[港工码头工程设计与施工培训课件讲义1160页PPT（重力式码头、桩式码头、防波堤）_ppt

1、PAGE PAGE 5港口的基本功能是作为水路联运的枢纽。港口水工建筑物一般包括码头、防波堤、护岸、船台、滑道和船坞等。试叙述码头按不同方式分类的主要形式、工作特点及其适用范围。按平面布置分类： 1、顺岸式：可分为满堂式和引桥式。满堂式装卸作业、堆货管理、运输运营由前向后连成一片，具有快速量多的特点、联系方便；引桥式装卸作业在顺岸码头完成，堆货、运输需通过引桥运载到后方的岸上进行。适用于建设场地有充足的码头岸线。2、突堤式：可分为窄突堤和宽突堤主要运用于海港前者沿宽度方向是一个整体结构，后者沿宽度方向的两侧为码头结构，码头结构中通过填料筑成码头面。主要运用于海港。3、墩式码头：非连续性结构，墩

2、台与岸用引桥链接，墩台之间用人行桥链接、船舶的系靠由系船墩和靠船墩承担，装卸作业在另设的工作平台上进行。在开敞式码头建设中应用较多。按断面形式分类：1、直立式：便于船舶的停靠和机械直接开到码头前沿，有较好的装卸效率。适用于水位变化不大的港口。2、斜坡式：斜坡道前方没有泵船作码头使用机械难以靠近码头前沿，装卸效率低。运用于水位变化大的上、中游河港或海港。3、半斜坡式：用于枯水期较长而洪水期较短的山区河流4、半直立式用于高水位时间较长，而低水位时间较短的水库港按结构形式分类：1、重力式：分布较广，使用较多，依靠结构本身及其上面填料的重力来保持结构自身的滑移稳定和倾覆稳定，其自重力大。地基承受的压力

3、大。适用于地基条件较好的地基。2、板桩式：依靠板桩入土部分的侧向土抗力和安设在码头上部的锚碇结构来维持其整体稳定。除特别坚硬会哦过于软弱的地基外，一般均可采用。3、高桩码头：在软弱地基上修建的，工作特点：通过桩台将作用在码头上的荷载经桩基传给地基4、透空的重力式结构：混合结构试叙述两种极限状态、三种设计状况与作用组合之间的相互关系。两种极限状态：承载能力极限状态、正常使用极限状态三种设计状况：持久状况、短暂状况、偶然状况在正常条件下，结构使用过程中的状况为持久状况，按承载能力极限状态的持久组合B、结构施工和安装等持续时间较短的状况为短暂状况，对此状态宜对承载能力极限状态的短暂组合进行设计C、在

4、结构承受设防地震等持续时间很短的状况为偶然状态，应按承载能力极限状态的偶然组合进行设计我国常用的重力式码头按墙身结构分为哪几种类型？各有什么特点？ 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的码头方块码头：耐久性好，基本不需要钢材，施工简单，水下工作量大，结构整体性和抗震性差，需石料大沉箱码头：水下工作量小，结构整体性好，抗震性好，施工快，耐久性较差，需要钢材多，需专门的设备和条件扶壁码头：优缺点介于方块码头和沉箱码头之间，混凝土和钢材的用量比钢筋混凝土沉箱码头少，施工较快，耐久性与沉箱码头相同，整体性较差。大圆筒码头：结构简单，混凝土于钢材用

5、量少，适应性差，可不作抛石基床，造价低，施工速度快格型钢板桩码头：施工筹备期短，施工速度快，占用场地小干地施工的现浇混凝土和浆砌的码头:：就地取材，不需要钢材和大型复杂的设备，整体性好，造价低如何确定重力式码头的基础形式？试述抛石基床的形式和适用条件以及抛石基床设计应考虑的主要问题。A、确定方式：1、当基石承载力大。一般不需要做基础2、非基石地基，分两种情况a、地基承载力足够时，设置100200mm厚的钢筋混凝土，以保证墙身的施工质量b、地基承载力不足时应设基础，采用块石基床，钢筋混凝土基础或基桩等3、采用水下施工预测安装结构时应设抛石基床B、抛石基床的形式：1、暗基床：适用于原地面水深小于码

