港口水工建筑物 港航专业课

何谓实体式码头？何谓透空式码头？实体式码头与透空式码头在考虑设计荷载方面有何区别？重力式码头、板桩码头和具有前板桩的高桩码头，码头前沿有连续的挡土结构，故又称为实体式码头。

一般的高桩码头和墩式码头的下部不连续，为透空式码头。

实体式码头的基本设计荷载是水平土压力；由于土压力没有作用在建筑物上，所以透空式码头的设计荷载为使用荷载。

叙述两种极限状态，三种设计状况与作用组合之间的关系？（给出必要的公式） 两种极限状态：承载能力极限状态、正常使用极限状态三种设计状况：持久状况、短暂状况、偶然状况正常条件下，结构使用过程中的状况为持久状况，按承载能力极限状态的持久组合和正常使用极限状态的长期组合或短期组合分别进行设计。

)]([S 2111K 0∑=++=n i iK Qi Qi K Q Q G G d Q C Q C G C γϕγγγ短暂状况时应对承载能力极限状态的短暂组合进行设计，必要时可同时对正常使用极限状态的短暂状况设计。

∑=+=n i iKQi Qi K G G d Q C G C S 1γγ 偶然状况时应按承载能力极限状态的偶然组合进行设计。

如何确定码头的前沿地带、前方堆场和后方堆场？对于集装箱码头，如何选择这三个区域的堆货荷载值？前沿地带q1一般采用20kN/m2，前方堆场q2主要是根据国内各港的实际情况而定，构件设计时不考虑通道和货垛坡角的影响，q2较大，码头整体设计时，采用大面积的平均堆货荷载，q2较小。

后方堆场对码头结构设计一般影响很小，主要用于堆场地坪设计。

集装箱码头q1=30kPa ，q2=60kPa ，q3=30~40kPa船舶荷载分哪几种？都是如何定义的？有哪些区别？船舶荷载按其作用方式分为船舶系缆力、船舶挤靠力和船舶撞击力。

通过系船缆而作用在码头系船柱（或系船环）上的理成为系缆力。

船舶停靠码头时，由于风和水流的作用，使船舶直接作用在码头建筑物上的力称为挤靠力。

船舶靠岸或在波浪作用下撞击码头时产生的力称为撞击力。

如何计算船舶系缆力的大小？（给出必要的图示和计算公式）)sin cos cos sin (N βαβα∑∑+=y x F F n K N ，系缆力标准值 ∑x F 、∑y F ，分别为可能同时出现的风和水流对船舶作用产生的横向分力总和（kN ）与纵向分力总和（kN ） K ，系船柱不均匀系数，当实际受力的系船柱数目n ＝2时K ＝1.2，n>2时，K ＝1.3 n ＝计算船舶同时受力的系船柱数目。

αβ，系船缆的倾角，α为系船的水平投影与码头前沿线所成的夹角，β为系船缆与水平面的夹角，实际计算中，对海船码头取α＝30°、β＝15°；对河船码头取α＝30°、β＝0；系船柱不只在孤立墩柱上时，取α＝30°、β＝30°我国常用的重力式码头按墙身结构分为哪几种类型？各有什么特点？可分为：方块码头、沉箱码头、扶壁码头，大圆筒码头、格型钢板桩码头、干地施工的现浇混凝土和浆砌的码头 方块码头：耐久性好，基本不需要钢材，施工简单，水下工作量大，结构整体性和抗震性差，需石料大。

沉箱码头：水下工作量小，结构整体性好，抗震性好，施工快，耐久性较差，需要钢材多，需专门的设备和条件。

扶壁码头：优缺点介于方块码头和沉箱码头之间，混凝土和钢材的用量比钢筋混凝土沉箱码头少，施工较快，耐久性与沉箱码头相同，整体性较差。

大圆筒码头：结构简单，混凝土于钢材用量少，适应性差，可不作抛石基床，造价低，施工速度快。

格型钢板桩码头：施工筹备期短，施工速度快，占用场地小。

干地施工的现浇混凝土和浆砌的码头：就地取材，不需要钢材和大型复杂的设备，整体性好，造价低。

如何确定重力式码头的基础形式？试述抛石基床的形式和适用条件以及抛石基床设计应考虑的主要问题。

(1)确定方式：1、当基石承载力大。

一般不需要做基础2、非基石地基，分两种情况a、地基承载力足够时，设置100~200mm厚的钢筋混凝土，以保证墙身的施工质量b、地基承载力不足时应设基础，采用块石基床，钢筋混凝土基础或基桩等3、采用水下施工预测安装结构时应设抛石基床。

