重庆交通大学《港口水工建筑物》复试题纲.docx

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重庆交通大学《港口水工建筑物》复试题纲

1、码头的分类及其使用范围与码头的基本组成及其作用；

1）码头分类与使用范围

a.按平面布置分类：

顺岸式、突堤式（主要用于海港）、墩式（常用于外海开敞式码头）、岛式（不设引桥的墩式码头，主要用于装卸液体货物）。

b.按断面形式分类：

直立式（多用于水位变幅不大的港口，如海岸港、河口港）、

斜坡式（多用于水位变幅较大的港口，如上、中游河港或水库港）、半斜坡式（适用于枯水期较长而洪水期较短的山区河港）、半直立式（适用于高水位时间较长，而低水位时间较短的情况，水库港）。

c.按结构形式分类：

重力式码头、板桩码头、高桩码头、混合式码头。

1　重力式码头

工作原理：

是依靠结构本身及其上面填料的重量来维持稳定。

优点：

耐久性好，能抵抗大船、漂浮物的撞击，对超载、工艺变化适应能力最强。

缺点：

波浪反射严重，泊稳条件差，地基应力大，一般须作抛石基床。

适用条件：

地质条件较好的地基。

2　板桩码头

工作原理：

依靠板桩入土部分的侧向土抗力和安设在板桩上部的锚碇结构来维持稳定。

优点：

耐久性好（相对），结构简单，材料用量少，便于预制，可以先打桩，后开挖港池。

缺点：

波浪反射严重，泊稳条件差，对钢板桩需采取防锈措施，增加费用，对开挖超深反应敏感（应预留0.5m）。

适用条件：

能打板桩的地基，万吨级以下的泊位，适用于有掩护的海港。

3　高桩码头

工作原理：

通过桩台将作用在码头上的荷载经桩基传给地基。

优点：

波浪反射小，泊稳条件好，砂石用量少，对开挖超深适应能力强。

缺点：

对地面超载、工艺变化的适应能力差，水平承载能力低，耐久性差，须设叉桩（大直径管柱例外）。

适用条件：

软土地基。

4　混合式码头

根据当地的地质、水文、材料、施工条件和码头的使用要求，也可采用各种不同型式的混合结构。

如：

前板桩高桩码头，后板桩高桩码头，透空重力式结构等。

2）码头的基本组成及其作用

结构形式

组成部分

重力码头

板桩码头

高桩码头

主体结构

上部结构

胸墙

帽梁或胸墙

承台或梁板及靠船构件

下部结构

墙身

板桩墙

桩

基础

抛石基床

其他

墙后回填料

拉杆、锚碇结构

挡土结构

码头附属设备

系船、仿冲、工艺、安全设施路面

上部结构：

⑴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。

⑵将下部结构的构件连成整体。

⑶设置码头设施，如防冲设施、系船设施等。

下部结构：

⑴支承上部结构，形成直立岸壁。

⑵将作用在上部结构和本身上的荷

载传给地基。

码头设备：

用于船舶的系靠和装卸作业等。

2、可靠度的含义；结构的正常功能；

3、作用的分类、作用代表值的确定、作用效应组合及其原则；

1）作用分类

a.按时间变异分类：

永久作用（如自重力，预加应力，土重力，永久作用引起的土压力等）、可变作用（如堆货，流动起重运输机械，可变作用引起的土压力，船舶荷载，波浪力等）、偶然作用（如地震作用）。

注意：

港口工程钢筋砼结构的设计基准期为50年。

b.按空间位置分类：

固定作用、自由作用。

c.按结构反应分类：

静态作用、动态作用。

2）作用组合原则

a.对实际有可能同时出现的作用，应按其最不利情况进行组合。

b.对于不同的计算项目，应分别按各自的最不利情况进行组合。

c.受水位影响的建筑物，应把水位作为一个组合组合条件。

3）用效应组合和作用代表值的取值

a.港口工程技术规范规定

对实际有可能在港口工程结构上同时出现的作用应分别按承载能力极限状态和正常使用极限状态考虑作用效应的组合。

当结构超过承载能力极限状态时，结构和构件丧失承载能力;

