港口水工建筑物

1.港口水工建筑物包括码头、防波堤、护岸、船台、滑盖和船坞等。共同特点是承受的作用复杂,施工条件多变、建

设周期长、投资较大。

2.按平面布置分类：顺岸试、突堤试、墩试等。按断面形式分类：直立式、斜坡式、半直立式、半斜坡式、多级

试。按结构形式分类：重力式、板桩、和混合式码头等。

3.码头由主体结构和码头附属设施两部分组成。主体结构包括上部结构、下部结构和基础。上部结构的作用：a将下

部结构的构件连成整体b直接承受船舶荷载和地面使用荷载,并传给下部结构c作为设置防冲设施、工艺设施等的基础。下部结构和基础的作用：a支承上部结构,形成直立岸壁b将作用在上部结构和本身上的荷载传给地基。4.码头地面使用荷载包括：堆货荷载、流动起重运输机械荷载、铁路荷载、汽车荷载、人群荷载等。确定堆货荷载

时考虑：a装卸工艺确定的堆存情况b货种及包装方式c货物的批量及堆存期d码头结构形式,此外还考虑港口营运管理水平、结构按整体计算还是按构件计算、堆货分布的区域和港口今后发展等。

5.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。

6.重力式码头结构坚固耐久,抗冻和抗冰性能良好,能承受较大的荷载,对装卸工艺变化等适应性较强,施工简单,维修费

少。按墙身的施工方法可分为干地现场浇筑的结构和水下安装的预制结构。后者施工工序一般包括：预制墙身构件、开挖基床、抛填块石基床、基床夯实和整平,在抛石机床上安装墙身预制件、浇筑胸墙、抛填墙后块石棱体和铺设倒滤层、码头后回填、安装码头设备和铺设路面。按墙身结构分为方块码头、沉箱码头、扶壁码头、大圆筒码头、格型钢板桩码头等。

7.方块结构：耐久性强,施工简单,抗冻抗冰性好,但是水下工作量大,结构的整体性和抗震性差,需要石料多,一般适用于

地基较好,当地有大量石料,缺少钢材和冰冻严重的情况。沉箱结构：沉箱结构水下工作量小,结构整体性好,抗震性能好,施工速度快,但是耐久性不如方块结构,需要专门的施工设备和合适的施工条件,一般工程量大,工期短的大型码头适用。扶壁结构：混凝土和钢材的用量比钢筋混凝土沉箱少,施工速度比钢筋混凝土方块结构快,耐久性和沉箱结构相同。主要缺点是整体性差。大直径圆筒结构：结构简单,混凝土和钢材的用量少,适应性强,造价低,施工速度快。