(2)抛石基床的基床形式有暗基床，明基床和混合基床三种形式。

暗基床适用于原地面水深小于码头设计水深的情况。

明基床适用于原地面水深大于码头水深且地基较好的情况。

但当水流流速较大时应避免采用明基床，或在基床上设防护措施。

混合基床适用于原地形水深大于码头设计水深且地基较差的情况，此时需将地基表层的软土全部挖除填以块石，软土层很厚时可部分挖除换砂。

(3)抛石基床的设计包括：选择基床形式、确定基床的厚度及宽度，确定基槽的底宽和边坡宽度，规定石块重量和质量要求，确定基床顶面的预留坡度和预留沉降量等。

如何确定胸墙的底部高程，顶宽，底宽和提高胸墙的耐久性？为了保证胸墙有良好的整体性和足够的刚度，胸墙高度越高越好。

但对于现浇或现砌的胸墙，底部高程不应低于施工水位。

施工水位根据胸墙的浇筑量或砌筑量，结构形式，施工能力和水文条件综合考虑后确定。

有潮港的胸墙施工水位一般取平均潮位，河港一般在枯水季节施工。

胸墙的顶宽由构造确定。

为适应船舶的撞击作用，顶宽一般不小于0.8m。

对于停靠小型内河船舶的码头，顶宽不小于0.5m。

胸墙底宽由抗滑和抗倾稳定性计算确定。

提高胸墙耐久性：适当增大钢筋混凝土构建厚度和钢筋的混凝土保护层厚度，对于受冰冻作用的码头，水位变动区的临水面还可考虑采用钢筋混凝土板镶面，花岗岩镶面或抗蚀性强，耐磨性高，抗冻性好的材料。

在设计中还要注意避免结构断面过于复杂，构件凹角处的构造措施不利，伸缩缝设置不当，混凝土表面排水不畅等情况。

抛石棱体和倒滤层的作用是什么？墙后抛石棱体有哪几种形式？设置抛石棱体和倒滤层是防止回填土流失。

抛石棱体通常采用三角形，梯形和锯齿形三种。

重力式码头的土压力，地面使用荷载，船舶荷载分别如何确定？试述地面使用荷载的布置形式及其相应的验算项目。

土压力：库伦理论，朗肯理论，索科洛夫斯基理论地面使用荷载：堆货荷载，门机荷载和铁路荷载船舶荷载：系缆力沿码头方向的分布长度，按沿墙高以45°角向下扩散的原则确定布置形式：1，作用在码头上的垂直力和水平力都最大，用于验算基床和地基的承载力及计算建筑物的沉降和验算整体滑动稳定性2，作用在码头上的水平力最大垂直力最小，用于验算建筑物的滑动和倾覆稳定性 3，作用在码头上的垂直力最大水平力最小，用于验算基底面后踵的应力重力式码头的一般计算项目有哪些？试说出对应采用的极限状态和效应组合，并说明为什么？1，对墙底面和墙身各水平缝及齿缝计算面前趾的抗倾稳定性，承载能力极限状态，持久组合 2，沿墙底面，墙身各水平缝和基床底面的抗滑稳定性，承载能力极限状态，持久组合 3，基床和地基承载力，承载能力极限状态，持久组合 4，整体稳定性，承载能力极限状态，持久组合 5，墙底面合力作用点位置，承载能力极限状态，持久组合 6，构件的承载力，承载能力极限状态，持久组合 7，码头施工期稳定性和构件承载力，承载能力极限状态，短暂效应组合 8，构件裂缝宽度，正常使用极限状态，准永久组合 9，地基沉降，正常使用极限状态，准永久组合方块码头，沉箱码头，扶壁码头，大直径圆筒码头分别有哪几种结构形式？各有什么优缺点？除重力式码头的一般计算外，尚应进行哪些特殊计算？方块码头按其墙身结构分实心方块、空心方块、异形方块实心方块码头的坚固耐久性最好，施工维修简便。

