土木工程概论 第7章 港口工程(2016)

挖入式
Y形挖入式航道
平行挖入式航道
港口工程建设
老港口增加人工港岛
填筑式的布置，如果港口岸线 已充分利用，泊位长度已无法延伸， 但仍未能满足增加泊位数的要求时 可采用。
港口工程建设
4、港口分类
商港 海港 军港 按用途分 渔港 工业港 避风港 河港 湖港
按所在位置分
天然港
按成因分 人工港
港口工程建设 5、 港口水工建筑物
港口工程建设
直接护岸建筑：斜面式护坡、直立式护岸墙、混合式
护岸墙断面图
港口工程建设
间接护岸建筑 潜堤：利用潜堤促淤就是将潜堤布置在波浪的破碎水深以内而临近 于破碎水深之处，大致与岸线平行，堤顶高程应在平均水位以下，并将 堤的顶面作成斜坡状，这样可以减小波浪对堤的冲击和波浪反射，而越 过堤顶的水量较多。
港口工程建设
港口工程规范要求： （1）对水位差8m以下的货运的货运码头，宜建直立式； （2）对水位差8～17m的杂货码头，主要采用直立式，对散货码头主要 采用斜坡式； （3）对水位差17m以上，以建斜坡式为主，也可因地制宜建一些其它形 式。
港口工程建设
（4）按地理位置分类 海港，河港，水库港，河口港等。 （5）按结构型式分类 实体式（重力式，板桩式），透空式，混合式。
系船设施、防冲设施、工艺设施、安全设施、路面等
（1）上部结构的作用：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、将下部结构的构件连成整体、设置码头设施，如防冲设施、 系船设施等。 （2）下部结构的作用：支承上部结构，形成直立岸壁、将作用在上部结构和
本身上的荷载传给地基。
（3）码头设备：用于船舶的系靠和装卸作业等。
（5）必须注意环境保护、防治污染。港口建设应与环境保护同步规划、 同步实施、同步发展。 （6）港口建设必须认真贯彻节能方针，推广先进节能技术、节约能源 合理利用能源，降低能耗。 （7）港口水工建筑物的等级主要根据港口政治、经济、国防等方面的
重要性和建筑物在港口中的作用，划分为三级。
港口工程建设
2、港口工程建设一般分为规划、设计、施工三个阶段。 港口工程建设通常需要做好以下几个方面的工作： （1）客货运量的调查和预测； （2）港址选择； （3）船型及其运输组织形式的确定； （4）岸线使用的分配； （5）装卸工艺的确定； （6）泊位数和库场面积等的确定； （7）高程设计； （8）工程项目的总体布置； （9）推荐科学的管理机构和合理的人员编制； （10）施工方案的确定。
③适用范围 适用于水深不大（<10～12m），当地基料价格便宜或地基较软的情况 。
港口工程建设
港口工程建设
（2）直立式
一般有重力式和桩式两类，其中重力式常用，其功
能和结构与重力式码头基本相同 。 ①优点：与斜坡式相比，材料用量少；不需要经
常维修；堤内侧可兼作码头，适用方便。
②缺点：波浪反射大，消浪效果差，可能影响港 内水域平静；堤前水深或基肩上水深小于波浪的破碎水
港口工程建设
（4）特殊形式的防波堤 理论和试验研究表明，波浪能量大部分集中在水体表面，在表层2～3倍 波高范围内集中在水体表面，在表面2～3倍波高范围内集中90％～98％的能 量，因此产生了适应波能这一特殊形式的防波堤。 ①透空防波堤 优点：比较经济，施工也容易。 缺点：不能阻止泥沙进入，不能减少水流对港内 水域的干扰。
港口工程建设
③喷气式，喷水式防波堤 原理：使波长变短，波陡变大，直到波浪破碎，消耗波能。
优点：施工简单，基建投资少，安装，拆迁方便。
缺点：动力消耗大，运输费用高。 适用条件：围堰施工，打捞沉船及临时的装卸作业。
港口工程建设 防波堤的类型
直立式
混合式
斜坡式
透空式
喷气 消波 设备
浮式
喷水 消波 设备
码头上的荷载经桩基传给地基。 优点：波浪反射小，泊稳缺点：对地面超载、工艺变化
的适应能力差，水平承载能力
低，耐久性差，须设叉桩（大 直径管柱例外）。 适用条件：软土地基。
港口工程建设
码头的组成部分
结构型式 重力式 组成部分 上部结构 主 体 结 构 下部结构 基础 其它 码头设备 胸墙 墙身 抛石基床 墙后回填料 拉杆、锚碇结构 挡土结构 帽梁或胸墙 板桩墙 承台或梁板及靠船构件 桩 板桩式 高桩式
规划和交通运输系统发展相适应。 （2）港口建设应统一规划、远近结合、合理布置，重视老港技术改造， 充分发挥现有港口的作用。 （3）港口建设应贯彻节约用地方针，少占或不占良田。 （4）港口建设应因地制宜、就地取材，并应积极慎重地采用符合我国 国情的新技术、新结构、新工艺、新材料、新设备。
港口工程建设
陆域：供旅客上下船、货物装卸、货物堆存和转载之用，要 求有适当的高程、岸线长度和纵深。岸边建有码头，岸上设港口仓 库、堆场、港区铁路和道路，并配有装卸和运输机械，以及其它各 种辅助设施和生活设施。
港口工程建设
2、港口的特征参数
港口深度：表明港口条件和可供船舶使用的基本界限。增大水深可接
纳吃水更大的船舶，但将增加挖泥量，增加港口水工建筑物的造价和维护费
