港口水工建筑码头概论讲义课件

港口水工建筑

—码头概论大连水产学院土木工程学院港工教研室

桂劲松第一章码头概论其他载荷船舶载荷码头地面使用载荷码头结构上的作用及组合码头的分类和组成一、码头分类⑴顺岸式：满堂式、引桥式。⑵突堤式：窄突堤、宽突堤。（主要用于海港）⑶墩式：常用于外海开敞式码头

岛式：不设引桥的墩式码头，主要用于装卸石油。

第一节码头分类和组成1、按平面布置分类2、按断面形式分类⑴直立式：多用于水位变幅不大的港口，如海岸港、河口港。⑵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。⑶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。⑷半斜坡式：适用于枯水期较长而洪水期较短的山区河港。(5)多级式

3、按结构型式分类

重力式码头、板桩码头、高桩码头和混合式码头（1）重力式工作特点：是依靠结构本身及其上面填料的重量来维持稳定。特点：耐久性好，对超载、工艺变化适应能力最强。适用条件：地质条件较好的地基。

（2）板桩式工作特点：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其整体稳定。适用：除特别坚硬或过于软弱的地基外。

⑶高桩码头工作特点：通过桩台将作用在码头上的荷载经桩基传给地基。适用：软弱地基。⑷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。如透空重力式结构等。4、按实体透空

实体式码头：重力式码头、板桩码头、前板桩高桩码头透空式码头：高桩码头、墩式码头5、按用途分类

货运码头、客运码头、工作船用码头、渔码头、军用码头、修船码头等.货运码头：件杂货、煤码头、油码头、集装箱码头等二、码头的组成部分１、上部结构的作用

(1)将下部结构的构件连成整体。(2)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。

(3)作为防冲设施、系船设施、工艺设施和安全设施的基础。２、下部结构和基础的作用

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。３、码头附属设施

用于船舶系靠和装卸作业。第二节码头结构上的作用和组合结构上的作用

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。直接作用

集中力和分布力，工程上习惯称之为荷载。间接作用

地基沉降、砼收缩变形、湿度变形等。

一、作用的分类１、按时间变异分类⑴永久作用：在设计基准期内，其量值随时间的变化与平均值相比可忽略不计的作用，如自重力，预加应力，土重力及由永久作用引起的土压力等。

⑵可变作用：在设计基准期内，其量值随时间的变化与平均值相比不可忽略的作用，如堆货荷载、流动起重运输机械荷载、可变作用引起的土压力、船舶荷载、波浪力等。

⑶偶然作用：在设计基准期内，不一定出现，但一旦出现其量值很大且持续时间很短的作用，如地震作用。

港口工程钢筋砼结构的设计基准期为50年。2、按空间位置的变化分类

⑴固定作用：在结构上具有固定分布的作用，如自重力等。⑵自由作用：在结构的一定范围内可以任意分布的作用，如堆货，流动轻重运输机械３、按结构的反应分类⑴静态作用：加载过程中结构产生的加速度可以忽略不计的作用，如自重力，土压力等。⑵动态作用：加载过程中结构产生的加速度不可忽略不计的作用，如船舶的撞击力，汽车荷载等。

二、作用组合和作用代表值的取值㈠、组合原则１.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。２.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。

3.受水位影响的建筑物，应把水位作为一个组合组合条件。

㈡、作用效应组合和作用代表值的取值承载能力极限状态：⑴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。

⑵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。

⑶偶然组合：包含偶然作用所组成的作用效应组合。正常使用极限状态：

持久状况和短暂状况，其中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。２、作用代表值的取值⑴对承载能力极限状态，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⑵、对正常使用极限状态，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。三.结构的设计状况和极限状态设计表达式1、承载能力极限状态

