中国海洋大学复习资料-港口航道与海岸工程-港口水工建筑物II重点

1*高桩码头结构型式及特点，及其适用范围高涨码头的结构形式可按状态宽度和挡土结构以及上部结构分类按平面布置（桩台宽度和接岸结构）可分为满堂式和引桥式满堂式码头分为窄桩台和宽桩台。

前者设有较高的挡土结构，后者无当土结构或设有较矮的挡土墙。

①窄桩台码头：有较高的挡土结构，码头岸坡主要靠挡土结构来维持稳定，相对码头宽度较窄。

在地基较好，土方回填较小或回填料较便宜的地区，采用此法比较经济②宽桩台码头：在软弱地基上修建满堂式码头时，采用岸坡自然稳定的码头形式为宜，他岸回填土方量少，对岸坡稳定有利。

设计通常用纵向变形缝将宽桩台划分为前桩台和后桩台按上部结构①梁板式码头：各个构件受理明确合理，由于能采用预应力结构，提高了构建的抗裂性能，横向排架间距大，桩的承载力能充分发挥，比较节省材料，此外装配程度高，结构高度比桁架小，是施工迅速，造价较低，一般适用与水位差不大，荷载较大，且较复杂的大型码头②桁架式码头：码头整体性好，刚度大，由于上部结构高度大，当水位差较大时采用两层或多层系览，但施工麻烦，材料用量多，造价较高，目前在水位差较大需多层系览的内河港口有应用③无板梁式：结构简单，施工造价低，面板为双向受力构件，采用双预应力有困难，面板位置高，使靠船构件悬臂长度增大，给靠船构件设计带来困难，庄的自由高度大，对结构的整体刚度和桩的耐久性不利，因此仅适用于水位差不大，集中荷载较小的中小型码头。

④承台式：一般采用混凝土或钢混结构，结构刚度大，整体性好，但自重大需桩多，承台现浇工作量大，目前很少使用2*桩基布置原则：①充分发挥桩基承载力，且使同一桩台下的各桩受力尽量均匀，使码头的沉降和不均匀沉降最小②应使整个码头工程的建设比较经济③应考虑桩基施工的可能性与方便性构造要求：①横向排架：桩距一般采用3－5 米，对于摩擦桩。

桩与桩间的中距应尽量不小于桩经（或桩宽）的六倍以减小群桩效应。

斜桩的倾斜度一般不超过3：1.组成叉桩的两根桩在桩顶处的净距不小于30cm②纵向布置：对于小方庄，前桩台的横向排架间距一般为6－7m，对于大管桩，前桩台的横向排架间距可达8－12m，后桩台相应的排架间距约为3－5m，沿整个码头长度，排架间距应尽量一致③平面布置：注意斜桩倾斜方向，斜桩在设计时应在平面内扭转一个小角度，考虑到打桩偏差，两根叉桩交叉时的净距不小于50cm横向排架桩基布置：纵梁下布置。

门机梁下布置。

前方轨道梁下布桩，后梁布两根斜桩。

门机下无铁路，双直桩和叉桩中间设直桩；门机下有双线铁路，布置两根直桩。

不设门机和铁路，桩等间距布置，窄突堤码头，中间布置叉桩，门机梁下布置版叉桩。

桩基纵向布置：取决于横向排架的间距。

，当码头纵向刚度较差时，在码头两端排架上设纵向半叉桩。

风暴于船柱和船面装码头中试车系船柱在纵向上可能受到较大的力，也宜在系船柱块体下设纵向叉桩。

此外无掩护码头沿主要波浪作用方向或沿强度方向或沿强潮流作用方向设置叉桩或斜桩。

3 *吊装应力、沉桩应力一般情况下，混凝土构建按使用期产生的内力进行强度配筋和抗裂验算。

对于预制安装构件，尚应按短暂状况对施工期的受力情况进行强度和抗裂盐酸。

但对有些构件（如预制的打入桩），施工应力在设计中起控制作用，需按施工期产生的内力进行强度配筋和抗裂验算。

吊桩应力：钢筋混凝土预制桩和预应力混凝土桩从出槽到沉桩过程中，桩身会产生较大的拉应力。

尤其在桩的吊立过程中（桩由水平变为垂直吊入打桩设备龙口），由于自重、水浮力的作用，桩身可能产生最大的拉应力。

桩的强度和抗裂度往往受此控制。

影响因素：吊点位置、下吊索的长度S 、桩轴和水平面的夹角 调运方式：2点吊、4点吊、6点吊（新技术）沉桩应力：无论是锤击沉桩还是震动沉桩，沉桩时桩身各部分产生沉桩拉应力和沉桩压应力，由由此可能引起桩身的横向裂缝、纵向裂缝和桩头损坏。

