港口工程学课件

绪论港口：水陆联运的枢纽。港口水工建筑物：码头、防波堤、护岸、船台、滑道、船坞等。码头：供船舶停靠、装卸货物和上下旅客。防波堤：防御波浪对港口水域的侵袭。护岸：保护港口或水域的岸边不受波浪、水流、冰凌的侵袭。船台、滑道和船坞：修造船水工建筑物。

主要知识点：港口水工建筑物的建设分设计和施工两个阶段。（1）设计：三个阶段工程可行性研究设计阶段初步设计阶段施工图设计阶段（2）施工:《港口工程施工》、《工程施工与管理》等

主要知识点：我们的主要学习任务：1.掌握港口水工建筑物（码头、防波堤）设计计算的基本理论、构造知识和设计方法。2.学会查阅设计规范，能够完成港口水工建筑物（码头、防波堤）的构造设计。3.通过课程设计，学会使用港口工程结构计算软件，能够完成港口水工建筑物（码头、防波堤）的简单设计计算。4.能够绘制工程图纸，能够编制设计计算书与说明书，能使用工程语言与其他方交流和阐述设计方案。港口工程（港口水工建筑物）结构设计方法：过去：安全系数法。对不同的结构选取安全系数时没有统一的标准，缺陷明显。现行：可靠度设计方法。《港口工程结构可靠度设计统一标准》1993年4月。结构极限状态：承载能力极限状态：结构（构件)的承载力设计和稳定性验算，是满足结构（构件）承载力或稳定性方面的要求。正常使用极限状态：结构(构件)的裂缝宽度验算和地基沉降验算，是满足结构（构件）适用性或耐久性方面的要求。结构的设计状况：持久状况：码头结构建造完毕，码头使用过程。短暂状况：码头建造过程，构件的施工、浇筑、安装过程。偶然状况：码头受地震等持续时间很短的动力荷载作用。

计算机辅助工程（CAE)软件的应用：

主要用于结构内力计算：

（1）易工软件

高桩板梁式码头

高桩框架式码头

高桩墩式码头

板桩码头（2）丰海软件

高桩码头横向排架内力计算

码头轨道梁内力计算

码头整体稳定性验算我国的港口建设一、我国港口分布1、海岸线：大陆岸线1.8万多千米，岛屿岸线1.4万多千米2、内河航道：121557千米，等级航道63597千米，主要为长江，珠江3、港口（三大港口群）：截止2006年底，生产用泊位35453个，万吨级以上1203个，10万吨级以上89个深圳上海重庆武汉营口香港黑河青岛厦门湛江天津海口大连逊克饶河张家港宁波秦皇岛二、港口在国民经济中的作用1.港口是海运和陆运的交接点2.港口是工业活动的基地3.港口和所在城市相互促进、共同发展（世界上很多著名的城市同时也是枢纽性港口城市，伦敦，纽约，东京，香港，新加坡），以港兴市4.港口具有社会经济发展促进效应

经济发展效应：直接经济效应，区域经济效应和全国经济效应 社会发展效应：社区效应和国土开发效应上海国际航运中心港口组成（一）：水域部分港外水域：进港航道、港外锚地港内水域：港内航道、港内锚地、船舶调头水域、制动区、港池港口组成（二）：陆域部分港口陆域：码头、库场、集疏运设施、机动车辆、办公大楼、辅助生产区、生活区深圳港定义：板桩码头建筑物主要靠连续打入地基一定深度的板桩来维持码头直立墙体，墙体上部采用锚碇结构加以锚碇。特点：结构简单，材料用量少，施工方便，速度快，预制程度高；结构耐久性不如重力式码头，施工时不能承受较大的风浪。适用：板桩码头对复杂的地质条件适应性强，但板桩是薄壁结构，抗弯能力有限，所以多用在中、小码头。板桩码头的主要组成部分板桩墙拉杆锚碇结构导梁帽梁码头设备板桩码头的施工顺序预制和施打板桩预制和安装锚碇结构制作和安装导梁加工和安装拉杆现场浇筑帽梁墙后回填土和墙前港池挖泥第一节板桩码头的结构型式及其特点按板桩材料分类木板桩码头钢筋混凝土板桩码头钢板桩码头按锚碇系统分类无锚板桩码头有锚板桩码头单锚板桩双锚板桩斜拉板桩按板桩墙结构分类普通板桩墙长短板桩结合主桩板桩结合主桩挡板（或套板）地下连续墙式一、按板桩材料分类1.木板桩码头

强度低、耐久性差、耗木材多，现已很少应用。2.钢筋混凝土板桩码头

用钢少，造价低，耐久性好，应用最广。强度有限，适用于水深不大的中小型码头。3.钢板桩码头

质量轻，强度高，锁口紧密，止水好，沉桩易，适用于水深较大的海港码头。蛇口港－钢板桩码头二、按锚碇系统分类1.无锚板桩码头

板桩墙如同埋入土中的悬臂梁，前挖后填，固端弯距大，易倾覆破坏，仅适用于水深不大地面荷载不大的小码头。2.有锚板桩码头（1）单锚板桩

应用最广的一种结构型式。（2）双锚板桩

减小板桩弯距。但两根拉杆往往受力不均匀，实际工程中较少采用。（3）斜拉板桩

如果施工场地不便埋设拉杆和锚碇结构，可以设置斜拉桩，保持稳定。单锚板桩断面图（1）单锚板桩应用最广的一种结构型式。双锚板桩断面图（2）双锚板桩减小板桩弯距。但两根拉杆往往受力不均匀，实际工程中较少采用。斜拉板桩断面图（3）斜拉板桩如果施工场地不便埋设拉杆和锚碇结构，可以设置斜拉桩，保持稳定。三、按板桩墙结构分类普通板桩墙

由断面和长度均相同的板桩组成长短板桩结合板桩长度长短结合主桩板桩结合长度较长的板桩做成截面较大的主桩主桩挡板主桩之间不设短的板桩，而是由挡板或套板代替地下连续墙普通板桩断面图长短板桩结合断面图主桩板桩结合断面图地下连续墙式板桩码头优点：连续性好，可有效地防渗和止水；不需要大型和复杂的施工机械；可以做成较大的各种形式断面的板桩墙；施工速度快，造价低。缺点：需要具备干地施工的条件；现浇混凝土质量不易保证，密实度差；开挖后墙的表面不光滑，需作后处理。有干地施工条件和防渗要求，采用现浇连续墙最为合适。船坞施工三峡船闸第二节板桩码头的构造一、板桩二、锚锭结构三、拉杆四、导梁、帽梁、胸墙五、排水设施板桩码头的主要组成部分板桩墙拉杆锚碇结构导梁帽梁码头设备导梁和帽梁合二为一设计成胸墙。一、板桩由打桩器械连续打入或沉入地基，构成码头直立岸壁，挡住墙后土体。钢筋混凝土板桩和钢板桩1.钢筋混凝土板桩材料：预制件，预应力混凝土或高强混凝土，打桩时不能裂，耐久性要好。断面形式：矩形（最常用）、T形（翼板挡土用，内河小码头）、圆管形或组合形（抗弯能力大，深水码头）。矩形断面：1）宽度500～600mm，厚度200～500mm2）板桩两侧做成凹凸榫3）底端在厚度方向做成楔形，凹榫侧削成斜角T形断面2.钢板桩断面形式：U形、Z形、圆管形、H形、组合形防锈处理：涂料保护阴极保护改进钢材的化学成分和防腐蚀钢种增加钢板厚度尽量降低帽梁或胸墙底高程断面形式U形U形钢板桩组合的断面接口接口焊接二、锚锭结构

