沉箱重力式码头结构加固改造设计初探
重力式码头中沉箱和圆筒结构的优化选择探讨
重力式码头中沉箱和圆筒结构的优化选择探讨1. 引言1.1 背景介绍重力式码头是一种常见的海洋工程结构，用于在港口和码头进行货物装卸。
沉箱和圆筒是重力式码头中常用的结构形式，它们在码头设计中起着重要作用。
沉箱是一种重力结构，通过在水中填充球ast、砾石等材料使其下沉到水底，起到固定和支撑的作用。
圆筒结构则是一种空心圆柱形的结构，通过其自身的重力使其稳定地立在水底。
在重力式码头的设计中，选择合适的沉箱或圆筒结构对于码头的稳定性和承载能力至关重要。
本文将重点探讨沉箱和圆筒结构在重力式码头中的优化选择，并对两种结构形式进行对比分析。
我们将分析影响优化选择的各种因素，为未来的重力式码头设计提供参考建议。
本文旨在提高重力式码头设计的效率和可靠性，为港口和码头工程提供更科学的设计方案。
通过对沉箱和圆筒结构的优化选择和比较分析，可以为码头工程的规划和设计提供更为准确和可靠的技术支持。
1.2 研究目的研究目的是为了探讨在重力式码头设计中沉箱和圆筒结构的优化选择问题。
通过对这两种结构的特点、优劣势以及应用场景进行深入分析和比较，旨在为工程师和设计师提供更科学、更合理的设计方案。
具体来说，本研究旨在探讨沉箱结构和圆筒结构在重力式码头设计中的优化选择标准，明确选择不同结构对码头工程性能和成本的影响，为设计者提供技术支持和指导。
通过深入研究和分析，进一步完善重力式码头建设标准，提高工程设计的准确性和效率。
最终目的是为优化重力式码头结构选择提供理论依据和实践指导，为工程建设质量和可持续发展做出贡献。
1.3 研究意义重力式码头是一种常见的海洋工程结构，其设计和优化对港口的运营效率和安全性具有重要意义。
研究重力式码头中沉箱和圆筒结构的优化选择，可以为设计者提供更科学的设计方案，提高工程质量，减少施工成本。
1. 提高结构的稳定性和耐久性：通过优化选择沉箱和圆筒结构，可以提高重力式码头的稳定性，增强其抗风浪和抗震能力，延长使用寿命。
重力式码头中沉箱和圆筒结构的优化选择探讨
重力式码头中沉箱和圆筒结构的优化选择探讨重力式码头是一种常见的港口工程结构，通常用于固定和支撑船舶停靠和装卸货物。
在码头结构中，沉箱和圆筒是常用的重力式码头结构形式。
它们具有承载能力强、抗风浪能力好、施工便利等优点，因此被广泛应用于各类港口工程中。
本文将对沉箱和圆筒结构进行对比，分析其优化选择，并探讨其在重力式码头工程中的应用。
一、沉箱结构的特点和优化选择1. 沉箱结构是一种以混凝土为主要材料，通过自重承担货物和船舶的荷载，同时利用水密性和浮力来保持平衡的重力式结构。
其主要特点包括承载能力强、施工方便、造价较低等优点。
2. 在设计和选择沉箱结构时，需要考虑水域环境、航道条件、港口用途等因素，以便确定沉箱的尺寸、数量和布置形式。
还需考虑港口水深、地质条件、波浪和风暴潮等因素，以保证结构的稳固性和安全性。
3. 优化选择沉箱结构时，需要考虑以下几个方面：首先是沉箱的尺寸和数量，根据船舶吨位、货物种类和港口用途确定沉箱的尺寸和数量；其次是沉箱的布置形式，根据水域环境、航道条件和地质条件等选择合适的布置形式，以保证结构的稳固性和安全性；最后是沉箱的制作和施工工艺，需要选择合适的混凝土配方、模板制作和浇筑工艺，以保证结构的质量和可靠性。
三、沉箱与圆筒结构的优劣比较1. 沉箱结构的优势在于承载能力强、施工方便、造价较低等优点，适用于不同水深和不同地质条件的港口工程；而圆筒结构的优势在于抗风浪能力强、结构稳定、使用寿命长等优点，适用于恶劣水域环境和高风险地质条件的港口工程。
2. 沉箱结构的劣势在于受限于施工工艺和水深条件，不适用于极深水域和恶劣地质条件的港口工程；而圆筒结构的劣势在于制作和安装工艺较为复杂，造价较高，不适用于低成本和短期工程的港口工程。
