土木工程概论第10章港口、海洋和飞机场工程概述

第10章

港口、海洋和飞机场工程概述10.1港口工程概述港口的重要性。国际运输我国的港口情况。117个港口港口（Harbour）：是具有水陆联运设备和条件，有一定面积的水域和陆域，是供船舶出入和停泊、旅客及货物集散并变换运输方式的场地。港口工程：是兴建港口所需的各项工程技术的名称。10.1.1港口的类型（1）按所处位置：河口港、海岸港、河港（2）按用途：商港、军港、渔港、工业港（3）按成因：天然港和人工港（4）是否冻结：冻港、不冻港（5）潮汐关系：闭口港、开口港（6）是否办理报关手续：报关港、自由港河港－重庆朝天门码头商港－天津港商港：以一般商船和客货运输为服务对象的港口。商港－上海港深圳蛇口码头沙特阿拉伯石油码头油港：专门装卸原油或成品油的港口。10.1.2港址的选择（1）有广阔的经济腹地，有足够的货源（2）与腹地有方便的交通运输（3）与城市发展相协调（4）有发展的余地（5）满足船舶航行与停泊要求（6）有足够的岸线长度和陆域面积（7）满足舰船调动的迅速性（8）对附近水域、生态、景观不影响（9）尽量利用荒地、劣地。10.1.3港口的组成港口由水域和陆域两大部分组成。水域包括进港航道、港池和锚地。海港港口陆域则由码头、港口仓库及货场、铁路及道路、装卸及运输机械、港口辅助生产设备等组成。港口组成水域陆域进港航道防波堤港内锚地港内锚地大连港加拿大港口码头港池仓库货场道路10.1.4港口水工建筑物码头防波堤护岸码头是提供船舶系靠、装卸货物或上下旅客的建筑物的总称，它是港口中主要水工建筑物之一。码头布置形式：顺岸式、突堤式和挖入式。（1）码头码头的布置①顺岸式优点：陆域宽阔、疏运交通方便、工程量小。顺岸码头的布置形式顺岸式－重庆朝天门码头②凸堤式优点：一定水域建设较多的泊位。缺点：凸堤宽度有限，每泊位的平均库场面积较小，作业不方便。突堤与顺岸结合部位的布置突堤式码头－宁波港③挖入式优点：满足现代码头要求有较大陆域纵深（集装箱码头纵深达350～400m）和库场面积。新建码头纵深有加宽趋势，天津新港东突堤的平均宽度达650m。挖入式－加拿大港口按横断面外形：①直立式：水位变化不大，海港，河口港。②斜坡式：水位变化大，河上、中游，水库港。码头型式③半直立式：高水位期长、枯水期短，水库港。④半斜坡式：洪水期短，枯水期长的山区河流。⑤多级式：水位差大，洪水期不长的上游河流。码头的结构形式①重力式：地基较好的码头重力式码头②板桩式：墙高不大的码头（小于10m）板桩式码头③高桩式：软土地基④混合式：高桩和板桩配合，板桩和基础板配合等形式。高桩码头防波堤（Mole）的主要功能是为港口提供掩护条件，阻止波浪和漂沙进行港内对港口水域产生侵袭，保持港内水面的平稳和所需要的水深，使船舶在港口停泊和进行装卸作业。同时，兼有防沙、防冰的作用。（2）防波堤因自然条件及建港规模要求而异，可分为：单突堤、双突堤、岛堤和组合堤。防波堤的平面布置防波堤的平面布置双突堤－大连港按构造形式（或断面形状）及对波浪的影响分为：(1)斜坡式(2)直立式(3)混合式(4)透空式(5)浮式(6)喷气消波设备(7)喷水消波设备等多种类型。(a)斜坡式(b)直立式(c)混合式(d)透空式(e)浮式(f)喷气消波设备(g)喷水消波设备（3）护岸建筑天然河岸或海岸，因受波浪、潮汐、水流等自然力的破坏作用，会产生冲刷和侵蚀现象。1）直接护岸建筑：斜面式护坡（加固岸坡）；直立式护岸墙（保护陡岸）。2）间接护岸建筑：潜堤（平行海岸线、巩固）；丁坝（垂直海岸线、稳固）。直接护岸建筑波浪拍击护岸墙波浪在凹区墙面回卷入海护岸墙断面图护坡和护岸墙的混合结构不同的护岸型式直立式护岸墙斜面式护坡间接护岸建筑潜堤促淤丁堤的结构形式10.1.5我国港口发展的特点两纵三横两纵：沿海南北主通道、京杭运河淮河主通道三横：长江、西江、黑龙江松花江主通道10.2、海洋工程概述海洋工程（OffshoreEngineering）：在近海区域设置或建造的工程构筑物，如海洋石油钻井、储油平台、海上导航灯塔。特点：（1）环境条件复杂且随机性大（2）结构尺度大且设计安全度要求高（3）结构设计时考虑作用力的多样性（4）施工方法的特殊性采油平台（１）

