第7章 港口工程

第7章港口工程港口的分类；港口规划与布置；码头建设；防波堤；护岸建筑；港口仓库与货场；我国港口工程的未来发展前途1我国港口布局与现代化港口1海运事业的发展：船舶总运力达2210余万载重吨，居世界海运第9位；2港口的作用：港口是水陆运输进行转换的重要枢纽，是货物和旅客集散与变化运输方式的场所；3世界主要港口：鹿特丹、纽约、新奥尔良、休斯顿、神户、横滨、马赛、伦敦港等；4国内主要港口：大连、天津、青岛、上海、宁波、珠海、深圳、湛江、防城港等2§7.1港口分类1按地理位置分类：海港(海岸港与河口港)、河港、水库港、湖港；2按性质分类：商港（大连港）、工业港（上海宝山港）、渔港（浙江舟山港）与军港（大连旅顺港）；3按使用分类：货运港（重庆九龙坡港）、客运港（朝天门港）；4安装卸方式分类：集装箱港、散装货物港、油港大连港3§7.1港口分类5港口的特点1)海岸港：船舶进出港方便，相队而言港池内泥沙淤积较小，但港池受风浪影响严重，如果没有天然的避风屏障，需要修建防止海浪的防波堤等港口建筑物；2)河口港：由于位于河口地带，港池内与进出港航道泥沙淤积严重，港口水位既要受河流洪水的影响，同时也要受海洋潮汐的作用，但河口陆地多为冲积性平原，港口纵深建设容易得到保障；3)河港：港口位于河流上，受河水涨落影响，港口水位变幅较大，严重影响港口生产作业，而且，受到河水流动的影响，船舶必须逆水进港；4)工业港：作业种类单一，生产效率较高，但是要求货物充足，否则港口容易出现闲置状态；宝山港4§7.1港口分类5港口的特点5)油港：港口土建工程简单，对岸边地形要求不严，不需要码头前缘建筑物，仅需在满足船舶吃水深度的地方建造系船柱或墩既可；6)渔港：由于渔船规模小、吃水浅，通常渔港不需要宏大的土木建筑物，一般是利用天然的避风港湾作为渔港，可以节省建造防波堤等防护建筑物的费用。5§7.2港口规划与布置一港口的组成1地域组成：港口在地域上由水域与陆域两部分组成；2港口水域：航道、池外锚地、池内停泊地、港池、防波堤、护岸建筑物等；3港口陆域：前缘码头建筑、堆货场或仓库、港区铁路、港区公路、装卸与运输机械设备、门机轨道梁、生活及辅助设施；4海岸港口的平面布置如图7.7所示；5内河港口的平面布置如图7.9所示；6内河船舶进出港：由于内河水流始终沿同一方向运动，船舶进港需逆水靠岸，因此，内河船舶沿逆流方向进出港（图7.8）。6§7.2港口规划与布置二港口规划1港口货物吞吐量：港口一年从水运转陆运或从陆运转水运的货物数量总和（以吨计）。2港口规划：就是根据地形地貌和地质勘察结果选择港址，根据选定的港址、货物吞吐量和旅客运输量的大小、来源、流向以及未来发展趋势等因素，确定港口的规模、舶位数目、吃水深度、装卸机械数量与规格、货场和仓库的面积、场内交通线路与场内场外交通衔接方式等。3港口规划应注意的问题：规划港口时应当充分考虑港口建设与城市发展、港口水域岸线长度与陆域纵深大小、陆域地形平缓开阔、水域泥沙运动方向稳定且流量少、波浪较小水面平稳等问题。4概算技巧：概算是工程投资计划的依据和管理部门年度预算的依据，它是依据初步设计文件编制，由于编制概算的依据自身存在误差甚至错误，因此，编制概算时应当合理地采用计算结果上限，以便日后为设计更改预留空间。7三港口布置1布置原则：统筹安排、合理布局、远近结合、分期建设。2港口常用布置方式如图7.11和图7.12。突出式挖入式Y字型平行式天然离岸岛天然港的建设河口港人工港岛8§7.3码头建筑1码头的平面布置：根据地形地貌，码头平面通常可布置成顺岸码头、突堤码头和挖入式码头等三种（图7.13～7.15）。9§7.3码头建筑2码头断面布置：码头常用布置形式如下图所示。