3. 在选择沉箱和圆筒结构时，需要综合考虑水域环境、航道条件、港口用途等因素，根据具体工程需求和经济条件，进行合理选择和优化设计，以便满足工程的安全性、可靠性和经济性要求。
重力式码头中沉箱和圆筒结构的优化选择探讨
重力式码头中沉箱和圆筒结构的优化选择探讨重力式码头是一种广泛应用于各种港口的码头结构，它的主要特点是通过大型重力式沉箱或者圆筒结构来实现码头的稳定性和承载能力。
在设计重力式码头时，沉箱和圆筒结构是两种选择，它们各自有着不同的特点和适用范围。
本文将探讨以什么条件和考虑为基础去优化选择沉箱或者圆筒结构。
首先，沉箱是沉入海床的大型箱状结构，可分为整箱式和分箱式两种。
整箱式沉箱较常见，特点是结构简单、施工方便、无需拼装、各部位紧密连接。
而分箱式沉箱则与整箱式沉箱相反，特点是由多个小型箱体组合而成，能适应各种场地限制。
沉箱的优点是结构稳定，能承受较大的横向力和重力荷载，并且其结构较为坚固牢固，具有较强的抗风、抗浪、抗冲刷能力。
沉箱还能够绝热、防水性能优良，不容易受到海水侵蚀和腐蚀。
当然，沉箱的缺点也很明显，如成本较高、施工难度大，而且重量较大，需要大型设备运输。
此外，如果海底地质条件不好，沉箱的建设需要很高的技术难度和资金投入。
其次，圆筒结构可以用钢筋、混凝土等材料制成，在码头的抗风、抗浪方面有很好的表现。
圆筒结构的优点是施工方便、成本较低、适用性广泛。
圆筒结构最大的优点是具有良好的自承式能力，可以不需要沉箱的辅助，直接打入海底即可实现固定。
此外，它的设计灵活，可以适应不同类型的码头和岸边斜率。
与沉箱相比，圆筒结构的制造成本较低，施工周期短，适应性强。
并且，圆筒结构的可维修性好，可以随时进行维护保养。
不过圆筒结构的缺点是自垂性较差，自行稳定能力较弱，需要辅助使用锚栓和锚链来增加抗横向风浪的能力。
综上所述，在选择沉箱还是圆筒结构时，应根据实际需要进行合理的选择。
当需要防风、防浪、防潮和抗弯扭时，应该选择沉箱，因为它的结构更为坚固。
而当需要节省成本、提高建设效率和适应性时，可以选择圆筒结构。
此外，现在更多码头建设中采用沉箱和圆筒结构的组合使用，两者相互补充，从而最大化利用各自的优势，在保障建设质量的同时降低成本和提高效率。
珠海港高栏港区某重力式码头升级改造结构方案探讨
珠海港高栏港区某重力式码头升级改造结构方案探讨[摘要]近年来，全国各大港口越来越多的通过老码头改造的途径来提高港口现有码头设施的适应性和通过能力，而改造升级实施过程中往往伴随有老码头及其配套设施的改造或者保护问题，本文通过对珠海港高栏港区某电厂卸煤码头升级改造工程中关于旧码头主体结构多种保护措施的比较分析与探讨，初步归纳与总结了目前国内类似工程问题处理的基本思路和主要方法，供业界人士参考、借鉴。
[关键词]升级改造；灌注排桩墙；钻孔灌浆；膜袋混凝土1.工程概况由于航运市场变化，电煤的海运运力紧张持续及煤轮大型化等原因，不时需要有超过煤码头靠泊能力的煤船靠泊作业。
根据生产用煤需要，珠海某发电厂已建的2个配套煤码头拟由5万吨级升级改造为7万吨级。
原有码头为5万吨级煤码头，码头前沿设计底标高为-13.45m（当地理论最低潮面，下同），码头面设计高程为+4.95m，采用重力式实心方块结构，方块上安装低位卸荷板，其上为现浇混凝土胸墙，码头后方回填棱体块石和开山石。
桥式抓斗卸煤机的前轨设置在码头胸墙上，距码头前沿线3m，后轨安装在由冲孔灌注桩支撑的轨道梁上。
码头前方设置550kn系船柱，靠船护舷为suc1250hro鼓型橡胶护舷。
码头结构断面参见附图1。
码头升级为7万吨级煤炭泊位后，为满足7万吨级散货船的安全靠离泊，码头前沿底标高需疏浚至-15.0m，比原码头前沿底标高低1.55m。
