重力式码头中沉箱和圆筒结构的优化选择探讨
大型集装箱码头方沉箱与大圆筒结构受力特点对比
大型集装箱码头方沉箱与大圆筒结构受力特点对比
李春阳;郭梦圆;徐文强
【期刊名称】《水运工程》
【年(卷),期】2022()10
【摘要】本文以20万吨级自动化集装箱码头为例,运用大型通用有限元软件,对方沉箱码头和大圆筒码头结构进行整体建模,并对码头上部结构进行局部建模,研究组合载荷下的前趾应力和胸墙内力。
研究结果表明:大圆筒码头前趾基床应力大、分布不均匀;而方沉箱码头基床应力小、分布相对均匀。
大圆筒码头胸墙跨度大、悬臂长、弯矩大;而方沉箱码头胸墙弯矩小,且整体分布较均匀。
对于大型重力式码头,方沉箱结构相比大圆筒结构受力更为合理。
【总页数】6页(P138-142)
【作者】李春阳;郭梦圆;徐文强
【作者单位】中交第四航务工程勘察设计院有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】U656
【相关文献】
1.一种新型圆筒型沉箱在深水油码头中的应用及内力分析
2.大型沉箱与坐床式圆筒码头案例的造价分析与方案优化
3.高桩码头升级改造前后结构受力对比分析
4.重力式码头中沉箱和圆筒结构的优化选择探讨
5.某海港码头直立式沉箱过渡段受力特性物理模型试验研究
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重力式码头建设施工管理要点探讨
建材发展导向2018年第06期256重力式码头承载力极强，且结构稳定性高，适用于地质基础薄弱的地区来建设码头。
根据其强身结构不同可将重力式码头分为大直径圆筒那头、沉箱码头以及分块码头等类型，当前被广泛应用在了码头建设当中，而其建设施工管理质量在很大程度上决定着整体工程质量，所以非常有必要对重力式码头建设施工管理要点进行探讨。
1 重力式码头的施工特点对于重力式码头建设施工中，其特点主要由如下几方面：一是重力式码头不同构件的体积巨大，并且重量都非常中，所以其建设起来的岸壁非常牢固且耐用，通常不需要对其实施维修；二是重力式码头适合建设在砂质、岩石的地基，而将建设地点选择容易获得砂石料的地方，那么它的建设成本就会比较低；三是需要在码头上配备部分大型陆地以及水上其中设备，以便于在装卸货过程中能够操作便捷；四是在进行重力式码头施工时对施工质量要求较高；五是因为重力式码头通常都是建设与沿江以及沿海地区，所以往往会在很大程度上受到气象以及海洋水文的影响。
2 重力式码头建设施工管理要点2.1 开挖基槽施工管理对于整体重力式码头而言，基槽是其一项基础，所以必须要做好其施工管理工作。
在正是开挖基槽前，需要建设好泵站，确保能够将基槽内的积水及时排除。
而应当要在即将开挖基槽的边缘设置泵站，以基槽上方约4m 为宜。
其次，在设计基槽过程中，需要反复多次、仔细的计算与验证基槽的深度与宽度，且切实依据建设地区码头的水深情况与施工精度来确定开挖基槽时所需使用的传质。
再者，基槽边坡应当要按照1：4或1：6的比例的确定。
如果施工场地的海底土层具有较高承载力，则可以将边坡比改变，尽可能减少开挖。
最后，在基槽开挖完毕后，需要联合有关部门来检验其质量，并且还需检验码头前沿基槽以外以及码头后方变频的质量，避免由于码头前沿存在浅点而对货船停靠造成影响，以及避免后方边坡稳定性不强而出现土体溜坡或滑动的情况。
2.2 抛石基床施工管理对抛石基床进行铺设的目的在于将非岩石地基所受到到的码头自重压力减缓。
港口重力式码头施工技术探讨 甘理
港口重力式码头施工技术探讨甘理摘要：随着经济全球化的发展和贸易国际化的出现，国际贸易对于各国来说都是十分重要。