式中：

Sd－作用效应设计值，其表达式与作用效应组合有关；

Rd－结构抗力设计值。⑴持久组延合式中教：Gk，Q1k，Qi尸k－分别伸为永久俱作用、师主导可涂变作用犹和第I个非唯主导霸可变刑作用权的标怨准值蜂。CG，CQ伯1，Cq漂i－分别贴为永久裂作用、碑主导可荐变作用歼和第i个非校主导暴可变问作用烘的效铃应系添数。γG－永角久作棋用的泥分项砖系数他。γQ1，γQi－分丹别为从主导坝可变多作用拒和第i个非主剥导可变侦作用的传分项系右数，按漠表1-2道-2取值。Ψ－组宝合系炒数，ψ=手0.穷7；γ0－结知构重裂要性为系数过。⑵、短蛋暂组抛合式中：γQ际i－第i个可变应作用的音分项系抵数，取吼值按表鬼中所列棒数值减青小0.课1。⑶偶然碌组合按《水运工腰程抗震孙设计规匙范》有关鬼规定偶执行数。２、正滚常使用掠极限状治态S－作用犬效应设绕计值，筛如变形炕，裂缝局宽度和撞沉降量尿等的设灵计值。R－限值煤，如规镜定的最速大变形窜，裂缝手宽度和摸沉降量升等的设调计值。骡对正常息使用极守限状态教，应分森别考虑傻以下可获能的作础用效应策组合。⑴持钉久状炸况的毕短期织效应或（频帜遇）将组合⑵持久状欲况的长伞期效应娃（准永宵久）组始合⑶短暂状茎况当需普要考虑拴正常使抓用极限败状态时式中殊：Ss，S1－分矿别为滩作用叫的短树期效戒应（妇频遇药）和妖长期宽效应汗（准坝永久研）组俭合；S－短暂竹状况的颜效应组陵合；ψ1，－频肯遇值系拴数ψ1=剖0.8，ψ2棋,准永肌久值墨系数ψ2软=牛0.希6。第三节穴、码头局地面使崭用荷载堆货，非人群，区流动机蕉械，铁路，岂汽车等一、膏堆货荷盆载堆货荷址载的分聋区与取岗值：码陪头前沿嫂地带，故前方堆赌场和后比方堆场不同胖的地舌带采韵用不竭同的否堆货杯荷载爆值。门座姿起重德机：榨不再榨考虑废冲击售系数轮胎钟吊和园汽车情式起痛重机女：冲梅击系献数1.1架~1.菠3缆车潮：用煮于河日港斜您坡码众头集装箱魄装卸桥还：未定淡型化二、谷流侦动起卖重运吼输机刚械三、伞铁房诚路和绝汽车印荷载铁路汽车裂：10t劣,15旨t,2渣0t,逗30t杏,55宜t五个等求级冲击系墨数1、风脱和水世流产侄生的棍系缆诉力：一、赞船夫舶系辜缆力第四节秒、船舶拐荷载式中降：∑Fx、∑Fy－分别锡为可能缩慧同时出亦现的风瞧和水流遣对船舶程产生的若横向分疫力总和当（KN）与纵石向分力迫总和（KN）。K－系闷船柱京受力热不均樱匀系绩数。船舶荷丙载按其满作用方弱式可分堵为：系丝式缆力、堆挤靠力首、撞击系力n－计赤算船冈舶同龄时受甜力的产系船飞柱个特数,根据船棕长不同挨按表1-4剧-1确定。αβ－系船寒缆的倾纤角。海挺船码头α=饶30兵°，β=1中5°；河船榴码头，α=3奇0°β讽=0°；孤吃立墩士柱，α=3谅0°，β=3沾0°。K－系船抗柱受力怀不均匀释系数。由图假示可稀知：Nx=概NSi朗nαC对os哗β，Ny德=N虫Co筋sα箭Co循sβ，Nz忽=N捉si仆nβ式中塞：Nx，Ny，Nz－分倡别为洒系缆夜力的诊垂直华码头具前沿迈线，潮平行陷码头度前沿货线和凭垂直度码头旱面的纱分力既。⑴、肤风对却船舶盟作用象的荷冤载计算风病压力分申力：Fxw=7裳3.鹅6×10-5AxwVx2ξ，Fyw=49姜.0×1块0-5AywVy2ξ式中唤：Fxw，Fyw－分远别为焰船体柄水面株以上殃横向阅和纵浓向受逮风面钢积（m2）。Vx，Vy－分别献为计算羡风速的臭横向和添纵向分背量。ξ－风压嚼不均匀债折减系比数。⑵、闯水流花对船敬舶作腰用的衡荷载斩（《荷载规范》P74附录E，经诞验公毕式）2、系缆间力的取搏值标准⑴、计算记系缆力挪标准值拣不应大帽于缆绳狮的破断椒力；⑵、豆计算苗系缆胖力的莲标准欧值不典应低幼于规测范规黄定的树下限隔值，谊若低桶于则萍取下陡限值计。二、表船或舶挤哥靠力1、当透橡胶欣护舷副连续俱布置睛时，岔挤靠夺力标傍准值贯：Fj=秘Kj∑Fx杂/Ln庆(KN煤/m)2、当橡与胶护舷究间断布羡置时，兵挤靠力忙标准值粮：Fj’=K蜂j’∑Fx悄/n冤(凶KN)1、船孔舶靠醉岸时孙对码猫头产疼生的斤撞击枕力E0＝Ｕ片＝ρM焦Vn2/2宴(K辫N·m)式中：ρ－有效她动能系超数，采径用0.阀7~萝0.锯8，M－船传舶质城量，戴按满炼载排红水量至计算渣，Vn－船刚舶靠岸咐时的法绞向速度(m/滑s)，可根肌据船舶嫩满载排水量锦由《荷载规耽范》确定。根据Fx－U曲线野，可奖查得Fx2、