固定拉杆，改善受力结构型式：锚锭墙和锚锭板锚锭桩（或板桩）锚锭叉桩1.锚碇板（墙）结构：

主要依靠锚碇板（墙）前土体的被动土压力保持稳定。先开挖基槽，再现浇钢筋混凝土锚碇墙或安放预制锚碇板。缺点为水平位移较大。2.锚碇桩或板桩结构：

嵌固于土中，填方少，原状土不破坏，有一定水平位移。3.锚碇叉桩结构：

与板桩墙的距离可以很近，承载能力大，位移小，适用于地震区或锚碇结构前面被动土压力较小情况。缺点：造价高桩的斜度：

3：1～4：1

三、拉杆

拉杆：板桩墙与锚锭结构的传力构件，重要构件之一。要求：3号圆钢或5号圆钢，高强钢材，延伸率不低于18％防锈措施：P54，设计时预留锈蚀量拉杆纵向间距1.5～3.0m拉杆长度：板桩墙与锚碇结构之间的距离直径：由强度计算确定，一般采用40～80mm拉杆高程不宜低于施工水位拉杆构造图

减小拉杆附加应力的措施：拉杆下填土沉降设置支垫：支承桩、混凝土垫块、铺碎石；设置U形防压罩。混凝土垫块帽梁：在板桩顶端用现浇混凝土做成帽梁，将各板桩连成一个整体。导梁：

在拉杆和板桩墙的连接处设置纵向的导梁，保证每根板桩都能被拉住。为了防止船舶的碰撞和减少腐蚀，通常设在板桩墙的内侧。胸墙：（采用较多）

水位差不大，拉杆距地面距离较小时，可将帽梁和导梁合二为一设计成胸墙。四、导梁、帽梁及胸墙作用

帽梁导梁帽梁导梁帽梁胸墙胸墙胸墙断面形式L形胸墙钢板桩上的胸墙钢板桩上的胸墙变形缝设置：导梁、帽梁或胸墙沿码头长度方向设置变形缝，间距15～30m，缝宽20～30mm，用弹性材料填充。

重力式码头变形缝设置

缝宽20-50mm；变形缝一般10-30m间距设置一个；五、排水设施

为了减小板桩墙上的剩余水压力，板桩墙应在设计低水位附近预留排水孔。排水孔后应设置倒滤棱体，以防止墙后填土流失。

直径：5～8cm间距：3～5m

位置：设计低水位附近第三节板桩码头的计算

一、板桩码头上的作用和作用效应组合二、单锚板桩墙计算三、锚锭结构计算四、拉杆设计五、导梁、帽梁和胸墙结构计算六、整体稳定性验算

《板桩码头设计与施工规范》JTJ292-98板桩码头上的作用

永久作用——主动土压力，剩余水压力，自重可变作用——可变荷载引起的土压力，船舶荷载，波浪力，施工荷载等偶然作用——地震荷载

一、板桩码头上的作用和作用效应组合永久作用主动土压力：

可变作用主动土压力：

永久作用被动土压力：

土压力系数：

兼有库伦理论和朗肯理论的特点1.土压力：

《板桩码头设计与施工规范》（JTJ292-98）推荐的土压力水平强度标准值：填土面水平、墙背直立情况2.剩余水压力：

与潮位变化、板桩墙排水性能，回填土和地基的渗透性等因素有关。

①

海港：设置排水孔，墙后回填粗于细砂时，不考虑剩余水头；

②海港：墙后回填细砂（或颗粒更细），取1/3~1/2平均潮差；

③河港：按高低水位实际情况取定。3.其他荷载：船舶系缆力，波浪力，地震荷载等

船舶系缆力：系船块体有单独的锚碇结构，系缆力不传给胸墙和板桩墙。波浪力：波吸力p－波谷作用在码头岸壁时系船柱锚碇结构1板桩墙的工作状态：

（1）入土不深，底端按自由端考虑，底端水平位移大，板桩内只有一个方向的弯距且值最大。tmin-自由支承状态

（2）板桩的入土段比前者稍深，底端截面只有转角而没有位移。二、单锚板桩墙计算

根据板桩入土深度的不同，产生四种工作状态

（3）板桩入土段比较长，入土段向前位移甚小，板桩底端按弹性嵌固端考虑，并且向后侧有少量位移。入土段出现反弯距。tmax-弹性嵌固状态

（4）板桩的入土深度更长，墙体的稳定性有富余。2板桩墙的土压力分布

（1）以位移为主，按刚性墙考虑，土压力呈线性分布。

（2）以变形为主，按柔性墙考虑，土压力呈“R”形分布。

《板桩码头规范》按线性分布计算，以变形为主的板桩墙考虑弯距修正系数。3单锚板桩墙的计算

计算内容：入土深度t0板桩墙最大弯矩Mmax拉杆拉力Ra（RA）计算方法：弹性线法——仅用于单锚板桩墙的弹性嵌固状态自由支承法——仅用于单锚板桩墙的自由支承状态竖向弹性地基梁法——适用于单锚和多锚板桩墙的任何工作状态

1.弹性线法（罗迈尔法）：第三种工作状态基本求解步骤：一次超静定结构荷载ea：主动土压力强度ep：被动土压力强度ew：剩余水压力（计算水底以下不考虑）E

p：墙后被动土压力合力p：波吸力q：地面均布荷载2.未知量Ra，E

p，t03.求解条件①∑H=0②∑MD=0③∆a=0或∆D=0或

D=0

实用计算中，常用M1max=（1.1~1.15）M2max代替条件③4.计算结果①Mn=Mmax②RA=

RRalasec

（3-3-22）③t0需经公式（3-3-7）校核绕踢脚A点稳定2.自由支承法：第一种工作状态基本求解步骤：静定自由结构荷载ea：主动土压力强度ep：被动土压力强度ew：剩余水压力（计算水底以下不考虑）p：波吸力q：地面均布荷载2.未知量Ra，tmin3.求解步骤①先由“踢脚A”稳定条件得到tmin②由∑H=0，得Ra，再由公式（3-3-22）得RA③由内力分析得Mmax3.竖向弹性地基梁法：基本特点：可考虑拉杆锚碇点的位移：拉杆变形＋锚定结构位移入土段抗力由弹性杆代替，弹性系数的取值用m法需用杆系有限元方法求解土的抗力：土的水平抗力系数kh(z)实用中m法最常用，各种土的m值可在规范查表得到：《港口工程桩基规范》（JTJ254-98)P75表C.2.1kh(z)=mz锚碇墙（板）的稳定性计算：静力平衡条件三、锚碇结构计算2.锚碇墙（板）与板桩墙之间距离的确定3.锚碇墙（板）的位移：不宜大于50mm4.锚碇墙（板）的内力计算：现浇连续钢筋混凝土锚碇墙－水平方向（刚性支承连续梁）：－高度方向（悬臂板）：预制的锚碇板－水平方向（悬臂板）：－高度方向（悬臂板）：kN·mkN·m/mkN·mkN·m四、拉杆钢拉杆直径：d——拉杆直径（mm）d——预留锈蚀量（mm），可取2～3mm；RA——一根拉杆的拉力，kN；f

