板桩码头其结构简单，材料用量少，施工方便，施工速度快，对复杂的地质条件适应性强，主要构件可在预制厂预制，但结构耐久性不如重力式码头，施工过程中一般不能承受较大的波浪作用。

63、按材料分：

木板桩码头，由于强度低，耐久性差，耗木量大，很少使用。

钢筋混凝土板桩码头：

钢混结构强度有限，除地下连续墙外，为防止在板桩上产生过大弯矩或应力，只适用于水深不大的中小型码头。

钢板桩码头：

强度高，锁口紧密，止水性好并且沉桩又容易，因而适用于水深较大的海港码头。

64、按锚碇系统分:

无锚板桩码头：

类似于悬臂梁结构，当自由高度上升将使其固端弯矩急剧增加，因而适用于墙较矮，地面荷载不大的情况。

有锚板桩码头：

1.单锚板桩，适用于中小型矛头。

2.双锚板桩，两根拉杆难以按理论设计的情况相互配合，施工又较为困难，因而使用较少。

3.斜拉板桩，施工工序较少，土方量少，便于施工机械化施工，适用于施工场地狭小，不便埋设拉杆和锚碇结构的场合。

但斜桩需承受大部分水平力，且其承受能力有限，因而也只适用于中小型码头。

65、按板桩墙结构分:

普通板桩墙：

由于各桩相同，便于施工因而运用广泛，但其对地基土条件有一定要求，适用于地基较良好的情况。

长短板桩结合：

长短结合，提升了整体稳定性，可用于地基条件较差时。

主桩板桩结合：

在普通板桩或长短板桩的基础之上为使长板桩作用得以充分发挥而采用的形式。

主桩挡板（或套板）;：

由于该结构受很大的力，因而适用于水深