如不采取措施，势必会造成现有码头结构基础的破坏，如何既保证港池疏浚，又保证现有码头的安全是重点和难点。
2.改造方案设计原则（1）安全性原则：加固改造设计方案应能满足业主的使用要求并安全可靠。
（2）经济性原则：加固改造设计方案应经济合理。
应充分理解项目特点和业主需求，深入分析现有资料，尽量减少工程量、简化改造工序以节省投资。
（3）合理性原则：加固改造设计方案应充分考虑码头主体结构、装卸工艺和其它附属配套设施的现状，能满足码头基本不停产的要求，与有限的施工作业条件和目前的施工技术水平和设备能力相适应并合理可行。
重力式码头中沉箱和圆筒结构的优化选择探讨
重力式码头中沉箱和圆筒结构的优化选择探讨重力式码头是一种常用的码头结构形式，主要用于船舶的装卸作业。
在码头的设计和施工过程中，沉箱是其中一种常用的结构形式，而圆筒结构是一种新型的结构形式。
本文将探讨沉箱和圆筒结构在重力式码头中的优化选择。
沉箱是一种具有一定负荷的混凝土建筑结构，通常由钢筋混凝土桩、横梁和底面板组成。
沉箱的主要特点是承载能力强、稳定性好，并且抵抗渡槽的冲击力和振动力较强。
在重力式码头中，沉箱可以采用挖孔沉埋或者湿拖放沉地的施工方式，具有施工周期短、成本较低的优点。
而圆筒结构是一种新型的码头结构形式，它主要由圆形混凝土柱和底板组成。
圆筒结构具有与沉箱类似的承载能力和稳定性，同时还具备更好的抗冲击和振动性能。
圆筒结构的主要优点是施工便利、设计灵活，并且可以实现节约材料的效果。
对于特定的码头项目，选择沉箱或者圆筒结构需要综合考虑多个因素。
需要考虑的是码头的使用需求和装卸作业方式。
沉箱适用于一些需要经常进行装卸作业的码头，而圆筒结构适用于一些需要承载大型船舶的重载码头。
需要考虑的是码头的地质条件。
沉箱对地质条件要求较高，需要较好的地基承载能力和良好的土壤稳定性。
而圆筒结构对地质条件的要求相对较低，可以适用于一些地质条件较差的地区。
还需要考虑码头的施工周期和成本。
沉箱的施工周期较短，可以实现快速的施工进度，而圆筒结构的施工周期相对较长。
而从成本角度考虑，沉箱的施工成本较低，而圆筒结构的施工成本较高。
需要考虑的是码头的可持续发展和环保性能。
圆筒结构具有更好的环保性能，可以减少对环境的影响，并且可以重复使用和回收利用。
而沉箱在施工过程中产生的废弃物较多，对环境的影响较大。
沉箱和圆筒结构都是重力式码头中常用的结构形式，选择哪种结构形式需要根据具体的情况进行综合考虑。
需要考虑的因素包括码头的使用需求、地质条件、施工周期、成本以及可持续发展和环保性能等。
通过综合考虑这些因素，可以做出合适的优化选择，从而满足码头工程的需求。
福建重力式码头修复加固方案
福建重力式码头修复加固方案作者：彭大勇来源：《中国水运》2020年第10期摘要：本文通过对某重力式码头破坏后的加固修复，提出在软土地基上建设重力式码头应注意的问题，以便为类似工程设计提供参考借鉴。
关键词：重力式码头;加固修复;软土地基中图分类号：U655.4 文献标识码：A 文章编号：1006—7973（2020）10-0092-021工程概况该重力式码头工程位于福建省南部沿海，东山岛苏尖湾北侧水域。
该工程防波堤内侧建设直立式方块码头，泊位总长度290m，包含500吨泊位4个（见图1）。
建筑物安全等级为二级，设计使用年限为50年，该工程于2018年底完成施工。
2019年4月19日，该重力式方块码头局部突然发生严重的沉降和位移情况（见图2）。
经现场检测，该重力式码头结构出现了以下破坏情况：1）码头胸墙向海侧产生较大位移及竖向沉降;2）胸墙分段间存在错缝、移位;3）挡浪墙附近六角块发生塌陷、位移，块体间分离。
经研究，该重力式码头结构破坏的原因主要是由于施工完成期内，因土体未完成固结使地基承载力不足而导致失稳破坏。