t——钢材强度设计值（N/mm2）

RA——拉杆拉力分项系数，取1.35帽梁设计－按受船舶水平向系缆力作用的弹性地基梁计算，基床系数k：

五、帽梁、导梁和胸墙设计《防波堤设计与施工规范》JTJ298-98第一节概述一、防波堤的功能和分类功能：1）防御波浪对港域的侵袭

2）防沙、防流、防冰、导流，内侧兼作码头分类：1）按平面分：突堤——堤一端（堤根）与岸相连岛堤——堤的两端均不与岸相连

2）按结构形式分：斜坡式——古老而简单的形式，广泛使用

直立式——具有直立或接近直立的墙面

特殊形式——透空式，浮式，压气式，水力式防波堤平面图斜坡式防波堤结构形式特点：斜坡消波性能较好，堤前反射小，对地基不均匀沉降不敏感，适用于较软弱的地基。缺点：石料用量比较大。运用：水深不大，地基条件较差地区。直立式防波堤结构形式适用：水深较大情况，内侧可用于靠船。地基条件较好。特点：对地基不均匀沉降较敏感，整体破坏后修复困难。特殊形式防波堤透空式防波堤波能集中于2～3倍波高深度。浮式防波堤压气式防波堤水力式防波堤防波堤轴线布置：1.各段直线用圆弧或折线相连。2.防波堤轴线应尽量避免向外拐折形成凹角，否则易造成波能集中。二、防波堤的纵轴线设计防波堤轴线布置：3.突堤的纵轴线区分为三段：堤头段、堤身段和堤根段。防波堤轴线布置：4.岛堤：堤头段、堤身段。三、设计波浪确定设计波浪的标准：

设计波浪的重现期：

设计波浪要素：波高H、波长L、周期T、波向。

1）设计波浪的重现期直墙式、墩式、桩基式、普通斜坡式建筑物强度和稳定性计算50年一遇斜坡式护岸等非重要建筑25年一遇特殊重要建筑物提高标准，必要时按实测波高计算2）设计波浪的波列累积频率建筑物型式部位设计内容波高累计频率直墙式、墩柱式上部结构、墙身、墩柱、桩基强度与稳定性1%基床、护底块石稳定性5%斜坡式胸墙、堤顶方块强度与稳定性1%护面块石、护面块体稳定性13%（注）护底块石稳定性13%第二节直立式防波堤一、直立式防波堤的结构形式有重力式和桩式两种。

1.重力式防波堤

※靠本身的重量来抵抗水平外力，维持建筑物的稳定性。

※组成：

墙身、上部结构、基床

※墙身结构：

钢筋混凝土沉箱混凝土方块空心方块大直径圆筒钢筋混凝土沉箱特点：整体性好；箱内填块石或砂料，省造价；施工速度快；需大型专用设备。混凝土方块防波堤优点：施工容易，结构可靠耐久，能抵抗较大的波浪；缺点：堤身整体性差，对不均匀沉降比较敏感。混凝土空心方块防波堤特点：方块的长度等于堤身的宽度，避免了横断面的错缝问题，能承受较大的波浪。大直径圆筒防波堤

由无底钢筋混凝土大圆筒组成，筒中填充砂石料。根据地基的情况，圆筒可以置于基床上，也可直接沉入地基一定深度。防波堤上部结构外形：

（1）直立面

防波堤上部结构外形：

（2）弧面：有效减少波浪的越堤水量防波堤上部结构外形：

（3）削角直立堤：对波浪的反射较小，作用在斜面上的波浪力垂直分力对防波堤的稳定性有利。带消浪孔的防波堤2.桩式防波堤：地基条件软弱

※结构形式：

单排桩式双排桩式钢板桩格形结构单排桩式直立堤

由打入地基中的排桩、桩顶部的帽梁和连接构件组成。桩多采用钢筋混凝土管桩和钢管桩。双排桩式防波堤

两侧是打入地基中的排桩或板桩，每排桩由纵向导梁架住，然后用拉杆将双排桩（或板桩）对拉，双排桩之间用石料填充，顶部用混凝土板覆盖，然后在盖板上浇注上部结构。钢板桩格形结构防波堤

由打入地基中的钢板桩组成封闭式的系列格形结构，在空格中填充砂或块石。优点：整体性较好，适用于水深较大、波浪较强的情况。缺点：钢板桩在水位变化区易锈蚀，要采取保护措施。1.钢筋混凝土盖板、2.刚性角、3.支承板、4.板桩墙、5.6.7.8.砂、9.密实粘土二、波浪对直立防波堤的作用1作用于直立式防波堤的波浪形态2作用于直立式防波堤的立波波压力3作用于直立式防波堤的远破波波压力4作用于直立式防波堤的近破波波压力（一）直立墙前波浪的形态：立波、远破波和近破波基床类型产生条件波浪形态暗基床或低基床中基床高基床立波远破波立波远破波立波远破波直立式防波堤前的波浪形态（二）作用于直立式防波堤的立波波压力当d≥1.8H，d/L=0.05~0.12时，作用在直墙式建筑物上的立波波压力按下式计算：（1）波峰作用时的立波波压力：波高高程ηc（m）按下式计算：静水面以上波压力分布强度折点的位置hc（m）及波压力强度pac（kPa）按下式计算：静水面处及水下墙面上各特征点处的波压力强度（poc、pbc和pdc）单位长度墙身上所受的总水平波压力Pc（kN/m）：单位长度墙身上所受的总水平波压力的力矩Mc（kN.m/m）：单位长度墙底面上所受的波浪浮托力Puc（kN/m）：（2）波谷时的立波波压力波面高程墙面各特征点的波压力强度：单位长度墙底面上所受方向向下的总波浪力Put（kN/m）：（三）作用于直立式防波堤的远破波波压力1.波峰作用时的波压力静水面以上高H处波压力强度为零，静水面处波压力强度ps（kPa）最大，为：静水面以下Z=H/2处，波压力强度：水底处波压力强度pd为：墙底面的总浮托力合力Pu（kN/m）为：2.波谷作用时的波压力静水面处波压力强度为零。静水面以下深度Z=H/2处至水底的波压力强度p取为常数，且：（四）作用于直立式防波堤的近破波波压力静水面以上高度Z处的波压力强度为零，Z按下式计算：静水面处的波压力强度ps（kPa），分下面两种情况计算：当（中基床）时当（高基床）时直墙底处波压力强度pb（kPa）为：墙底面上的总波浪浮托力Pu（kN/m）为：三、直立式防波堤的断面尺度和构造1抛石基床