超过正常使用极限状态时，结构和构件就不能满足适用性和耐久性的要求。

承载能力极限状态验算可分为：

持久组合、短暂组合、偶然组合。

持久组合：

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：

包含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：

包含偶然作用所组成的作用效应组合。

承载能力极限状态，可变作用应分别按如下规定取值：

①持久组合：

主导可变作用取标准值，非主导可变作用取组合值。

（组合值是将标准值乘以组合系数，ψ＝0.7）

②短暂组合：

对由环境条件引起的可变作用，按有关结构规范的规定确定，其它作用取可能出现的最大值为标准值。

③偶然组合：

按现行行业标准《水运工程抗震设计规范》中的有关规定取值。

正常使用极限状态验算可分为：

持久状况（持久状况作用又可分为短期效应（频遇）组合和长期效应（准永久）组合两种）、短暂状况。

正常使用极限状态，可变作用应分别按如下规定取值：

①持久状况作用的短期效应（频遇）组合，取可变作用的频遇值，即作用在结构上时而出现的较大值。

（标准值乘以频遇值系数ψ1=0.8）

②持久状况作用的长期效应（准永久）组合，取可变作用的准永久值，即作用在结构上经常出现的量值，它在设计基准期内具有较长的总持续期。

（标准值乘以准永久系数ψ2=0.6）

③短暂状况：

当需要考虑正常使用极限状况时，取标准值。

4、重力式码头的特点、一般适用范围以及重力式码头的常用结构型式、主要组成及其作用；

1）重力式码头的特点、一般适用范围

同上

2）重力式码头的主要组成部分及其作用

a.胸墙和墙身：

是重力式码头的主体结构，挡土、承受并传递外力、构成整体、便于安装码头设备。

b.基础：

⑴扩散、减小地基应力，降低码头沉降；⑵有利于保护地基不受冲刷；⑶便于整平地基，安装墙身。

c.墙后回填：

（主要指抛石棱体，倒滤层）减小土压力，减小水土流失。

d.码头设施：

供船舶系靠，装卸作业。

3）重力式码头的常用结构型式

重力式码头的结构型式主要取决于墙身结构

a.按墙身结构型式分：

方块码头，沉箱码头，护壁码头，大直径圆筒码头，格形钢板桩码头，干地施工的现浇砼和浆砌石码头等。

b.按施工方法分类：

干地现浇或砌筑的结构、水下安装预制结构。

5、重力式码头的设计状况、一般计算内容及对应采用的极限状态和作用效应组合；

1）重力式码头的设计状况

重力式码头的设计应考虑三种设计状况：

持久状况、短暂状况、偶然状况。

持久状况：

在结构使用期按承载能力极限状态和正常使用极限状态设计。

短暂状况：

施工期或使用期可能临时承受某种特殊荷载时按承载能力极限状态设计，必要时也需按正常使用极限状态设计。

偶然状况：

在使用期遭受偶然荷载时仅按承载能力极限状态设计。

2）书P32业，表2-3-1

6、重力式码头断面设计的主要内容及其基本要求；

a.尽量减小土压力：

俯斜墙背，卸荷板，设置抛石棱体。

b.尽量使断面重心后移，以增大稳定，减小地基应力，宜采用衡重式断面，衡重式码头在施工过程重，若墙后未及时回填，存在向后倾覆的危险，为了保证墙在施工重的稳定性荷控制基底应力分布，应对墙身合力到后趾的距离作限制：