港口作为对外贸易的主要场所，在新时期的背景下需要不断的提高技术水平。
我国港口主要用来承载船只，不仅仅包括国外贸易的船只，还有国内贸易的船只。
这些贸易船具有地面核载力大的特点，为了满足大量停船的需求，需要针对港口建设重力式码头。
港口中重力式码头不仅具备结构坚固的优点，同时相对来说施工步骤简单，是我国港口常用的码头形式。
本文将针对港口重视码头的施工技术进行分析讨论。
关键词：港口；重力式码头；施工技术；随着我国经济的不断发展，我国对外贸易越来越频繁，港口码头的工程日益增多，建设规模也在不断的扩大。
为了满足大规模的对外贸易需求，需要建设港口重力式码头，港口重力式码头具有结构耐用，核载能力大的优势，同时施工工艺相对简单，能够承受大型船舶的停放。
一．港口重力式码头特点港口重力式码头主要分为沉箱式和扶壁式两种结构的重力式码头。
两种结构在功能上相似，但是施工过程中所使用到的工艺等环节存在着巨大的差异。
我国是对外贸易的大鼓，港口码头的建设首先要保证物流的正常运行，并且要保障运输能力足够大。
港口重力式码头在结构上相对简单，施工的过程也较为简单，并且重力式码头足够耐用，在性价比上相对于其他码头来说，具有足够的优势。
在进行重力式码头施工的过程中，需要加强对墙身结构的重视，我国重力式码头出现事故的原因，主要是因为施工技术存在问题。
重力式码头主要有胸墙墙身抛石机床墙后回填等部分组成。
重力式码头，构件重量大，体积大，并且暗闭部分结构，经久耐用，维修起来方便，在砂石料丰富的地区，建筑成本较低，同时预制件和潜水作业的工作量大【1】。
二．重力式码头施工技术1.模板加工技术在进行港口重力式码头施工的过程中，要根据相关的要求制作模板，制作时要注意模板的强度控制，同时要考虑到模板的稳定性和安全性。
其次重力式码头模板加工技术所使用的模板框架为钢框架，板面为钢板。
沉箱重力式码头施工中常见问题及对策
沉箱重力式码头施工中常见问题及对策摘要：近年来沉箱结构朝巨型化发展，单个沉箱重量达到甚至超过千吨。
对于重力式码头施工技术和一些常见问题我们应该引起足够的重视，必须采取积极、合理的措施进行控制。
本文作者结合多年来的工作经验，对沉箱重力式码头施工中常见问题及对策进行了研究，具有重要的参考意义。
关键词：重力式码头；沉箱；施工技术近年来，随着我国水运事业的迅速发展、深水泊位建造日益增多，重力式码头结构已向深水化、大型化发展，施工工期更为紧迫。
在这种情况下，码头结构施工过程中会出现很多技术问题，这些问题对码头的整体质量有着直接的影响。
因此，在码头施工工作中，要总结分析施工技术特点，采取相应处理措施，确保码头施工质量。
1、重力式码头基础处理基槽开挖。
基槽开挖施工中，根据施工区域土质情况选用适用的挖泥船。
其中常用的是抓斗式挖泥船，挖泥船斗容为6～10m3。
将挖掘出的淤泥通过泥驳船抛至预留区域，其它一些材料可以用作陆域回填，例如全风化花岗岩、粉质粘土、强风化花岗岩等材料。
基槽施工工作是本工程的第一道工序，对后续施工有很大的影响，因此，在施工过程中要投入足够的力量，尽可能在短时间里完成部分基槽的开挖，为抛石基础床的施工提供基础保障。
对于一些硬度较大的强风化岩层，应在泡水数日后进行开挖，可适当提高抓斗重量，另外，也可采取冲击棒碎岩措施，对于厚度很大的强风化岩，应采取炸礁处理。
开挖出的石渣可用作后续工程的回填材料。
基床抛石、夯实的施工。
抛石基床的石料采用10～100kg重的块石，块石的质量必须满足设计要求和规范规定：未风化，不成片状，无明显裂缝，在水中浸泡后抗压强度不低于50MPa，石料含泥量＜5%。
抛石基床夯实采取重锤夯实法，一般要求锤重为5t，,夯击能大于或等于150KJ，要设置有泄水孔。