⑴型式：明基床，暗基床、混合基床。

⑵选用依据：波浪水深条件和地基条件

⑶软基处理：砂垫层，排水砂井。

⑷抛石材料：10-100kg块石，夯实。

⑸基床尺寸：重力式防波堤＝抛石基床＋堤身＋上部结构

2墙身结构

⑴重力式防波堤的主体部分：沉箱、方块、大直径圆筒等。

⑵墙身高：基床上表面至施工水位以上0.3～0.5m⑶方块重量：不应小于下表所列重量：设计波高（m）方块重量（t）设计波高（m）方块重量（t）2.6-3.5305.6-6.0603.6-4.5406.1-6.5804.6-5.5506.6-7.0100

3上部结构及挡浪墙

⑴作用：

平台：增强防波堤结构整体性、保护堤身材料不被波浪淘刷；挡浪墙：防止波浪越顶。

(2)材料：现浇或整体装配式混凝土

(3)结构：厚度不小于1.0m，嵌入沉箱不小于0.3m(4)堤顶高程：允许少量越浪：设计高水位＋（0.6～0.7倍）设计波高；不允许越浪：设计高水位＋（1.0～1.25倍）设计波高；挡浪墙荷载（作用）及其效应组合；重力式直立堤的计算四、重力式直立防波堤计算一、作用和作用效应组合重力式直立堤上的作用：永久作用（建筑物自重）、可变作用（波浪力、冰压力）以及偶然作用（地震力）。对承载能力极限状态要考虑如下三种设计状况：持久状况；短暂状况；偶然状况。抗倾稳定性计算；抗滑稳定性计算；基床和地基的承载力验算；整体稳定性验算；地基沉降量计算；明基床护肩块体和堤前护底块石的稳定重量计算。二、重力式直立堤的计算

与重力式码头的计算类似护底块石第三节斜坡式防波堤一、斜坡式防波堤的结构型式

1.抛填天然块石：

早期：不分级块石堤分级块石堤2.抛填混凝土方块：石料缺乏地区斜坡式防波堤的护面材料：

⑴干砌块石

⑵抛填混凝土方块

⑶混凝土异型人工块体：消浪性能好、稳定性好。干砌块石护面扭王字块体护面块石（1）四脚锥体（2）四脚空心方块（3）扭工字块体（4）栅栏板栅栏板护岸二、波浪对斜坡式防波堤的作用波浪在斜坡上运动有两种形态：破碎和反射。1.波浪在斜坡防波堤面上的破碎临界水深db2.波浪在斜坡坡面上的爬升高度R⑴规则波(2)不规则波系数K1、K2、K3K1K2K31.241.0294.98糙渗系数K△护面块体及结构型式K△护面块体及结构型式K△整片光滑不透水护面（沥青混凝土）1.00块石（抛填二层）0.50-0.55混凝土护面0.90混凝土方块（抛填二层）0.50砌石0.75-0.80四角锥体（安放二层）0.40块石（安放一层）0.60-0.65扭工字体（安放二层）0.38四角空心方块（安放一层）0.55扭工字块体0.47三、斜坡式防波堤的断面尺寸和构造1.斜坡式防波堤的断面尺度⑴堤顶高程允许少量越浪：设计高水位＋（0.6～0.7倍）设计波高；不允许越浪：设计高水位＋（1.0～1.25倍）设计波高。(2)堤顶宽度1.1～1.25倍设计波高；不得小于2m。护面型式抛填或安放块石干砌或浆砌块石干砌条石安放人工块体抛填方块坡度1/m1:1.5-1:31:1.5-1:21:0.8-1:21:1.25-1:21:1-1:1.25

⑶斜坡坡度：内坡可陡于外坡四、斜坡式防波堤的计算1计算内容与设计状况

☺内容：⑴护面快体的稳定重量和护面层厚度

⑵栅栏板的强度

⑶堤前护底块石的稳定重量

⑷胸墙的强度和抗滑、抗倾稳定性

⑸地基整体稳定性

⑹地基沉降☺设计状况：⑴持久状况

⑵短暂状况

⑶偶然状况

式中：W—单个块体重（t）

γb—块体材料重度（KN/m3）

γ—水的重度（KN/m3）

H—设计波高（m）

KD—块体稳定系数

α—斜坡与水平面夹角(º)2护面块体稳定性验算⑴护面块体稳定重量：

护面块体失稳形式：滑移、滚动、上举脱出。各种块体的容许失稳率及稳定系数KD护面块体构造型式n(%)KD说明四角空心方块安放一层014块石安放一层0-15.5抛填两层1-24.0四角锥体安放二层0-18.5扭工字体安放二层018设计波高H≥7.5m时124设计波高H<7.5m时方块安放二层1-25.0扭王字块体安放一层018-24

⑵砌石护面厚度h的计算a.干砌块石或浆砌块石护面层厚度h：b.干砌条石护面层厚度h：

式中：a0—栅栏板长边，沿斜坡方向布置（m）

b0—栅栏板短边，沿堤轴线方向布置（m）⑶栅栏板护面设计

☆栅栏板结构图☆栅栏板构造

☆栅栏板空隙率

☆栅栏板厚度（当坡度系数m=1.5~2.5时）

☆

最大波压强度PM(KPa)P＝33％～39％3堤顶胸墙的设计计算

⑴受力图⑵波峰作用时胸墙上的平均波压强度（KPa）：Kp—与

和L/H有关的平均压强系数⑶胸墙上的波压力分布高度：Kz—与

和L/H有关的无因次参数⑷单位长度胸墙所受总波浪力P（KN/m）

⑸单位长度胸墙底部波浪浮托力Pu（KN/m）

μ—波浪浮托力折减系数，取0.74斜坡堤护面层厚度，人工块体个数，混凝土用量⑴护面层厚度h（m）⑵人工块体个数N：⑶人工护面块体混凝土用量Q（m3）：

式中各项意义：

n’——

护面块体层数

C——

块体形状系数

A——

垂直于厚度的护面层平均面积（m2）

P’——

护面层空隙率

块体形状系数C和护面块体空隙率P’

护面块体构造形式CP’（%）说明块石填抛两层1.040—立放一层1.3~1.4——四角锥体安放两层1.050—扭工字块体安放两层1.260随机安放1.160随机安放扭王字块体安放一层1.3650随机安放

6.地基整体稳定性验算

圆弧滑动法，圆心取在堤内侧。

整体稳定性不能满足要求：

①可把斜坡堤的坡度适当放缓或在堤前水底上设置反压台。

②地基加固：抛石挤淤、爆破挤淤、砂垫层、堆载预压＋排水砂井（塑料排水板）、土工合成材料高桩码头的重要组成部分桩基上部结构接岸结构岸坡码头设备高桩码头：适用于软土地基。优点：结构自重轻，波浪反射小，砂石料用量少，对挖泥超深的适应性强。缺点：对地面超载和装卸工艺变化的适应性差；耐久性不如重力式码头和板桩码头；码头构件易损坏且难修复。打桩船桩基础墩台桩基础浇筑好的桩帽横梁就位安装靠船构件安装靠船构件之间的水平撑安装预制面板面层现浇高桩码头全景横向排架横向排架第一节高桩码头的结构型式及其特点一、按桩台宽度和挡土结构分类二、按上部结构分类一、按桩台宽度和挡土结构分类1.窄桩台码头：设有较高的挡土结构挡土结构与码头连成一体：在我国很少采用前板桩高桩码头优点：基桩不受冰凌撞击，上部结构的底面不暴露在外，免受波浪溅水和干湿交替的作用以及含盐蒸汽的影响。缺点：填方数量大；不好设锚固，土压力大；码头前波浪反射严重；整体滑动稳定性不如后板桩码头。后板桩高桩码头挡土结构与码头分开设置：主要采用型式设置挡土墙前板桩高桩码头后板桩高桩码头窄桩码头断面图深层水泥搅拌桩窄桩台高桩码头特点：