（1）对非岩基：

a≮B/3，对应顶宽/底宽≤1.6

（2）对岩基：

a≮B/4，对应顶宽/底宽≤1.9。

c.在施工许可的情况下，尽量增大块体尺寸，以减少层数和数量。

d.卸荷板的位置应适当低一些，一般卸荷板顶面以放在现浇胸墙的施工水位为宜。

7、减少作用于重力式码头上的永久土压力的有效措施；

俯斜墙背，卸荷板，设置抛石棱体

8、板桩码头的基本组成、主要的结构型式、构造和特点；

1）基本组成：

板桩墙、拉杆、锚碇结构、导梁、帽梁、码头设备。

2）主要结构形式：

a.按板桩材料分：

木板桩码头、钢筋砼板桩码头、钢板桩码头。

木板桩码头：

强度低，耐久性差，木材用量大，现在很少使用。

钢筋砼板桩码头：

耐久性好，用钢量少，造价低，但强度有限，一般用于中小型码头。

钢板桩码头：

强度高，重量轻，止水性好，施工方便，但易腐蚀，耐久性较差，适用于建造水深较大的海港码头，特别多用于要求不透水的船坞坞墙、施工围堰和防渗围幕等工程中。

b.按锚碇系统分：

无锚板桩、有锚板桩。

无锚板桩：

结构简单，只有板桩墙和帽梁两部分。

板桩呈悬臂工作状态，承载能力小，墙顶变形大，在码头中一般不用。

有锚板桩：

当墙高较大时，为了减小板桩的断面尺寸和桩顶位移，而设置拉杆和斜拉桩锚碇。

有锚板桩：

单锚板桩、双锚板桩、多锚板桩、斜拉板桩。

单锚板桩：

适用于墙高在6～10m以下的中小型码头。

双锚或多锚：

适用于墙高大于10m的码头，但应用较少。

原因：

下拉杆高程较低，施工困难（一般要求水上穿拉杆）；上下拉杆的位移很难协调，常会使某一拉杆严重超载。

斜拉桩：

不设水平拉杆，而增设斜拉桩来锚碇，使锚碇结构至板桩墙的距离大大缩短，减少了墙后开挖，特别适用于墙后不能开挖或开挖不经济的情况。

但是斜拉桩承受水平力的能力有限，因此多用于中小型码头。

c.按板桩墙结构分类：

普通板桩墙、长短板桩结合、主桩与板桩结合、主桩挡板（套板）结合。

普通板桩墙：

由断面和长度均相同的板桩组成，其优点是板桩类型单一，施工方便。

长短板桩结合：

在普通板桩墙中，每隔一定距离，打入一根长板桩，这样既保证了稳定，又降低了造价。

适用于土质条件较差，在较深处才有硬土层的情况。

主桩、板桩结合：

将长桩的断面加大，成为主桩，以充分发挥长桩的作用，而将短桩的断面减小，成为辅桩，从而构成主桩板桩结合。

适用同上。

主桩挡板（套板）结合：

与3不同的是，它是在主桩后面放置挡板或在主桩之间插放套板来挡土。

墙后土压力直接作用在挡板（套板）上，最后全部传给主桩，主桩受力很打，因此适用于水深不大的情况，且要求先开挖港池，以便挡板（套板）的安放。

d.按施工方法分类：

预制沉入板桩、地下墙。

地下墙：

①水下砼连续墙：

用钻机在地下开沟槽，用水下浇注砼方法形成连续墙；

②预制板桩成槽沉放：

将预制的钢筋砼板桩放在沟槽内，板桩前后用低标号的水泥土浆填满。

3）构造、特点

板桩、锚碇结构、拉杆、导梁帽梁及胸墙、排水设施

9、拉杆失事的原因及防治措施；

失事原因①设计拉力>实际拉力②拉杆下填沉陷，拉杆在其上土重及地面荷载作用下发生弯曲，产生附加应力而断裂。

③锈蚀使拉杆断面减小。

因此，设计时，应考虑各种影响因素，正确计算拉杆拉力，并采取措施，减小或消除各种附加应力，并防止拉杆锈蚀。

防治措施：

①夯实拉杆下的填土，或在拉杆下设置支撑，以减小沉陷，支撑形式有支撑桩、设砼垫块或垫墩、铺碎石或灰土垫层。

②在拉杆两端设置连接铰，以消除其附加应力。

③在拉杆上做各U形防护罩，使拉杆上面的土重及地面荷载不直接作用载拉杆上，而通过防护罩传到拉杆两侧的地基上。

④防锈处理，涂两层防锈漆，并用沥青麻袋包裹两层。

⑤回填料严禁带有腐蚀性。

10、板桩码头的锚碇类型及其受力特点与适用条件；

1）锚碇板（墙）

a.受力原理：

依靠其前面回填料的土抗力来承受拉杆拉力，承载能力较小，水平位移较大。

b.适用条件：

码头后方场地宽敞，拉杆力不大时。

2）锚碇桩（板桩）

a.受力原理：

靠桩打入土中嵌固工作，其深度由“踢脚”稳定来确定，此结构属于无锚桩，承载能力较小，水平位移较大；

b.适用条件：

码头后方场地宽敞，且地下水位较高或利用原土层时；

3）锚碇叉桩和斜拉桩

受力原理：

靠桩的轴向拉压和拉拔承载力来工作，其稳定性由桩的承载能力确定。

适用条件：

码头后方场地狭窄，拉杆力较大时。

4）其它形式：

拖板式、尼龙带式、锚杆式，加筋土结构及混合式。

11、单锚板桩码头的计算内容有那些？

其常用得计算方法及其适用范围；

1）单锚板桩墙计算内容

板桩墙入土深度、板桩墙弯矩、拉杆拉力

2）计算方法与使用范围

⑴弹性线法：

仅适用于单锚板桩墙的弹性嵌固工作状态；但对于刚度

较大的板桩墙（如现浇地下墙），不宜采用弹性线法。

⑵自由支撑法：

仅适用于单锚板桩墙的自由工作状态；

⑶竖向弹性地基梁法：

可适用于单