selfelevating采油平台（2）

OffshorePlatform采油平台（3）

872mWaterDepth采油平台（4）

10.3飞机场工程概述飞机场：航空运输基础设施。机场工程：指规划、设计和建造各项设施的统称。内容包括：机场规划设计、场道工程、导航工程、通讯工程、旅客航站、指挥楼工程、地面道路工程及其他辅助工程等。（1）机场分类。国际机场：指供国际航线用，并设有海关、边防检查、卫生检疫、动植物检疫、商品检验等联检机构的机场。干线机场：指省会、自治区首府及重要旅游、开发城市的机场。支线机场：又称地方航线机场，指各省、自治区内地面交通不便的地方所建的机场，其规模通常较小。（2）民航飞机的种类。干线运输机，是指载客量>100人，航程>3000km的大型运输机。以美国波音公司的Boeing757(以后简称B757)、B767、B747、B777、DCl0(美国麦道公司制造，现麦道公司已并人波音公司)、MDll(DCl0的改进型)；欧洲空中客车公司的A380、俄罗斯的伊尔81等为代表。支线运输机，是指载客量<100人，航程200－400km的中心城市与小城市及小城市之间的运输机。以美国的DC3、英国宇航公司的SH330和BAEl46、中国与美国联合制造的MD82、MD90等为代表。Boeing777空中客车380协和超音速客机MD9010.3.1机场的组成机场由空侧和陆侧两个区域组成。空侧主要由飞行区、旅客航站区、货运区、机务维修设施、供油设施、空中交通管制设施、安全保卫设施、救援和消防设施。陆侧行政办公区、生活区、辅助设施、后勤保障设施、地面交通设施、机场空域组成。航站楼是两个区域的分界线。(1)跑道跑道是机场飞行区的主体，直接供飞机起跑、起飞滑跑和着陆滑跑之用。①跑道构形跑道构形是指跑道数量、位置、方向和使用方式、它取决于交通量需求，还受气象条件、地形、周围环境等影响。一般跑道构形有如下五种：（1）单条跑道。是大多数机场跑道构形的基本形式。10.3.2机场主要构筑物（2）两条平行跑道。两条跑道中心线间距根据所需保障的起降能力确定，如有条件，其间距宜不大于1525m，以便较好地保障同时精密进近。（3）两条不平行或交叉的跑道。下列情况时需要设置两条不平行或交叉的跑道：①需要设置两条跑道，但是地形条件或其他原因无法设置平行跑道；②当地风向较分散，单条跑道不能保障风力负荷>95％时。（4）多条平行跑道。（5）多条平行及不平行或交叉跑道。机场的跑道方案②决定机场跑道长度的因素：机型、最大起飞全重、气温、飞机场的海拔高程、风速、跑道坡度。决定机场跑道长度的条件还有：(a)全发正常起飞距离；(b)一发失效起飞距离；(c)加速－停止距离；(d)着陆距离机场跑道长度的限制条件③跑道的分类跑道按其作用可分为：主要跑道、辅助跑道、起飞跑道等三种。主要跑道是指在条件许可时比其他跑道优先使用的跑道，按使用该机场最大机型的要求修建，长度较长，承载力也较高。辅助跑道也称次要跑道，是指因受侧风影响，飞机不能在主跑道上起飞着陆时，供辅助起降用的跑道，由于飞机在辅助跑道上起降都有逆风影响，所以其长度比主要跑道短些。起飞跑道是指只供起飞用的跑道。④辅助用的道路设施：跑道道肩，是作为跑道和土质地面之间过渡用，以减少飞机一旦冲出或偏离跑道时有损坏的危险，也减少雨水从邻近土质地面渗入跑道下的土基基础的作用，确保土基强度。道肩一般用水泥混凝土或沥青混凝土筑成，由于飞机一般不在道肩上滑行，所以道肩的厚度比跑道要薄一些。停止道，停止道设在跑道端部，供飞机中断起飞时安全停住用。设置停止道可以缩短跑道长度。机场升降带土质地区。跑道两侧的升降带土质地区，主要保障飞机在起飞着陆滑跑过程中一旦偏出跑道时的安全，不允许有危及飞机安全的障碍物。跑道端的安全区。设置在升降区两端，用来保障起飞着陆的飞机偶尔冲出跑道以及提前接地时的安全。净空道。机场设置净空道，是确保飞机完成初始爬升(10.7m高)之用。净空道设在跑道两端，其土地由机场当局管理，以确保不会出现危及飞机安全的障碍物。(2)滑行道与停机坪①滑行道：主要供飞机从飞行区的一部分通往其他部分用。种类有5种：进口滑行道、旁通滑行道、出口滑行道、平行滑行道、联络滑行道。②停机坪停机坪：是设在航站楼前的机坪。供客机停放、上下旅客、完成起飞前的准备和到达后各项作业用。飞机场的机坪主要有等待坪和掉头坪。前者供飞机等待起飞或让路而临时停放用，通常设在跑道端附近的平行滑行道旁边。后者则供飞机掉头用，当飞行区不设平行滑道时，应在跑道端部设掉头坪。(3)机场道面的使用要求①强度②平坦度③粗糙度④横坡⑤稳定性⑥洁净(4)旅客航站楼、机场停车场、机场维护区航站楼供旅客完成从地面到空中或从空中到地面转换交通方式之用。是机场的主要建筑。机场停车场：设在机场的航站楼附近，停放车辆很多且土地紧张时宜用多层车库。机场维护区：是飞机维修，供油设施、空中交通管制设施、安全保卫设施、救援和消防设施、行政办公区等设置的地方。上海浦东国际机场航站楼上海浦东国际机场航站楼10.3.3