6、头设计水深的情况。2、明基床：适用于原地面水深大于码头设计水深，且地基较好的情况。3、混合基床：适用于原地面水深大于码头设计水深，且地基较差的情况。C、抛石基床的设计包括：选择基床形式、确定基床的厚度及宽度，确定基槽的底宽和边坡宽度，规定石块重量和质量要求，确定基床顶面的预留坡度和预留沉降量等重力式码头的一般计算项目有哪些？试说出对应采用的极限状态和效应组合，并说明为什么？ 1）对墙底面和墙身各水平缝及齿缝计算面前趾的扛倾稳定性采用承载能力极限状态效应组合为持久组合。实际工程中1）沿胸墙底面进行抗滑稳定性验算时，系缆力可能主导可变作用2）暗基床底面抗滑稳定性验算时，可考虑抛石基床垂直面上的被动

7、土压力3）考虑波浪作用时，波浪力可能成为主导可变作用。2）沿墙地面，墙身各水平缝合基床地面的抗滑稳定性采用承载力极限状态和持久组合 公式（2-3-10）一般按平面问题取单宽计算，不考虑波浪作用，且由可变作用产生的土压力为主导作用时，按公式计算。3）基床和地基承载力利用承载能力极限状态和持久组合基床承载力按公式(2-3-12)计算，设计值一般取600Kpa。对于受波浪力作用的墩式建筑物或地基承载力较高时，酌情适当提高取值，但不应大于800Kpa。地基承载力验算按公式（2-3-15）4）整体稳定性按承载力极限状态和持久组合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验算，地基浅层有软弱夹层

8、时，尚应验算非圆弧滑动面的抗滑稳定性。5）墙底面合力作用总位置：承载能力极限状态，持久组合6）码头施工期稳定性和构件承载力：承载能力极限状态，短暂效应组合7）地基沉降：正常使用极限状态，长期效应组合包括均匀沉降和不均匀沉降，均匀沉降不会引起建筑物的破坏，沉降量过大将影响建筑物使用。不均匀沉降发生在建筑物横断面方向和沿码头长度方向。方块码头、沉箱码头、扶壁码头分别有哪几种结构形式？各有什么优缺点？除重力式码头的一般计算外，尚应进行哪些特殊计算？方块码头按其墙身结构分实心方块、空心方块、异形方块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

9、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。沉箱码头按平面形式分为矩形和圆形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

10、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。扶壁码头按其施工方法可分为预制安装结构和现浇连续结构。预制安装结构使用的混凝土和刚才用量比钢筋混凝土用量少但其结构整体性较差。现浇连续结构的施工快捷简便但稳定性不好。板桩码头有哪几种结构形式？适用条件分别是什么？1）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。2）按

11、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。3）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

12、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，因而适用于水深不太大的情况。地下墙式：由于墙体连续性好，有效防渗和止水，可用于大型深水码头。由于需要干地施工，并且抗冻性较差，因而在无干地施工条件或地处寒冷地区港口不适用。单锚板桩墙有哪几种工作状态？其土压力分布有什么特点？第一种工作状态，板桩入土不深，底端水平位移大，板桩内只有一个方向的弯矩且值最大。土压力分布呈线性，且在地面位置与板桩底部分别有主动和被动土应力最大值。第二种：板桩入土稍深，底端截面只有转角而无位移，桩内弯矩同第一种状态。土压力仍成线性分布，在地

13、面位置与地面下某位置处有主动土应力最大值。第三种：板桩入土段比较长，向前入土段位移甚小，板底端形成嵌固支承，并且后侧有少量位移，入土段出现反弯矩。土压力呈“R”形分布，底部出现方向相反的被动土压力。第四种：入土深度更大，固端弯矩大于跨中弯矩，土压力呈“R”形分布，板桩为柔性墙结构，土压力分布与第三种相似。单锚板桩墙的计算常采用什么方法？为什么要进行“踢脚“稳定性计算？试述罗迈尔法和竖向弹性地基梁法的计算要点。 计算方法有：弹性线法、竖向弹性地基梁法和自由支承法板桩墙入土深度是根据板桩墙底端线变位和角变位都等于零的假定来确定的，但从板桩墙的工作可靠性考虑，还要求板桩墙有足够的稳定性，因此也提出板