a直立式：使用方便，码头装卸能力高，适用水位变幅较低的下游河流港口、河口港和海岸港口；b斜坡码头：能够适应较大的水位变化幅度，码头建设费用低，场地要求不严，但货物吞吐能力较小；c半直立式：当高水位历时较长时，采用这种码头就比较合适；d半斜坡式：该码头形式适用于低水位过程较长的河流港口。10§7.3码头建筑3码头的分类：按结构形式码头可分为重力式码头、板桩码头、高桩码头、混和式码头以及框架码头。11§7.3码头建筑4卸荷板的作用：在重力式码头上采用卸荷板可以减小作用于墙背的土压力、增加稳定弯距、均匀基底应力，进而提高码头的稳定安全性，减少地基不均匀沉降。5有卸荷板与无卸荷板基底受力对比，对比结果可以定性的用下图表示。12§7.4防波堤一防波堤的平面布置1布置类型：根据使用要求，港口规模，港口地理条件等因素，可采用的防波堤形式有单突地堤、双突堤、岛堤和混合堤四种类型；2各种突堤的适用条件1)单突堤：当波浪平率集中在某一方向、泥沙运动方向单一、且拥有天然的湾澳或港口规模较小时，适用于采用单突堤；2)双突堤：适用于波浪、泥沙主要来自顺岸方向（图7.18ab），或一个是主方向另一个是次方向（图7.18c），或水深较大的天然湾澳且湾口中央水深大、泥沙淤积少的情况；3)岛堤：适用于波浪与泥沙主要来自迎面方向、海岸顺直、水深足够、或拥有水深湾澳等情况；4)混合堤：建筑特点是同时采用突堤与岛堤，这样既能够阻挡顺岸方向的波浪与泥沙，也能构防止迎面袭来的波浪与泥沙影响，能够提供宽阔的港池水面，因而，这种防波堤适用于大型港口建设（图7.18）。13§7.4防波堤二防波堤的类型1分类：目前港口工程中常用的防波堤截面有斜坡式、直立式、混合式、透空式、浮式、喷气消波设备和喷水消波设备等。14§7.4防波堤2各种防波堤的特点1)斜坡式：结构简单、施工经验成熟、对地基要求低、易于修复，但是，工程量较大、防波堤不能用于停靠船舶；15§7.4防波堤2)直立式：结构断面较小、工程量少、且能够用于停靠船只，但是基底应力较大、对地基承载能力要求较高、一旦破坏、修复比较困难；3)混合式：混合式同直立式类同，如果直立式防波堤的基础规模制作比较大，它就转化成了混合式；16§7.4防波堤4)直立式防波堤的结构构造：直立式防波堤主要采用重力结构、双排板桩结构与钢筋混凝土箱形结构，其中重力式结构由可分为普通方块与巨型方块砌筑两种。17§7.5护岸工程一直接护岸工程1护岸工程的作用：由于港口岸坡受到波浪、潮汐以及水流力的作用，岸坡会产生冲刷和侵蚀现象，为了防止这种现象的发生，就需要在岸坡表面修建一层防护建筑物，即护岸建筑物将岸坡同波浪冲刷与侵蚀力隔开，防止冲毁岸坡，确保港口安全营运。2护岸工程分类：根据护岸工程的建筑位置和发挥的作用可分为直接防护建筑物与间接防护建筑物。18§7.5护岸工程3直接护岸工程：挡岸坡前水深较大、难于采用海底人工潜堤进行破碎，波浪频率高而且对岸坡破坏作用强时，应当修建直接护岸建筑物；有时为了降低工程造价，也可以做成接近天然岸坡的斜坡护岸（图7.22）。19§7.5护岸工程4护岸建筑物构造：根据岸坡地形、波浪频率、岸前水深等情况，直接护岸建筑物通常被建成直壁、曲面、组合折线与混合结构等。20§7.5护岸建筑二间接护岸建筑1间接护岸原理：当海岸较缓时，在临近波浪破碎水深的海滩处设置潜堤，认为造成泥沙在潜堤内则淤积、波浪破碎，据此减小波浪力对于岸坡的冲刷与侵蚀破坏作用，进而实现保护岸坡的目的（图7.27）。212丁坝护岸：当波浪从斜向朝海岸袭来货平行于海岸时，可用渗入海中丁坝阻碍波浪，使其反向或破碎，从而减小它对岸坡的破坏作用。3丁坝的构造形式：常用的丁坝结构形式图7.28所示。22§7.6港口仓库与货场1仓库与货场的作用：港口是货物集散与车船转