但是抛石基床上的大圆筒产生的基地压力大

8.扶壁结构的改进：a。将底板尾部翘起,不仅减少了底板前趾后踵之间的反力差,使基底反力均匀,合力作用点位置不

超过三个分点,而且还可以减小基床的完整,不仅减少工程量,也减少了模方量b。墙后的用沙回填,代替抛石棱体,为防止砂从安装缝流失,在安装缝处设置倒滤井

9.重力式码头基础的作用：a减小地基应力和建筑物沉降量b保护地基免受波浪和水流的淘刷c整平基面后便于墙身

的堆筑和安装。

10.抛石基床设计包括：选择基床形式,确定基床厚度和肩宽,确定基槽的底宽和边坡坡度,规定块石的重量和质量要求,

确定基床顶面的预留坡度和预留沉降量

11.为使抛石基床紧密,减少建筑物在施工和使用时的沉降,进行重锤夯实。其作用为：1。破坏块石棱角,使块石互相挤

紧2.使与地基接触的一层块石嵌进地基土内

12.墙身和胸墙的作用是：1.构成船舶系靠所需要的直立墙面2.阻挡墙后回填料坍塌3.承受作用在码头上的各种荷载。

4.将墙身连成整体的作用

13.为适应地基的不均匀沉降和温度的变化,设置变形缝,宽20-50mm,做成上下通缝,设在以下位置：1新旧建筑物衔接

处；2码头水深或结构形式改变处；3地基土质差别较大处；4基床厚度突变处；5沉箱或方块接缝处

14.胸墙一般采用以下形式1现浇混凝土胸墙,2浆砌石胸墙3预制混凝土块体胸墙。优点1结构牢固,整体性好2可节

约模板。为了保证胸墙有良好的整体性和足够的刚度,其高度越高越好,但底部高程不应低于施工水位。胸墙的顶宽由构造确定,不小于0.8m,胸墙顶面高程还宜预留沉降量。

15.码头端部处理方法：1在顺岸方向做成斜坡2码头端部设置翼墙,前者优点是不会发生较大的沉降,缺点是端部不能

充分利用和要求码头端部有富裕地形,后者优点是端部可利用来停靠小船和节省岸线长度,缺点是容易产生较大的变形和沉降。

16.增强结构耐久性的措施：1根据结构计算和规定的耐久性要求选定混凝土等级2适当增大钢筋混凝土构建厚度和钢

筋的混凝土保护层3对于受水冻作用的码头,考虑用抗蚀性强,抗冻性好的新材料4对于构成墙身的空心块体,沉箱等构件折角处宜设置加强角

17.计算土压力的理论主要有库伦理论,郎肯理论和索科洛夫斯基理论三种,库伦理论考虑了墙背倾斜,地面倾斜,土与墙

背间的摩擦力,假定土是均质和无黏性的。郎肯理论可以解决黏性土,地面上有均质荷载和墙后土体水平成层的土压力计算,但未考虑墙背倾斜,地面倾斜,土与墙背间的摩擦力。

18.板桩码头特点及使用条件：特点：主要靠板桩沉入地基来维持工作。优点：结构简单,材料用量少,造价便宜,主要

构件可在预制厂预制,施工方便,速度快；可先打板桩后挖港池,减少挖填方量。缺点：结构耐久性不如重力式码头,不能承受较大的波浪作用。适用：所有板桩可沉入的地基,也可用于船闸闸墙等

19.锚碇结构锚碇板、锚碇桩,锚碇板桩和锚碇叉桩等形式

锚碇板：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,增加了开挖工程量并破坏了原状土结构,水平位移大。锚碇桩：依靠其在土中的嵌固工作,开挖回填量小,可充分利用原状土,但需陆上打桩设备,水平位移也较大。锚碇叉桩：主要靠桩的轴向抗压和抗拔承载力来工作,与板桩墙的距离可以很近,拉杆长度短,承载力大,位移小,但造价高