2、重力式码头主体沉降和位移的处理。
导致重力式码头主体及填筑材料出现沉降变形、位移的因素有很多种：夯实的密实度情况和基床施工过程中厚度的均匀性；基槽底部土质；回淤沉积物的含水率与厚度；倒滤层设计或级配不合理，容易导致码头区域发生变形或位移。
太平岭核电码头沉箱设计优化方案探讨
第20卷 第1期 中 国 水 运 Vol.20 No.1 2020年 1月 China Water Transport January 2020收稿日期：2019-10-14作者简介：林楚藩（1981-），男，中交四航局第二工程有限公司，工程师。
太平岭核电码头沉箱设计优化方案探讨林楚藩（中交四航局第二工程有限公司，广东 广州 510230）摘 要：广东太平岭核电厂借鉴其他项目成功安装大型构件的经验反馈，充分考虑利用项目所在位置自然条件优势及所建工程主体结构形式特点，对重件码头沉箱进行结构尺寸、预制施工选址、出运安装工艺进行优化。
工程实践表明，该方法经济合理，满足工程进度、质量、安全和成本控制要求，可为类似工程提供参考和经验借鉴。
关键词：沉箱；设计优化；安装工艺中图分类号：U656.1 文献标识码：A 文章编号：1006-7973（2020）01-0174-02一、工程概况 1．实例项目简介广东太平岭核电厂位于广东惠州惠东市黄埠镇，厂区内一期海工工程由重件码头、取水明渠东防波堤、取水明渠西防波堤、临时内护岸等单位工程组成。
重件码头位于取水明渠东防波堤中段西侧，泊位位于取水明渠内，主尺度控制船型为3,000DWT 杂货船，兼靠3,000DWT 甲板驳。
码头泊位总长138.0m，为重力式沉箱结构，码头平台宽度50.0m，码头面顶高程6.0m。
码头前沿中间位置设置650t 固定旋转起重机1台。
2．工程背景太平岭核电厂项目重件码头沉箱原设计为10件2,000t 级沉箱。
按传统施工方法，沉箱于预制场预制完成后，通过气囊于陆上纵横移动沉箱至出运码头，沉箱趁潮位差进行装船，再由半潜驳运至项目现场、方驳协助定位安装[1]。
项目现场邻海场地面积受限，且天然水深条件较浅，无法满足半潜驳作业吃水要求，现场建设沉箱预制场可行性小，故需选择场外专业沉箱预制厂。
项目邻近地区符合要求的专业预制厂中，结合工程经验、距离等因素，最优选择为东江口预制场。
港口水工建筑物之 第四章 重力式码头
⑵、墙后为中砂或细于中砂的填料（包括粘性土）时：
①、潮汐港：剩余水头取1/5~1/3的平均潮差； ②、河港：取决于排水措施和墙前、后地下水位情况。
３、地面使用荷载
⑴、门机和火车
①、门机和火车分开考虑
门机：
沿码头长度方向将轮压力转化成线荷载， Pm=∑Pi/(2l1+2l0) b 将线荷载Pm分布到门机轨道基础宽度上，并以 局部均布荷载形式作用在码头面上。 火车： a 查表的火车荷载的等代线荷载Pt 。 b 将Pt分布到轨枕长度上，以局部均考虑 a、计算Pm ， Pt 。 b、将Pm，Pt通过轨枕、道渣等沿码头横向传布， 达到一定深度成均布荷载，并移至地面上。 q=(Pm`+Pt`+Pt``+Pm``)/B，B=B0+b1+b0``
５、波浪力
⑴、波高<1m时：不考虑波浪力。
⑵、波高≥ 1m 时：即使要考虑，也只考虑墙前 为波谷情况，即波吸力，墙后按静水位考虑。
６、地震荷载
见《抗震设计规范》。
７、土压力（略）
㈠、码头稳定性验算（以岸壁式码头为例）
和基床底面的抗滑稳定性
组合一：１、验算内容包括沿墙底面、墙身各水平缝
不考虑波浪力作用，由可变作用产生的土压力为主导 可变作用时，抗滑稳定性应满足下式：
㈣、码头端部的处理