1.码头宽度较窄；

2.适用于地基较好、土方回填量较小或回填料较便宜的地区；

3.深层水泥搅拌桩处理挡土墙下的软弱地基，减少软土地基变形对码头桩基的影响。

宽桩台码头特点：

1.在软土地基上修建满堂式码头时，采用岸坡自然稳定的宽桩台码头为宜；

2.岸坡回填土方量少，有利于岸坡稳定；

3.采用纵向变形缝将宽桩台划分为前桩台和后桩台。

二、按上部结构型式分类板梁式（梁板式）桁架式（框架式）无梁板式承台式板梁式（梁板式）由面板、纵梁、横梁、桩帽和靠船构件组成。优点：各构件受力明确合理；构件抗裂性能高（预应力构件）；桩的承载力能充分发挥，靠船构件的悬臂长度短。缺点：构件类型和数量多，死角多，水气不易排出，构件中钢筋易腐蚀。桁架式（框架式）由面板、纵梁、桁架和水平连杆组成。优点：适合于水位变化大的内河港口；刚度大，整体性好。缺点：施工麻烦，造价高，现浇混凝土量大。无梁板式由面板、桩帽和靠船构件组成。优点：结构简单，施工水位高，施工简便速度快。缺点：受力情况不明确；只能采用非预应力面板，靠船构件的悬臂长度增长，结构的整体刚性和桩的耐久性不好。适用于水位差较小和码头面没有大的集中荷载。无梁板式面板、桩帽、靠船构件。面板直接搁在桩帽上。优点：结构简单，施工快，造价低。缺点：面板位置高，桩的自由高度大，靠船构件悬臂段长。仅适用于水位差不大、集中荷载较小的中小型码头。承台式由水平承台、胸墙和靠船构件组成。优点：承台受力均匀；结构整体性和耐久性好；对打桩的要求不高。缺点：自重大，需桩多墩式码头其他高桩码头

新

型

高

桩

码

头前方带有刚架的梁板式高桩码头前方带有框架的梁板式高桩码头大管桩板梁式高桩码头高桩码头试桩打桩船打桩试桩主梁安设试桩某高桩码头建造过程预制梁起吊砂浆铺底横梁就位靠船构件安装水平撑安装预制面板安装安装好的横梁和靠船构件面层现浇引桥面层施工某高桩码头建造过程打桩船墩台桩基础桩帽钢筋模板浇筑好的桩帽起重船＋吊斗浇筑工艺墩台底模板制作安装墩台钢筋绑扎墩台模板安装预制梁验收第二节高桩码头的构造

《高桩码头设计与施工规范》《港口工程混凝土结构设计规范》一、桩和桩帽二、横梁与纵梁三、面板与面层四、靠船构件五、构件的连接和搁置六、增强结构耐久性的措施一、桩1.种类（按材料分）：

木桩————很少采用

钢筋混凝土桩———耐久性好，节省钢材，造价低 预应力钢筋混凝土方桩 预应力钢筋混凝土管桩（先张法、后张法）

钢管桩————外海工程、制作简单，打入容易，承受较大水平荷载按施工方法分类：预制桩，灌注桩按断面形状分类：方桩，圆桩水下灌注桩施工（近岸）（1）预应力钢筋混凝土方桩

主要采用的结构型式

特点：1.制作方便，可分节制造，接桩方便；

2.侧摩擦力与同面积圆桩相比提高13%

；

3.

根据特殊要求可做成矩形截面。作用？4.做成圆形截面。作用？几点构造要求：1.断面一般为

40cm×40cm～60cm×60cm；2.断面较大时，可作成圆形空心，以减轻自重；

注意：锤击下沉,桩顶4倍桩宽范围内做成实心段冰凌区，不宜采用空心桩3.主筋宜采用冷拉II、III和Ⅳ级钢筋，配筋率不小于1%；4.主筋直径一般不小于14mm;5.桩宽

45cm，主筋不少于8根；桩宽

45cm，不少于4根；6.箍筋一般采用I级钢筋，直径为6～8mm，封闭式；7.箍筋间距取40～50cm，桩头、尖处应加密，桩头钢筋网8.楔形桩尖，长度1.0～1.5d桩宽。9.桩靴、H形钢桩，打入岩层。桩帽构造

1.作用？调整打桩时产生的桩顶标高和平面位置的偏差，便于预制梁或板的安装

2.桩帽一般采用现浇混凝土

3.顶面尺寸：预制梁的宽度、梁或板的搁置长度、安装构件时的允许偏差4.底面尺寸：直桩：桩宽、打桩允许偏差、外包最小宽度；叉桩：斜桩与垂线的夹角、两斜桩轴线在桩帽底面交点的距离。5.桩帽高度：不宜小于0.5倍桩帽宽度，且不得小于600mm。6.桩的全部外伸钢筋应埋入桩帽内，桩头应嵌入桩帽50～100mm。7.现浇横梁，不设桩帽，横梁与桩浇筑在一起。桩帽钢筋布置图桩帽钢筋模板浇筑好的桩帽预应力空心方桩制作全过程（2）预应力混凝土管桩：

圆形的空心桩，钢绞线，大管桩。分为：先张法（PHC桩）和后张法（雷蒙德桩）构造：先张法：外径600、800、1000、1200mm；壁厚为60-150mm；每节长15m、30m；后张法（雷蒙德桩）：单节长4m，外径为1000、1200、1400mm；壁厚130-145mm。大直径管桩特点：

与预应力混凝土方桩比较：强度高，密度大，耐锤击，承载力大；与钢桩比较：耐久性好，使用寿命长，不需经常维护，用钢量1/8~1/6，成本1/3~1/2。 1.主筋：单股或双股钢绞线，周长均匀布置，16根。2.箍筋：I级钢筋，直径不小于6mm3.壁厚：应满足钢绞线预留孔及内外保护层厚度。灌浆砼40MPa。4.桩身排水孔：桩身上部，消除水锤现象，50mm。5.岩石层：钢桩靴。表面带齿的管桩

2.钢管桩

构造要求：外径500-1200mm；壁厚为10-18mm（计算厚度＋预留腐蚀厚度）。（薄壁结构）外径与厚度之比不宜大于70，防止钢桩屈皱破坏。优点：强度大，抗弯能力大，能承受较大的水平力，制造和施工方便。缺点：钢材用量大，造价高，容易腐蚀。洋山港一期钢管桩钢管桩和构件

桩与桩帽连接：①桩顶直接伸入桩帽（或横梁）内②桩顶通过锚固铁件（或钢筋）伸入桩帽

二、横梁和纵梁

1.横梁

①受力情况：板梁式高桩码头的主要受力构件

②横梁断面形式:

倒T形，矩形，花篮形横梁截面形式选择（重要）：

①纵梁高度很小：纵梁搁置于横梁上，选倒T形。上横梁宽：35－45cm，高度80－150cm；下横梁宽：90－120cm，高度60－80cm。

横梁截面形式选择：

②纵梁高度与横梁相差不大：纵、横梁等高连接，均置于桩帽上，选矩形或花篮形。横梁的断面形式及接头构造纵横梁等高布置，中间做现浇结点2.纵梁:

横梁间通常设置纵梁，

门机、铁路轨道下的梁又称轨道梁①断面形式：矩形，空心矩形、T形、花篮型，π型

②结构计算：纵梁一般采用连续梁 纵梁宽：30～50cm

纵梁高：90～120cm③支座处与横梁、桩帽整体连接。纵梁三、面板与面层种类1.实心板：①现浇板—整体性好，非预应力，用于无预制和起重条件的小型码头。 ②预制板—现场拼接，分为横向铰接板和整体连接板。 ③叠合板—板厚较大时采用，下部为预制，上部为现浇，现场工作量大。上面还有面层，一起浇筑。2.空心板：上海地区，空心大板①厚度一般为40～60cm②空心板之间纵向拼缝一般采用铰接，用C30细石混凝土浇捣

凹凸形③空心板形式预制面板叠合板安装现浇空心板施工橡胶管空心大板引桥面层面层的作用：找平码头地面，作为磨耗层。面层与面板一起浇筑时，厚度不小于2cm

面层与面板分开浇筑时，厚度不小于5cm为了防止面层混凝土在气温变化时引起膨胀或收缩而产生裂缝，面层应设伸缩缝，缝竖向不连通，亦称假缝。面层应设置排水坡，坡度一般采用0.5%-1.0%。面板现浇层面层伸缩缝四、靠船构件

1.作用：固定防冲设备2.类型：悬臂梁式，悬臂板式

悬臂梁式：梁板式高桩码头安装好的靠船构件水平撑安装水平撑安装要求：1.断面不小于35cm×30cm2.与靠船构件外边线的距离不小于10cm悬臂板式：无梁板式高桩码头双层系靠船平台：水位差5～8m多层系靠船平台：水位差10～17m五、构件的连接与搁置

1.构件连接：①固接：接头整体浇筑②铰接：空心板纵向拼缝③不连接：搭接

连接要求：（1）符合构件连接处的受力要求。（2）确保连接质量：①接缝处现浇砼的标号比预制件高一级；②预制件与比其尺寸大的现浇件连接时，预制件应埋入现浇件规定深度

（3）便于施工。

2.构件的搁置

支座顶面铺设砂浆，厚度一般为1cm；

水泥砂浆铺底六、增强结构耐久性的措施P125

第三节高桩码头的结构布置

1.上部结构的宽度

①窄桩台码头：

设门机码头：14～14.5m

不设门机码头：8～10m

②宽桩台码头：综合考虑码头前沿线、码头后方挡土结构的位置、码头使用等。先拟定前桩台的宽度

一、码头结构尺度的确定

码头结构的长度、码头前沿高程、码头前水底高程

2.岸坡坡度与分级：岸坡根据使用要求开挖

海港：1：2.5

河港：1：2

坡面用抛石进行处理：1：1.5B1、B2、B3

3.结构沿码头长度方向的分段 变形缝的作用：

①伸缩缝 ②沉降缝

伸缩缝间距：

①装配式结构60～70m ②现浇式结构35m

沉降缝：

根据荷载、结构型式、地质条件确定，尽量一缝两用。

变形缝设置：悬臂式简支式缝宽：2～3cm上海地区：大于90m

变形缝的设置凹凸缝的齿高一、悬臂梁式：优点：对不均匀沉降的适应性强，缺点：增加了排架数目，悬臂部分需现浇二、简支梁式：优点：结构简单、施工方便。缺点：要保证梁端自由滑动和转动，支座构造相对复杂。高桩码头变形缝－凹凸缝凹凸形变形缝4.上部结构（桩台）的底部高程

（1）桩帽或现浇横梁的底高程不应低于施工水位（设计低水位）；（2）靠船构件底部高程：保证低水位时船舶靠泊。二、桩基布置

布置原则：①应能充分发挥桩基承载力，各桩受力尽量均匀；

②应使整个码头工程的建设比较经济；

（桩基方案的比选与优化设计）③应考虑桩基施工的可能与便利。1横向排架中桩的布置

原则一：纵梁下布桩；图(a)原则二：靠前沿的门机梁下布置双直桩，叉桩布置在后门机梁下；图(c)、(d)原则三：门机下无铁路，双直桩和叉桩中间设1~2根直桩；图(a)、(b)原则四：门机下有双线铁路，布置2根直桩；图(c)、(d)原则五：不设门机和铁路，桩等间距布置；图(a)、(b)原则六：窄突堤码头：中间布置叉桩，门机梁下布置半叉桩；

横向排架：桩距：3～5m，不宜小于6倍桩径，避免群桩效应。 斜桩最大倾斜度：不超过3:1。组成叉桩的两根桩在桩顶处的净距不宜小于30cm。2桩基的纵向布置★取决于横向排架间距；★前桩台:

小方桩：横向排架间距一般采用6-7米；大管桩、刚管桩：8-12米。★后桩台：排架间距一般采用3-5米。（堆货荷载较大）★横向排架间距沿码头长度方向保持一致。★纵向叉桩的设置3桩基平面布置

★注意斜桩倾斜方向，避免碰桩。★桩在地面以下交叉时，它们在交叉处的净距不宜小于50cm。斜桩在设计时应在平面内扭转一个小的角度。★注意桩基布置对施工程序的影响

4桩长

★端承桩：持力层；摩擦桩：承载力计算确定★同一桩台下的桩打入同一土层，桩尖标高不宜相差太大★接桩数量不宜多于1个。三、上部结构布置

布置和选择构件形式时应遵守以下原则：结构系统简单；结构受力明确、合理；结构整体性好并有足够的刚度；有条件时，尽量采用预制和预应力构件；构件类型少，便于预制和安装，现浇混凝土工作量少。1上部结构系统对于不设门机和铁路的梁板式码头，可不设纵梁，即将面板直接放在横梁上。面板直接搁置在横梁上

简支板

单向板 连续板 悬臂板

板 四边简支板 三边简支一边自由板

双向板 四边固定板

三边固定板一边自由板

1梁格布置

技术经济比较，最优布置2梁板选型

简支梁

梁连续梁

悬臂梁

前方桩台：上部结构要求有一定的整体性和刚度，连续梁板后方桩台：上部结构整体性要求不高，简支梁板特点：

1.单向板—便于应用预应力，预制安装方便；

2.双向板—提高码头结构整体性，施工方便；

3.简支梁板—受力后只有正弯距，配筋方便；当上部结构的整体性要求不高时多采用这种形式；后方桩台、变形缝位置

4.连续梁板—码头结构整体性和刚度更好，采用普遍。

横梁、纵梁、前方桩台四、接岸结构的布置

接岸结构分为两大类：第一类：板桩式①与码头结构连成一体

前板桩高桩码头、后板桩高桩码头②分离式板桩接岸结构

洋山深水港一期码头工程图4-3-5、图4-3-6前板桩高桩码头后板桩高桩码头四、接岸结构的布置

接岸结构分为两大类：第二类：挡土墙式应用最普遍。抛石基础、软弱地基CDM地基处理减少回填土和接岸结构沉降对码头桩基的影响：

接岸结构与码头结构之间采用简支板连接。

P131图4-3-7第四节高桩码头的计算《高桩码头设计与施工规范》JTJ291-98几个重要概念：

1.简支板、连续板、悬臂板（板之间的连接形式不同）一、面板内力计算按照简支板和连续板来区分板的计算跨度：2.单向板、双向板（受力情况不同）单向板：①两边支承两边自由；