20.拉杆是板桩墙和锚碇结构之间的传力构件,一般水平放置,从减少板桩墙跨中弯矩来说,拉杆位置越低越好,但为了保

证在水上穿拉杆和水上浇注胸墙或导梁的施工要求,一般要求不宜低于施工水位

21.帽梁：使板桩能共同工作和码头前沿线整齐,采用现浇钢筋砼结构

导梁：使每根板桩都能被拉杆拉住,设在拉杆和板桩墙的连接处

胸墙：当水位差不大,拉杆距码头面距离较小时,为简化结构和便于施工,将二者合二为一设计成胸墙

22.板桩码头上的作用有：1、土体本身产生的主动土压力和板桩板桩墙后的剩余水压力等永久作用；2、由码头地面

上各种荷载产生的土压力、船舶荷载、波浪力等可变作用；3、地震荷载等偶然作用

23.作用在板桩墙上的土压力和板桩的变形特点：

1.顶端位移为主：基本类似于绕下端转动的刚性墙,主动土压力可按线性分布的古典土压力理论计算。

2.弯曲变形为主：板桩上部有拉杆拉住,下端嵌固于地基中,上下两端位移较小,跨中位移较大,墙后土体在板桩变形过

程中出现拱现象,使跨中一部分土压力通过滑动土条之间摩擦力传向上下两端。墙后主动土压力为R形分布。24.单锚板桩墙的计算方法有：

1）弹性线法（罗迈尔法）：假定板桩墙底端嵌固,它的线变位和角变位都等于零,拉杆锚碇点的位移等于零。

2）自由支承法：假定板桩的下端为自由状态。

3）竖向弹性地基梁法：板桩墙的入土深度按“踢脚”稳定计算。板桩墙内力和变位采用杆系有限,无法求解。25.罗迈尔法计算特点：1）墙前主动土压力和被动土压力都按古典土压力理论计算。

2）板桩墙底端嵌固,拉杆锚碇点的位移和板桩墙在底端Ep’作用点的线变位和角变位都等于零,为简化计算,可采用跨中最大弯矩为入土段最大负弯矩的1.1--1.15倍的条件取代变形条件。

3）将求得的跨中最大弯矩Mmax乘以折减系数ε,求得的拉杆拉力乘以不均匀系数δr作为设计弯矩和设计拉杆拉力的标准值。另外,板桩墙入土深度要满足“踢脚”稳定的要求,将上述两种方法求得的入土深度比较,取大值作为板桩墙的设计入土深度。

26.高桩码头：优点：高桩码头适宜作成透空结构,其结构轻,减弱波浪的效果好,沙石料用量省,杜宇挖泥超深的适应性

强。缺点：对地面超载和装卸工艺变化的适应性差,耐久性不如重力式和板桩码头,构件易损且难修复。造价高。

适用：可以沉桩的各种地基,特别适用软土地基。

27.板桩布置原则：1,应能充分发挥桩基承载力,且使同一桩台下的歌桩受力均匀,使码头的沉降和不均匀沉降较小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与方便。

28.高桩码头按上部结构分为：1,板梁式：提高了构件的抗裂性能,节省材料,但构件的类型与数量多,施工麻烦,上部结构

底部轮廓形状复杂,死角多,水气不易排除,构件中钢筋易腐蚀。2,桁架式：整体性好,刚度大,但造价高3,无梁板式：结构简单,施工迅速,造价低,但给靠船的构件设计带来困难,结构的整体刚度和耐久性不好4,承台试：刚度大,整体性好,但自重大,需桩多。

29.基床型式有暗基床,明基床,混合基床三种。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。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。30.为了保证胸墙有良好的整体性和足够的刚度,胸墙高度越搞越好,底部高程不应低于施工水位。胸墙的顶高有构造确

定,为了船舶的撞击,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。胸墙顶面高程还宜预留沉降量。

31.堆货荷载一般有以下三种布置方式：1）作用在码头上的垂直力和水平力都最大,用于演算基床和地基的承载力及计

算建筑物的沉降和演算整体滑动稳定性。2）作用在码头上的水平力最大、垂直力最小,用于演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,用于演算基底面后踵的应力。

32.高桩码头由桩和桩帽、横梁与纵梁、面板与面层、靠船构件组成。横梁是板梁式高桩码头的主要受力构件；端面

主要有矩形、倒T形和花篮形三种；面板分实心板、空心板和异形板；靠船构件是为了固定防冲设备设置的,一般分梁式和板式两种。

33.构件的连接要求1）符合构件连接处的受力条件。构件之间的连接不是越牢固越好。2）确保连接质量。为使接

缝处现浇混凝土与预制件的结合良好,应将预制件的结合面凿毛。接缝处现浇混凝土强度等级一般比预制件的混凝土等级高一级。接缝处的钢筋根据受力和整体性要求进行配置,保证所需的数量,搭接长度和锚固长度。3）便于施工。布置构件钢筋时应尽量错开,对于厚板,下层钢筋需焊接时,接缝应适当加宽,保证能伸入焊枪。