顺岸式码头端部一般采用两种处 理方式： １、在端部设置翼墙：端部可用 来停靠小船，节省岸线长度。适用于码 头不再接长的情况。在使用过程中，易 造成不均匀沉降，使结构出现裂缝。当 翼墙长度超过10m，应设置变形缝。 ２、在端部做顺岸式斜坡台阶 适用于码头有扩建，接长要求的 情况，不会发生较大的不均匀沉降，但 要求码头端部有富裕地形。
港口重力式码头的施工技术要点探讨
港口重力式码头的施工技术要点探讨发表时间：2018-06-20T10:53:38.573Z 来源：《基层建设》2018年第12期作者：李伦铨[导读] 摘要：当前，随着我国水运事业的飞速发展，各个港口码头需要不断的扩大规模。
重力式沉箱码头坚固耐用，对地面荷载变化不敏感，能承受较大的水平荷载，在我国沿海港口中应用十分普遍。
深圳海勤工程管理有限公司 518067摘要：当前，随着我国水运事业的飞速发展，各个港口码头需要不断的扩大规模。
重力式沉箱码头坚固耐用，对地面荷载变化不敏感，能承受较大的水平荷载，在我国沿海港口中应用十分普遍。
本文根据实际施工案例对港口重力式码头的施工技术中的要点进行分析，望对类似施工具有参考价值。
关键词：重力式码头；沉箱；施工技术工程概况本工程位于深圳港赤湾作业区口门东侧岸线，项目北端与已建的赤湾胜宝旺公司2#泊位码头相接，南侧与已建的赤湾石油基地1#、2#泊位码头相接。
工程规模：本工程包括一个胜宝旺1000t级驳船泊位（结构按照1.5万t级预留），水工主体结构采用重力式沉箱结构，单件沉箱重力174吨，段长50.8m；为避免基槽开挖对胜宝旺岸坡影响，采用高桩墩台结构作为共高桩结构与重力式结构的过渡段，过渡段长度为33.2米，Φ1.2m基桩，上部结构现浇墩台；码头后方陆域回填、道路堆场工程约为3100㎡；停靠船及附属设施工程。
主要结构型式：沉箱结构、抛石斜坡式结构、道堆基础结构和排水及供电管线。
重力式沉箱结构段：段长50.8 米，码头顶面高程4.41 米，码头前沿设计底标高为-6.09米。
码头主体采用沉箱基础，单件沉箱重量174 吨；抛石基床底标高取-13 米,厚度约7 米，沉箱上部现浇混凝土胸墙，胸墙上设置管沟。
高桩墩台结构段：为避免基槽开挖对胜宝旺岸坡影响，采用高桩墩台结构作为共高桩结构与重力式结构的过渡段，过渡段长度为33.2 米。
桩基采用1200mm 灌注桩，上部结构采用现浇墩台结构。
重力式码头结构设计比选分析
重力式码头结构设计比选分析作者：杨文来源：《珠江水运》2013年第13期摘要：文章通过对大型重力式码头结构设计方案的对比分析，提出结构设计优化，结果表明：在结构方案设计中，需要因地制宜进行设计优化，不断提高工程经济效益。
关键词：圆筒结构沉箱结构结构分析方案优化钦州港大榄坪北1号至3号泊位工程作为钦州保税港区内的港口建设项目，是广西北部湾国际港务集团有限公司本着“立足北部湾、面向东南亚、沟通东中西、服务大西南和东盟自由贸易区”的宗旨，为加快钦州保税港区的建设、满足广西沿海港口吞吐量快速增长的需要，将钦州港打造为亿吨级现代化大型港口，增强其港口核心竞争力并实现持续快速发展，同时为推动泛北部湾经济合作、促进广西北部湾经济区的经济发展而筹建的。
重力式码头是我国港口工程中广泛采用的结构型式。
特别是近年来码头向大型化、深水化发展迅速，重力式结构因其造价适中，耐久性好，承载能力较高的优点，更越来越多地被采用。
在已建成的重力式码头中，据不完全统计，沉箱、大圆筒等结构占3/4以上，可见重力式码头未来的发展趋势。
为此，有必要就重力式码头中沉箱和圆筒这两种主要结构设计方案从技术和造价方面作较深入的比较分析，提出结构设计优化方案。
1.重力式码头结构方案1.1码头水工结构根据码头位置的地质勘察资料，码头水工建筑物在多个方案论证的基础上，筛选出二个方案比选。