空心块体节省混凝土用量，分为有底板和无底板两种。

无底板空心块体码头与构件接触的基底局部压力大，且由于填料仅部分参加扛倾工作，扛倾能力小，故多用于小码头。

异形块体空腔内不填满块石，以减小作用在墙上的土压力，从而使码头结构轻，材料省和造价低。

计算除重力式码头基本计算，还包括卸荷板的稳定性和承载力验算，无底板空心方块码头的稳定性和构件计算。

沉箱码头按平面形式分为矩形和圆形圆形沉箱受力情况较好，一般按构造配筋，用钢筋少，箱内可不设内隔壁，既省混凝土又大大减轻沉箱重量，箱壁对水流阻力小。

缺点是模板复杂，一般适用于墩式栈桥码头。

矩形沉箱制作较简单，浮游稳定性好，施工经验成熟，适用于岸壁式码头，可分为对称式和非对称式。

对称式构造简单，便于预制浮运和安放，非对称式节省混凝土，但制作麻烦。

计算：除进行重力式码头基本计算，还包括沉箱的吃水，干舷高度，浮游稳定性，构件承载力和裂缝宽度。

扶壁码头按其施工方法可分为预制安装结构和现浇连续结构。

预制安装结构使用的混凝土和刚才用量比钢筋混凝土用量少但其结构整体性较差。

现浇连续结构的施工快捷简便但稳定性不好。

计算还需进行扶壁结构的计算。

大直径圆筒码头按基础形式分为基床式，浅埋式，深埋式基床式或浅埋式特点与重力式结构类似，深埋式的工作机理更复杂，但适用于软土地基，经济可行。

计算：要进行筒内填料压力，筒后回填土压力，筒前土抗力计算请画出带卸荷板的重力式码头前后主动土压力的分布图板砖码头有哪几种结构形式？适用条件分别是什么？可分为普通板砖墙、长短板砖结构、主桩板桩结构、主桩挡板（或套板）和地下墙式等形式普通板桩墙由断面和长度相同的板桩组成，其优点是板桩类型少，便于施工。

当地基土质较差时，为了保证岸壁的整体稳定性，需增大板桩的入土深度，为了降低造价，板桩可隔几根加长一根，构成长短板桩结合的形式。

为了充分发挥长板桩的作用，可将长板桩的断面加大，成为主桩，而将短板桩的断面减小，构成主桩板桩结合的结构形式。

当水平放置在主桩后面的挡板或插放在主桩之间的套板代替板桩挡土时，形成主桩挡板结构，其主桩受力很大，故适用于水深不太大的情况。

地下墙式板桩码头是一种干地施工的码头，，可用于大型深水码头，施工速度较快，不需大型、复杂的施工机械，造价较低。

板砖码头的錨锭结构有哪些形式，各有哪些优缺点？有錨锭墙（板）、錨锭桩、錨锭板桩和錨锭叉桩等形式。

錨锭墙结构简单，主要依靠其前面的被动土压力，不需打桩设备，但必须开挖基坑或基槽，增加了开挖工程并破坏了原土结构。

其缺点是其水平位移较大。

錨锭桩（板桩）的特点是直接沉入水中，填挖土方少，不破坏原状土，但需要打桩设备。

其水平位移也较大。

錨锭叉桩的特点是与板桩墙的距离可以很近，他的承载能力大，位移小，缺点是造价较高。

根据《板桩码头设计与施工规范》，如何计算板桩墙前和墙后的土压力？三个公式单锚板桩墙有哪几种工作状态？其土压力分布有什么特点？有四张图p89第一种工作状态：板桩入土不深，由于墙后主动土压力的作用，板桩产生弯曲变形，并围绕板桩上端支撑点转动。

此时板桩入土深度最小，板桩中只有一个方向的弯矩且数值最大，入土部分位移较大，所需板桩长度最短，但断面最大。

这种状态按地段自由计算。

第二种工作状态：其入土情况和受力情况介于第一种工作状态和第三种工作状态之间。