该重力式码头在局部突然发生位移沉降后，随着地基软土固结过程继续产生竖向沉降。
截至2020年4月，破坏段内码头结构最大累计沉降量为1.05m（卸荷板后侧）、最大累计水平位移为0.77m（码头前沿，向港池侧），破坏段内挡浪墙最大累计沉降量为0.20m、最大累计水平位移为0.46m（向港池侧）。
为确保该重力式码头不再继续破坏，恢复码头使用功能，受业主方委托对该码头进行了原型加载试验，用以明确结构修复加固标准。
2020年4月至6月，通过码头原型加载试验论证该重力式结构稳定性。
试验条件如下：在试验区码头前侧以抛砂方式形成反压层，反压层顶面宽度17m，反压层顶面高程平均值约为-2.8m，码头顶面根据等效设计荷载值进行加载。
即卸荷板正上方加载40kPa、卸荷板后方至挡浪墙加载50kPa。
原型加载试验结果表明，在预设反压情况下，该重力式结构在等效设计荷载作用下结构稳定，码头结构累计竖向沉降最大值为28mm、码头结构累计水平位移最大值为48mm（向外海侧）、27mm（向港池侧）。
探讨重力式结构码头施工技术以及问题
探讨重力式结构码头施工技术以及问题摘要：重力式码头能承受较大的地面荷载和船舶荷载，是我国港口工程中使用较多的一种码头结构形式。
我们在码头的施工建设中，往往会出现基槽回淤、抛填棱体顶面高程偏低、码头主体位移、沉降变形、轨道位移、沉降变形等一系列的问题，对这些问题的控制和解决对于码头的建设质量是十分重要的。
关键词：重力式码头；施工技术；问题abstract: gravity wharf can bear the load and the load is large, is a form of structured terminal use more port engineering in china. we in the wharf construction, often appear groove back silting, rock mound top elevation is low, the main body of the dock displacement, settlement, rail displacement, settlement deformation etc., to control and solve these problems for the construction of the dock quality is very important.keywords: gravity wharf；construction technology；problems 中图分类号：th221文献标识码：a 文章编号：2095-2104（2012）前言重力式码头工程项目是一个十分复杂的大型工程，需要花费大量的人力和物力，因此在工程项目的施工组织设计、施工技术要点等应该严格把关，确保码头及相关的配套设施建设工程的质量。
一、施工中常见的问题重力式结构码头施工重要内容包括基槽炸礁、清碴、抛石、夯实、整平、沉箱预制、拖运、安装、箱内填石、沉箱间倒滤井、棱体、倒滤层抛填、胸墙砼浇筑、轨道梁砼浇筑、码头附属设施安装等。
探讨重力式沉箱码头施工
探讨重力式沉箱码头施工大型重力式沉箱码头施工过程中很容易引发一些施工质量问题，一旦问题出现，施工技术人员必须严肃认真对待，并且在此前提下采取有效措施积极进行工程抢救，不能把问题置之不理。
为了能够进一步提高大型重力式沉箱码头的施工质量，施工技术人员必须从实际出发，每一个施工的基础步骤都不容忽视，严把施工质量关，唯有这样方能在整个工程中获得最大的收益及经济收益。
标签重力式码头；施工过程；问题；质量控制1.引言重力式码头是一种很特殊的码头类别，重力式码头在性能上不仅可以防冻防冰，还可以承受较大的荷载。