方案一为钢筋混凝土薄壁大圆筒方案，方案二为钢筋混凝土沉箱方案。
根据总平面布置方案，每种结构型式均可与两个平面布置方案相对应。
1.1.1方案一（钢筋混凝土薄壁大圆筒方案）根据装卸工艺及总平面布置特点，结合项目所在地地质条件，本项目码头前沿水工采用钢筋砼薄壁大圆筒结构。
圆筒外径18m，圆筒壁厚34cm，圆筒下为抛石基床，抛石基床下持力层为中风化岩石（抛石基床厚不小于1.0m），5万吨级多用途泊位圆筒底高程-13.60m，7万吨级汽车滚装泊位圆筒底高程-12.60m，圆筒顶高程均为3.0m，圆筒外趾悬挑80cm，圆筒内回填砂及砾卵石反滤料，回填砂要求振冲达到中密以上。
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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码头结构形式，其中沉箱和圆筒结构是两种常用的支撑形式。
在设计和建设重力式码头时，如何选择最优化的沉箱和圆筒结构成为了一个重要的问题。
本文将探讨在重力式码头中沉箱和圆筒结构的优化选择问题，并从结构优化、施工便捷性
和经济性等方面展开讨论。
1. 沉箱结构
沉箱结构是在水中由混凝土等材料浇筑而成的一个封闭空间，其上部可以设置码头平台。
沉箱结构的特点是稳定性好，承载能力大，适用于较深水域的码头建设。
由于其自重
和浸没式施工特点，沉箱结构一般具有较好的耐水、耐倔性和耐久性。
2. 圆筒结构
圆筒结构是一种空心圆柱形的结构，其特点是重量轻、材料耗费少、施工便捷。
圆筒
结构适用于浅水域的码头建设，且由于其较小的截面面积，抗波性和抗冲击性较差，因此
一般适用于内港、内河等安静水域。
二、结构优化
1. 针对水域条件选择
在具体的项目中，针对水域的深浅和水下地质情况等因素选择最适宜的沉箱和圆筒结
构至关重要。
一般来说，对于深水域，沉箱结构是一个较好的选择，其稳定性和承载能力
较强。
而对于浅水域，圆筒结构可能更为适合，其施工便捷性和经济性较好。
在具体设计中，需要考虑到沉箱和圆筒结构在受力和荷载作用下的变形和破坏情况。
通过对结构进行合理的优化设计，可以提高其承载能力和稳定性。
在沉箱结构中，可以通
过合理的分布筋和布置加劲梁来增加结构的承载能力。
而在圆筒结构中，可以通过增加壁
厚或设置加筋材料来提高其抗风和抗污能力。
三、施工便捷性
沉箱结构的施工需要采用浸没式施工，其施工过程较为复杂。
通常需要在岸上进行浇
筑混凝土，然后通过吊装等设备将沉箱运输至水中，并进行浸没式安放。
整个施工过程需
要考虑受浪、潮差等自然条件的影响，因此施工周期较长。
相对而言，圆筒结构的施工相对简单。
一般来说，可以在岸上进行预制，然后通过拖
航等方式将圆筒运输至水中，然后进行沉放。
由于圆筒结构本身重量较轻，其施工过程较
为便捷，且适用于不同季节的施工。
需要注意的是在安装过程中需要防止结构偏位和倾斜
等现象的发生。
四、经济性分析
沉箱结构通常需要在岸上进行混凝土浇筑，然后通过浮运、浸没等方式进行安放。
其施工成本较高且周期较长，但由于其承载能力和稳定性较好，因此适用于深水域的码头建设。
相对而言，圆筒结构的施工成本较低且周期较短，适用于浅水域的码头建设。
由于圆筒结构本身重量较轻，因此运输成本较低，施工过程较为便捷。
结合以上分析，可以发现在重力式码头中选择沉箱和圆筒结构应根据具体的水域条件和工程要求来进行综合考虑。
在深水域选择沉箱结构，其承载能力和稳定性较好；而在浅水域选择圆筒结构，其施工便捷性和经济性较好。
同时在具体设计和施工中，需要针对性的进行结构优化和安装调整，以满足工程的实际需求。