主要影响因素：桩锤、桩垫、桩长、土质次要影响：桩的预制质量不均匀、桩进入嵌固位置后强力矫正使桩在受弯或受扭状态下进行锤击→非锤击应力、过大的锤击应力 桩头是直接承受桩锤打击的部位，该处产生的压应力往往最大，引起桩顶的破坏。

4 *高桩码头计算内容应考虑持久状况、短暂状况、偶然状况三种设计状况，并按不同的极限状态和效应组合计算和验算。

按承载能力极限状态设计的有下列情况：①结构的整体稳定、岸坡稳定、挡土结构抗倾、抗滑移等②构件的强度③桩、柱的压屈稳定④桩的承载力等。

按正常使用极限状态设计的有下列情况：①混凝土构件抗裂、限裂②梁的挠度（装卸机械有控制变形的要求时）③柔性靠船桩水平变位④装卸机械作业引起结构震动等。

5 *“m ”法计算桩的受弯计算长度《港口工程桩基规范》排架计算中桩的受弯计算长度=桩的自由长度+桩在土中的嵌固点深度：t=ηT,T=(E p I p /mb 0)-5t ：在“m ”法基础之上给出的线性长桩的受弯假定嵌固点深度； η：反映桩顶与桩台嵌固程度和桩的自由长度大小的系数，η=1.8-2.2；T ：桩的相对刚度系数；E p 、I p ：材料的弹性模量和桩截面的惯性矩；b 0考虑桩周土空间受力的换算宽度，取2倍的桩受力面桩宽（或桩径）；m ：按“m ”法计算时土的水平地基系数随深度增长的比例系数。

该数值为基坑开挖面以下2(d+1)m 范围内各土层的综合值。

可按《建筑桩基技术规范》确定。

“m ”法的基本原理：在计算桩的水平抗力的时候，一般采用线弹性地基反力法（基床系数法），即假设桩侧土为Winkler 离散线性弹簧，不考虑桩土之间的黏着力和摩阻力，假定土的抗拉强度为零，即弹簧只受压而不受拉，可以得出任一深度桩侧土反力与该点的水平位移成正比。

即：p=k(z)*y*b 0其中，y 为桩的水平位移，b 0为桩的计算宽度，k(z)为桩的水平变形系数。

k(z)的确定方法有四种，其中最著名的和应用最广的就是m法，即：k(z)=m*z，就是说，k(z)随深度线性增加，m为土的水平抗力系数的比例系数6*开敞式码头发展背景、特点、组成、分类发展背景：工业和经济全球化的飞速发展要求港口向深水发展，但由于深水中防波堤建设成本高，耗资大，施工难，工期长，所以需要在无防波堤的状态下建港，即开敝式码头。

它要求货物装卸效率高，泊稳要求低。

好在大型船舶抵抗风浪的能力强，而这些货物通常采用高效率的专业化装卸机械，装卸作业对船舶泊稳要求低，使开敝式码头建造有了条件。

发展前景：开敞式码头的建设在我国是从20 世纪70 年代初开始，最早是在秦皇岛油码头一期工程采用的。

此后相继建成了一系列开敞式码头，其中多数为油码头、矿石码头和煤码头，也有集装箱码头。

特点：①码头前沿水深、波浪大，要求码头面高程高，使码头顶面不被波浪淹没和满足上部结构受力的限制；②系泊船舶在波浪作用下对码头的撞击力往往是码头的主要水平荷载，码头结构承受较大的波浪和海流共同作用的动力荷载，需配备大拉力的系缆结构和吸能好的大型护舷；③为适应恶劣的施工条件、荷载的动力性质和使用要求，宜选用装配程度高、弹性好和波浪反射较轻的结构。