重力式码头的硬度很大，多年也不会龟裂，它能灵活适应集中荷载、超载以及装卸技术的各种变化，并且最重要的一点是，重力式码头施工技术较为简单便捷，施工成本低。
重力式码头当中使用率最高的结构形式当属沉箱，而在各类沉箱当中最常用的就是小型沉箱。
常用的小型沉箱一般在预制场进行预制，然后通过起重船吊运安装。
相对来说，预制沉箱的总质量以及沉箱的安装正位相对简单，对于施工人员来说解决这些问题是没有难度的。
可是，对于体积质量较大的沉箱来说，它们往往是在半潜驳上进行预制，而且这过程中的预制质量和安装正位是很难被解决的。
2.大型重力式沉箱码头施工过程的质量问题最近几年，随着水运市场的覆盖面越来越大，水运市场的施工船舶也正向大型化跨步发展，我国的大型重力式沉箱码头的建设施工也不断飞速发展，并且越来越趋向大型化以及深水化。
在这一转变过程中，人们对大型重力式沉箱码头的建设过程也相应提出了更高的要求，即施工时间必须足够短。
可是这样一来，不少施工质量问题也相应地出现，其中最为突出的质量问题以及它们所特有的特征如下所示：（1）沉箱的分层浇筑接缝地方缓慢渗水，导致沉箱的抗腐蚀性下降，极易被腐蚀物质所腐蚀，从而进一步降低了沉箱出运浮游的稳定性。
（2）基槽开挖施工完成后，由于回淤速度过快且无法得到有效控制，导致回淤的沉积物厚度过大，不符合相关的施工规范标准。
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沉箱重力式码头结构加固改造设计初探
摘要：沉箱重力式码头是我国沿海港口中比较典型的码头结构形式之一，本文
以某工程码头结构加固改造工程为例，初步探讨该类型码头进行结构加固改造的
设计要点，并尝试提出对类似工程结构进行加固改造的注意事项。
关键词：重力式码头；加固改造
1工程背景
某码头原设计为2个5万t级集装箱泊位，先后于2000年和2006年竣工投产，岸线总长度640m，与相邻泊位一同沿规划前沿线顺岸布置。
根据交通运输
部关于加强码头结构加固改造工作的部署，以及港建设成为区域航运中心引致航
运企业在相关航线上投入更大船型的形势，运营单位进一步提出了使该码头能够
满足12万t级和15万t级集装箱船舶作业的设计要求。
现有码头结构型式为带卸荷板重力式沉箱结构，顶高程7.5m（本文高程均以当地理论最低潮面为基准），前沿底高程-13.3m，下部为10～100kg抛石基床，
基床坐落在强风化岩上。
抛石基床上安放预制钢筋混凝土沉箱，沉箱底宽8.5m，箱内下部抛填中砂，上部填10～60kg块石。
沉箱上部为预制钢筋混凝土卸荷板。
沉箱后设有10～100kg抛石棱体，棱体后依次设置二片石垫层和混合碎石倒滤层。
码头上部为现浇钢筋混凝土胸墙，胸墙上安装1000kN系船柱、SUC1000HRS两鼓
一板橡胶护舷。
集装箱装卸桥前后轨道距离为30m，海侧轨道梁设在胸墙上，距
码头前沿线3.0m，陆侧轨道梁下设有灌注桩基础。
2 沉箱重力式码头结构加固改造特点
沉箱重力式码头由于结构基础应力首先直接传给上部地基，对上部地基和其
下卧层都有较高的承载力要求。
一般而言，墙身下需设抛石基床，基床厚度根据
地基承载力要求确定。
沉箱重力式码头结构加固改造一般均涉及码头前沿浚深，抛石基床常对码头
前沿浚深形成制约条件，必须认真对待，一旦处理不好，将会造成严重后果。
3总平面布置
按照现行行业标准的要求，12万t级和15万t级集装箱船舶所需码头泊位
长度为427m，该码头2泊位岸线总长度640m，前沿线一致，水深条件相同，可
以互相借用岸线，因此长度可满足靠泊一艘12万t级或15万t级集装箱船舶。
现行行业标准中对设计船型主尺度有明确规定，考虑该港为集装箱中转港口，根据航线调查和到港实船统计，靠泊该码头的集装箱船舶均不可能达到满载状态，结合船型预测其运营吃水不超过14.0m。