港内水域包括港内航道 、转头水域、港内锚地和码头前水域或港池。
港口工程建设
注：在内河港口，为便于控制，船舶逆流靠离 岸。当船舶从上游驶向顺岸码头时，先调头， 再靠岸；当船舶离开码头驶往下游时，要逆流 离岸，然后再调头行驶。为此，要求顺岸码头 前水域有足够宽度。
河港中船舶靠离码头的方法 内河港口
港口工程建设
优点：耐久性好（相对），结构简单，材料 用量少，便于预制，可以先打桩，后开挖港 池。 缺点：波浪反射严重，泊稳条件差，对钢板 桩需采取防锈措施，增加费用，对开挖超深 反应敏感（应预留0.5m）。
适用条件：能打板桩的地基，万吨级以下的 泊位，适用于有掩护的海港。
港口工程建设
高桩码头（透空式）
工作原理：通过桩台将作用在
港口工程建设
1、港口组成 港口由水域和陆域两大部分组成。 水域：供船舶航行、运转、锚泊和停泊装卸之用，要求有适 当的深度和面积，水流平缓，水面稳静。 港口水域可分为港外水域和港内水域，通常包括进港航道、 锚泊地和港池。
港口工程建设
港外水域主要是指进出港航道和港外锚地。其中港外锚地是供进出港船舶 抛锚停泊使用的，在这里船舶接受边防检查、卫生检疫等手续；内河港口在这 里进行大型船队的编队、解队之用。
用。在保证船舶行驶和停泊安全的前提下，港口各处水深可根据使用要求分 别确定，不必完全一致。现代港口供大型干货海轮停靠的码头水深10～15米
，大型油轮码头10～20米。
码头泊位数：装卸货物和上下旅客泊位以及辅助船舶和修船码头泊位。 码头线长度：根据可能同时停靠码头的船长和船舶间的安全间距确定[
泊位数×每个泊位长度＋(n-1)安全间距]。
港口工程建设
丁坝：自岸边向外伸出，对斜向朝着岸坡行进的波浪和与岸平行的 沿岸流都具有阻碍作用，同时也阻碍了泥沙的沿岸运动，使泥沙落淤在 丁坝之间，使滩地增高，原有岸地就更为稳固。
港口工程建设 港口工程建设
1、港口建设中要执行如下基本准则：
（1）港口建设必须符合国民经济发展的需要，应当与经济布局、城市
港口工程建设
重力式
工作原理：是依靠结构本身及其上面填料的 重量来维持稳定。
优点：耐久性好，能抵抗大船、漂浮物的撞 击，对超载、工艺变化适应能力最强。 缺点：波浪反射严重，泊稳条件差，地基应 力大，一般须作抛石基床。 适用条件：地质条件较好的地基。
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板桩式 工作原理：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稳定。
适用条件：水深较大，波浪小，无防砂要求的水
库港，湖泊港等。
港口工程建设
②浮式防波堤 由有一定吃水的浮涵或浮排和锚系组成。 优点 ：不受水深，地质条件限制；易拆除，易 修建，较经济。 缺点：锚链设备复杂，可靠性差，易走锚，不 能阻止泥沙进入港内，不能减少水流对港内水域的 影响。 适用条件：波陡大，水位变幅大的渔港或作临 时防护。
港口工程建设
营口港滚装码头护 岸工程
1996年竣工的珠海电厂5 万t码头防波堤，堤长 1,400m为抛石斜波堤四 脚空心块护面结构。
港口工程建设
护岸建筑
护岸方法
一类是直接护岸，即利用护坡和护岸 墙等加固天然岸边，抵抗侵蚀。 一类是间接护岸，即利用在沿岸建筑 的丁坝或潜堤，促使岸滩前发生淤积，以 形成稳定的新岸坡。
港口工程建设
按断面结构分类：斜坡式、直立式、混合式 及其他特殊形式。 （1）斜坡式：由堤心石，护面，护底组成。
①优点 ａ、消浪功能好，波浪大部分不反射； ｂ、对地基承载要求不高，损坏后易修复； ｃ、施工容易，一般不需大型起重设备，便 于就地取材。
②缺点：护面块石易被波浪冲走，需经常维修，增加后期费用；堤两侧不能 直接作系靠船舶的码头之用。
突堤式码头：与岸线正交或斜交，有窄突堤和宽突堤。
港口工程建设
墩式码头：常用于外海开敞式码头。
岛式码头：不设引桥的墩式码头。
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（3）按断面形式分类 ①直立式：多用于水位变幅不大的港口，如海岸港、 河口港。 ②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。 ③半斜坡式：适用于枯水期较长而洪水期较短的山区 河港。 ④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。
港口水工建筑物是港口的重要组成部分，一般包括：
码头
防波堤 护岸
船台滑道
船坞等
港口工程建设
码头：供船舶系靠、装卸货物 或上下旅客的建筑物的总称。
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码头的分类 （1）按用途分类： 货运码头；客运码头；工作船用码头；渔码头；军用码头等。
港口工程建设
（2）按平面布置分类： 顺岸式码头：与岸线平行。
港口陆域高程：根据设计高水位加超高值确定，要求在高水位时不淹没 港区。