②四边支承板：长边计算跨度/短边计算跨度≥2；双向板：四边支承板：长边计算跨度/短边计算跨度<2；单向板双向板（一）均布荷载作用下的内力计算q1mq1mqm单向板：注意“跨度方向”与“宽度方向”（二）集中荷载作用下的内力计算

需要区分：接触宽度、传递宽度、计算宽度

集中荷载接触宽度：a0、b0集中荷载传递宽度：a1、b1传递后的荷载强度q0：集中荷载P均布荷载q0（二）集中荷载作用下的内力计算：

1.双向板：求得“传递宽度”后即可求解内力（弯矩、剪力）传递后的荷载强度q0：a1b

aoboq01mq01m2.单向板：还需进一步计算“计算宽度”集中荷载弯距计算宽度：ac、bc、b

c集中荷载剪力计算宽度：acs、bcs、b

cs单个集中荷载：

a1=a0+2hsb1=b0+2hs单向板：注意“跨度方向”与“宽度方向”a1=acb

aobobcac+Sbc+S多个集中荷载：

总结一下：概念：针对集中荷载情况1）a0、b0：集中荷载接触宽度（面层、垫层）2）a1、b1

：集中荷载传递宽度（面板）3）ac、bc、b

c：集中荷载作用下弯矩计算宽度（面板）

a.单向板：查表4-4-2，注意区分“跨度方向”与“宽度方向”

b.双向板：等于传递宽度4）acs、bcs、b

cs：集中荷载作用下剪力计算宽度（面板）

a.单向板：查表4-4-2，注意区分“跨度方向”与“宽度方向”

b.双向板：等于传递宽度（三）一种特殊情况：与梁整体连接的连续板（一）计算图式和计算跨度支座处断开的纵梁：简支梁支座处整体连接：连续梁二、纵梁计算弹性支承连续梁刚性支承连续梁弹性支承连续梁刚性支承连续梁1.反映支座弹性性质的系数

弹性支承连续梁刚性支承连续梁B2（二）计算荷载纵梁的计算荷载包括：①纵梁自重；②直接作用在纵梁上的使用荷载（门机荷载、铁路荷载－轨道梁）；③由面板自重及面板上使用荷载产生的面板支座反力。如何考虑第③项？单向板：向受力的两边均分双向板：将面板上的均布荷载按一定的分配方法向纵、横梁分配均布荷载线荷载一定要注意：l0:短跨方向的计算跨度双向板（三）内力计算方法①等跨等刚度刚性支承连续梁：查表法；②不等跨不等刚度的刚性支承连续梁：三弯矩方程；③不等跨不等刚度的弹性支承连续梁：五弯矩方程。结构力学书、力学手册简化为平面问题，一榀横向排架为一个计算单元，计算段长等于横向排架的间距。三、横向排架计算（一）计算图式的确定1.计算段长排架间距2.桩台刚度刚性桩台：EI＝

，桩台只有位移没有变形，承台式和桁架式

柔性桩台：EI＝c，位移＋变形，梁板式和无梁板式3.桩端固定性质（1）桩与地基的连接：

a、端承桩：入土浅，底端铰接；

b、摩擦桩：入土深，弹性嵌固，需考虑桩的受弯计算长度；（2）桩与桩台的连接：a、排架内有叉桩：水平位移小，铰接；b、全部采用直桩：水平位移大，固接；：固接c、：铰接4.横梁计算跨度5.桩的受弯计算长度计算长度＝自由长度＋嵌固点深度受弯嵌固点位置（二）计算荷载及其效应组合（1）永久作用上部结构自重力、固定设备自重力（2）可变作用堆货荷载、起重运输机械荷载、铁路荷载、船舶荷载、施工荷载、波浪力2.效应组合1.作用（1）针对计算内容，最不利情况；（2）不可能同时出现的荷载不应组合；（3）可变作用应分清主导作用和非主导作用。3.荷载的传递形式（1）面板直接搁置在横梁上：两边支承两边自由

均布荷载

线荷载

面板

横梁（2）面板四边支承：①单向板：长边大于短边的2倍

面板

纵梁

横梁

均布荷载

线荷载

集中力（2）面板四边支承：②双向板：

面板

纵梁

横梁

均布荷载

线荷载

集中力

面板

横梁

均布荷载

线荷载（2）支座的竖向压缩系数KnA、单直桩：KB、双直桩：K/2C、叉桩：考虑系缆力的作用位置：码头面以上0.3~0.5m系缆力由直桩和叉桩支承的横梁计算A、受力条件：①垂直力、②水平力对横梁中和轴产生的力矩B、计算模型：弹性支承连续梁，支座的竖向压缩系数（竖向反力系数）C、计算方法：五弯距方程D、基本未知量：中间支座处横梁截面弯距（三）柔性桩台横向排架的计算－理论计算方法K1K2K3K4K5K6M2M3M4M5R1R3R4R5R6R2F1F2F3F5F4思路:令k=6，则n=2、3、4、5，联立并求解方程组M1M2M3M4M5M6中间支座弯距各支座反力横梁任意截面的弯距和剪力桩身轴力k=6，n=2、3、4、5，四个方程求解四个未知量:n=2,M1+M2+M3+M4=0n=3,M1+M2+M3+M4+M5=0n=4,M2+M3+M4+M5+M6=0n=5,M3+M4+M5+M6=0（三）柔性桩台横向排架的计算－数值计算方法丰海软件易工软件计算内容：轨道梁内力计算；一般纵梁的内力计算；横向排架内力计算。考虑桩帽对内力的影响①对由不考虑桩帽作用得到的横梁弯距乘以折减系数n

《高桩码头设计与施工规范》②内力图削峰四、靠船构件的计算悬臂梁式靠船构件：计算要点：（1）取撞击力为设计荷载；（2）最不利情况：A、全部撞击力由一个构件承受；B、撞击力作用点取在设计低水位以上第一排防冲设施上；第五节、高桩码头构件强度和整体稳定验算一、构件强度和抗裂计算1.混凝土强度等级

对某些预制安装构件（桩），施工应力起控制作用，需按施工期产生的内力进行强度配筋和抗裂验算。桩的配筋和抗裂验算。

（1）吊桩应力（用于配筋）2.钢筋混凝土构件的配筋与抗裂验算A、吊桩：桩由水平变成垂直吊入打桩设备龙口B、影响因素：吊点位置、下吊索长度、桩轴与水平面夹角等现场吊桩（2）沉桩应力（沉桩拉应力与压应力：用于裂缝验算）《港口工程桩基规范》JTJ254-98P15~P16二、高桩码头整体稳定性验算圆弧滑动法：①结构自重和荷载通过桩基传至滑动面以下，抗滑稳定验算时不予考虑；②不计桩的抗滑作用，作为安全储备。*第一节概述一、开敞式码头的发展和特点:1世界工业的发展