本次码头结构加固改造按照船舶运营吃
水14.0m考虑，经核算，码头前沿底高程需由-13.3m浚深至-14.3m。
现有码头前
沿停泊水。
4.1方案一
在现有码头前方打设大直径钢筋混凝土钻孔灌注桩，桩基上设置承台与现有
码头胸墙衔接，上面重新布置永久性的前轨道梁及配套预埋件，以及按15万t级以上集装箱船的靠泊需要设置系船柱和橡胶护舷舷等码头附属设施，相应前移后
轨道梁，并对前沿水域进行疏浚。
此方案是高桩码头结构和重力式结构的结合，
最显著的特点是将码头前沿线前移。
通过对前沿水域疏浚，码头前沿水深随之增加，而且由于新增承台的宽度可以调整，前沿水运疏浚几乎不触及现有重力式结构，整体安全性较好，水深调整幅度较大。
4.2方案二
在现有码头后方打设1～2排钢筋混凝土钻孔灌注桩，在灌注桩上紧挨原码
头卸荷板浇筑混凝土墩台，使之成为卸荷板的延伸部分，对沉箱后方土压力起到
减载作用，降低其对于现有码头结构的影响，并与沉箱一起承担上部荷载。
码头
前沿浚深至-14.3m时将部分挖除现有抛石基床前肩和边坡。
为了保证码头前沿浚
深后抛石基床的密实性和稳定性，拟在沉箱前趾下局部用C25不离析混凝土压浆
以提高其整体性，同时控制基床开挖顶边线距沉箱前趾不得小于2m。
根据上述限制条件对码头前沿浚深后，满足水深-14.3m处距码头前沿线的最
小距离为4.2m左右，因此还必须采用相应的靠船结构来弥补靠泊点与胸墙间的
距离。
但大型漂浮型护舷、钢浮箱等靠船结构或设施的额外宽度又势必会影响装
卸设施的作业范围和效率，故该方案实施后需要不断在以下两种状态下切换：一
是超过原码头设计船型的集装箱船舶到港时为保证靠离泊安全而临时布放大型靠
船结构或设施；二是原码头设计船型以内的集装箱船舶到港时，需要快速移除和
存放大型靠船结构或设施，使用现有码头靠船设施作业，以提高作业效率。
4.3方案三
在现有码头卸荷板结构上方和胸墙后方开挖抛石棱体，对卸荷板和胸墙凿毛
清洗后植筋，并浇筑混凝土块体，将胸墙、卸荷板与新浇筑钢筋混凝土块体形成
整体结构，利用该结构的重量使码头整体结构重心后移；并对沉箱后方土压力起
到减载作用，降低其对于现有码头结构的影响，使码头主体结构抗倾稳定性有所
提高，沉箱前趾应力有所减小。
靠船设施和码头前沿水域疏浚方面的改造内容与
方案二基本相同。
5改造方案比较
5.1主要计算结果
码头主体结构加固改造前后，按照现行行业标准进行计算，对比结果如表1。
对比计算结果，码头结构加固改造方案二和方案三的效果最好，尤其是反映
在基床应力一项上，改造后的码头主体结构重心后移，沉箱底部受力均匀，基床
应力值较小。
5.2优劣对比
对于上述三种加固改造方案进行了相关性分析，各方案优缺点对比如表2。
6结论
以上三个码头结构加固改造方案都是可行的，但对于依托工程，方案二和方
案三是较适合的改造方案，由于原码头沉箱底板配筋的限制，只能采用地基反力
较小的改造方案二。
结语
通过该项目的设计过程，对于此类码头结构加固设计需要关注以下几点：1）设计人员需重点参与现场调查和结构的检测，对于原有结构的基本情况必须进行
彻底了解。
2）对于码头原有结构计算不仅要采用原始结论，还要按现行规范进
行复核。
3）加固改造中可能需要应用多种结构型式和加固措施，设计人员需充
分了解并核算各方面的参数，最终实现使用性、安全性和耐久性的技术要求。
4）加固改造工程的设计应特别注意技术可靠性、施工可能性与经济合理性之间的平衡。
参考文献
[1]李春良，倪晓雯.某码头工程结构检测分析及加固建议[J].建筑技术，2015，46(S2):368-370.
[2]刘少銮.重力式码头岸桥后轨道基础结构方案及使用效果探讨[J].珠江水运，2015，(11):17-19.。