14、桩墙入土深度要满足“踢脚”稳定的要求。罗迈尔法：墙前主动土压力和被动土压力按古典土压力理论计算公式(3-3-1)(3-3-4)2.1）假定板桩墙底端嵌固，拉杆锚碇点的位移和板桩墙在底端Ep作用点的线变位和角变位都为0.2）由H=0和M=0分别求出未知数Ra（拉杆拉力）和Ep（墙后被动土压力合力）3）采用图解试算法，先假定入土深度，通过计算确定符合条件的to值。3.考虑跨中最大弯矩会发生折减，分别乘相应系数得设计弯矩值和设计拉杆值（3-3-5）（3-3-6） 为保证板桩墙有足够的稳定性，对于to进行踢脚稳定性验算 公式3-3-7）竖向弹性地基梁法：采用竖向弹性地基梁法计算有锚板桩墙 ,首先要确定

15、锚碇点位移或支承处刚度系数。因此在应用竖向弹性地基梁求解板桩墙内力时 ,仍需采用弹性线法中的经验系数m=0 .7 0 .8对计算得到的跨中最大弯矩进行折减 ,以修正锚碇点位移所造成的计算偏差。高桩码头由哪几部分组成？试述各部分的作用、常用形式及特点。高桩码头一般构造:桩和桩帽,横梁与纵梁,面板与面层,靠船构件作用:1桩:使上部荷载传给地基,叉桩可防止倾覆2 桩帽:使上部高程一致,便于设置横梁纵梁,方便铺设面板3 横梁:主要受力构件,作用在码头上的几乎所有荷载通过他传给基桩4 纵梁:将荷载传给横梁或桩基,也可作为轨道梁,增强结构整体性5 面板与面层:最终形成码头工作区域,并平整场地,面层作为磨耗

16、层将力传给下部构件6 靠船构件:固定防冲设置形式及特点:1桩:钢筋混凝土桩,钢管桩.桩帽:钢混结构与桩整体连接.2 横梁:有矩形,侧t形和花篮形三种3 纵梁:花篮形,半花篮形,和派形4 面板:实心版,空心板,异形板实心板按施工方法分为现浇板,预制板,叠合板三种.现浇板整体性好但只能是非预应力板,抗弯和抗裂能力小,特别是现浇工作量大,施工速度慢.可用于没有预制条件和适合起重设备的地方小码头.预制板通常采用分块预制并现场安装拼接.档板厚较大时，一般采用叠合板的形式，他除能充分发挥预制板的预应力作用外，版的整体性也较好，与面层一起浇注，面层不会出现的脱皮现象，缺点是现场工作量较大。空心板的自重轻，抗

17、弯，抗裂能力高，刚度大，一般适用于大型码头的后桩台，引桥和中小型码头。异形板主要有板梁组合型何不规则断面型。预制装配的高桩码头中，构件连接应满足什么条件？怎么样满足这些条件？1 符合构件连接处的受力条件，且连接不是越牢固越好2 确保连接质量。为使连接处现浇混凝土与预制件的结合良好，应将预制件的结合面凿毛。接缝处现浇混凝土的强度等级一般比预制件的混凝土强度等级高一极。预制件与比其尺寸大的现浇构件连接时，预制构件萤埋入现浇混凝土规定的深度。接缝处的钢筋根据受理和整体性要求进行配置，保证所需的数量，搭接长度和锚固长度。3 便于施工。构件接缝处的钢经比较密集，不知构建钢筋的应尽量错开，接缝宽度除考虑受理和整体性要求外，还应考虑施工的可能和方便。高桩码头的面板、纵梁、横梁有哪些布置方式？他们对结构内力计算有何影响？面板：布置方