2船舶日趋大型化和专业化

3港口水深要求越来越大，20-30m以上。

4离岸建深水港。洋山深水港。

5深水防波堤，耗资大，施工难度大，工期长。

无防波堤或无天然屏障掩护的码头称为开敞式码头***

开敞式码头的特点:1由于前沿水深、波浪大，要求码头顶面高程高

**

开敞式码头的特点:

2波浪力、海流力大，需配备大拉力系船柱和高吸能橡胶护舷。

*

开敞式码头的特点:

3宜选用装配程度高、弹性好、波浪反射轻的结构。高桩墩台*墩台桩基础*二、开敞式码头的形式1.货种：油：输油管－单点系泊码头矿石、煤：装卸船、皮带机－固定式码头

2.离岸距离：近岸：重力式引堤离岸：高桩式引桥*引堤：类似宽突堤形式*引桥*引桥*1带引桥（引堤）的栈桥式码头

2带引桥（引堤）的孤立墩式码头

3岛式（码头为固定墩式，由海底油管与岸联系）

4单点系泊码头

5多点系泊码头*开敞式码头形式*第二节带引桥（引堤）的栈桥式码头与墩式码头

一、引堤和引桥：引桥的优缺点：P164

引堤的优缺点:P164

竖向、水平荷载都较小，轻型结构：

空心大板＋直桩＋少量叉桩宽度：8～15m*石洞口煤码头引桥*石洞口矿石码头引桥*石洞口矿石码头引桥*（1）重力式：地基条件好，打桩困难地区。水下：圆形断面或端部为圆形的沉箱水上：预制砼方块大连鲇鱼湾一期油码头、山东日照港煤码头工程引桥桥墩的结构形式：**（2）高桩承台式地基软弱预应力钢筋混凝土桩、钢管桩**引桥桥梁（桥面）的结构形式：（1）钢筋砼结构：梁板式：跨度大－－30～35m

（2）钢桁架结构抛物线形梯形***二、栈桥式码头*按码头结构形式不同分为：

（1）高桩栈桥式码头：

与一般高桩码头相比：

叉桩多码头顶面高程高装卸机械轮压大而堆货均布荷载小相邻横向排架之间设计水平撑，提高码头纵向刚度

*

高桩栈桥式码头*按码头结构形式不同分为：

（2）重力墩栈桥式码头：地基好、打桩困难地区：

大型沉箱大圆筒

*

重力墩栈桥式码头*三、孤立墩式码头组成及其功能：*孤立墩式码头*平面布置及尺度：1.两个主靠船墩之间设置两个副墩，以便停靠较小船只。2.两个靠船墩之间的间距L0＝（0.45～0.55）Lc3.对称布置4～6座系船墩*

孤立墩式码头镇海算山15万吨级原油码头平面布置图首次成功采用D1200mm后张法预应力混凝土大管桩，首次采用D1500mm大直径钢管柔性防冲靠船簇桩*第四节单点系泊码头与固定式码头完全不同，是一种浮式码头。单点系泊、多点系泊两种形式。用于石油、天然气等液体或气体的运输。*发展历史与速度：50年代在瑞士新建第一个单点系泊码头；70年代起，以每年新建20座单点系泊码头的速度发展；到1982年，全世界共有275座单点系泊码头；我国1967年开始兴建，主要位于台湾、渤海南部、北部湾地区；浅水：40m；中等水深：40～90m；深水：90m以上。*单点系泊码头的组成：单点：浮筒及锚系、系船设备、输油设备等海底油管：软管*单点系泊码头的特点：（1）船首可绕着单点作360

旋转，保持系泊力最小；（2）对海洋环境的适应性强，运营费用低；（3）灵活性强，建设速度快，一般9～12个月；（4）投资少，是同吨位固定式码头的1/3。*单点系泊码头的主要类型：（1）悬链线锚腿系泊设施*

（2）单锚腿系泊设施*

第一节防冲设备橡胶护舷、防冲桩、防冲簇桩一、橡胶护舷的型式按吸收能量的方式分类：压缩型、充气型、转动压缩型、剪切型压缩型：1.D型（半圆型）护舷2.圆筒型橡胶护舷3.拱形（V型）橡胶护舷4.鼓形橡胶护舷1.D型（半圆型）2.圆筒型3.拱形（V形）4.鼓形二、橡胶护舷的性能和选型橡胶护舷：码头总造价的10%。1.如何选择合适的橡胶护舷？需考虑哪些技术要求？P2072.橡胶护舷如何合理布置？P207第二节系船设备

系船柱、系船环、系船浮筒普通系船柱：距码头前沿线0.5～1.2m，间距20～30m。一、系船柱风暴系船柱：一个泊位2个风暴系船柱，将普通系船柱吨位加大兼做风暴系船柱。二、系船环和系船浮筒1.系船环：内河斜坡式码头、潮差较大的沿海直立式小码头。2.系船浮筒：密封的钢制筒，顶上有系船环。第三节其他码头设备

一、轨道结构二、供水供电管沟三、扶梯和阶梯四、码头路面五、护轮槛和系网环一、轨道结构：钢轨、轨道基础和轨道扣件轨道基础：高桩码头：轨道梁斜坡码头：轨枕道碴基础二、供水供电管沟：（1）重力式码头：管沟设置在胸墙内；（2）高桩码头：

（1）管沟尺寸大尺寸管沟：宽度不小于1.0m，深度不小于1.2m小尺寸管沟：宽度不小于0.4m，深度0.6m（2）水管和电缆应分沟设置，乙炔管和氧气管严禁设在同一沟内。（3）防止管沟被水淹没，管沟的底面高程应高于平均高潮位。（4）管沟排水，管沟应有一定的坡度并在沟底设置排水孔。三、扶梯和阶梯：阶梯应凹于码头前沿线内四、码头路面（1）地基比较稳定且沉降很小时，现浇混凝土路面和沥青路面；（2）地基松软，沉降较大时，混凝土方块路面高强混凝土联锁块50cm×50cm，60cm×60cm；缺点：行车时路面块容易活动翘起砌块的联锁作用，形成整体五、护轮槛和系网环护轮槛高度：15~25cm，黄色及黑色相间条纹

一、码头分类：第一节码头分类和组成1.按平面布置分类顺岸式：应用最多，建设场地有充足的码头岸线满堂式引桥式引桥式高桩码头

思考：引桥式码头适用于什么情况？有哪些优点？突堤式：多用于海港，岸线长度不足，但前沿水域较宽窄突堤宽突堤突堤式码头墩式：开敞式码头，大型油码头，要求前沿水深大栈桥墩式码头2.按断面形式分类直立式、斜坡式、半直立式、半斜坡式、多级式

直立式码头——适用于水位变幅不大的港口，如海港、河口港等

斜坡式码头——适用于水位变幅大的中、上游河港或水库港半直立式码头——适用于高水位时间