组成：主要由装皮带者或管线的引桥与码头组成。

油码头有时不需要引桥而直接把管线铺设在水底分类：固定式①②③、浮动式④⑤7*开敞式码头5种布置形式（各形式特点能记则记）决定开场式码头形式的主要因素：货种、距岸的距离布置形式：①带引桥（或引堤）的栈桥式；②带引桥（或引堤）的孤立敦式；③岛式（码头为墩式，由海底油管与岸联系）；④单点系泊式；⑤多点系泊式。

适用条件：进出口煤炭、矿石码头和集装箱码头，由于货物采用皮带机输送、装卸船或采用集装箱装卸桥进行装卸。

码头上设置移动装船机和集装箱装卸桥时采用整片式栈桥码头；设置固定式装卸船机时可采用墩式码头；油码头由于原油通常用油管输送和用加油臂装船或用油泵卸船，其码头形式可以更为简单。

当码头距岸较近时，可以采用引桥（或引堤）和墩式码头组成；当深水区距岸较远时，也可以不要引桥（或引堤），而把油管敷设在海底，其码头可以采用单点或多点系泊式，也可以采用固定的墩式码头，后者也称为岛式码头。

固定式码头在平面上可采用一字形和蝶形两种布置形式；结构上可采用下列两种主要结构形式：①重力墩式，通常采用沉箱墩式或座床圆筒墩；②桩基式，通常采用高桩墩或高桩板梁形式。

8*高桩栈桥式码头的特点高桩栈桥与梁板式高装码头基本相同，其特点为：①因为开敞式码头所受的水平荷载大，故需设置较多的叉桩，其中纵向叉桩的设置应通过计算波浪、海流及装卸船设备制动力的作用确定②为了避免码头受波浪力作用，一般将码头面高程提高到波浪作用不到的高度，形成较高的上部结构③由于采用高效率的装卸机械，装卸机械荷载大，堆货荷载较小④不仅要求有良好的横向刚度，还要求有较好的纵向刚度，故结构上往往要在相邻排架之间加设水平剪力撑。

9*斜坡式码头的定义、优缺点、分类定义：斜坡式码头是以岸坡上建造的固定斜坡道结构构作为载体，供货物装卸运输、旅客或车辆上下的码头。

优点：结构简单，施工快，造价低，对水位变化适应性强。

适用于大水位差河港及水库港，是河流上游采用的主要码头结构形式。

缺点：趸船需随水位变化经常移泊，移泊作业麻烦。

此外，它的装卸机械设在趸船上，作业受风浪影响，又多了一个斜坡运输环节，吞吐能力有限。

·按上下坡运输作业的方式分为：缆车码头、皮带机码头、汽车下河码头·斜坡道是斜码头的主要部分之一，按斜坡道结构可分为：实体斜坡道是利用天然岸坡加以修整填筑，再用人工护面而成。

它施工简单，造价低。

当天然岸坡起伏不大，坡脚处水深足够的，应优先考虑采用实体斜坡道。

架空斜坡道的结构复杂，造价一般比实体斜坡道高，并且桥面又被漂浮物碰损的危险。

但透水性好，对沿岸水流影响小，因此，除流水地区外，在河岸较陡，而河滩平缓的凹形岸坡，或者是在修实体斜坡可能造成港区回淤的地区，修建架空斜坡式适宜的。

10*浮码头的定义、优缺点、分类、组成、设计要求·定义：浮码头是以趸船或浮式起重机与引桥为载体，供货物装卸运输、旅客和车辆上下的码头。

·优点：①码头面随水位变化而升降，码头面与水面高差基本为定值，有利于船与码头间的作业，常用作客码头和渔码头；②对内河油码头，因用管道运输，引桥坡度不受限制，又可建简易固定式引桥，使趸船前沿获得足够水深，以停靠较大的油轮，因此常采用浮码头；③机动性高，可以搬迁，适用于不稳定河段·缺点：①装卸作业均在趸船上进行，受场地和风浪的限制；②趸船与岸之间通过引桥联系，通过能力差·根据趸船与陆域的连接方式分为单跨活动引桥式浮码头，适用于水位差不是很大而岸坡又较陡的地区，当岸坡平缓时，就需加固定式引桥与岸相连。

多跨活动引桥式浮码头，当水位差较大而岸坡又平缓，活动引桥偶遇坡质和跨径的限制，采用单跨活动引桥不能满足需求时，可采用（由几个活动引桥段组成的）多跨引桥式。