港口、海洋和飞机场工程概述

10港口、海洋、飞机场工程概述,10.1港口工程概述,港口的重要性：-交通运输枢纽、水陆联运的咽喉，国际运输90%是通过水路（主要是海运）和港口来完成的。我国的港口情况：117个港口对外开放。目前中国集装箱运量占全世界的比重已高达19.4%。上海港和深圳港名列世界集装箱大港的第三位和第四位。,港口（Harbour）：-是具有水陆联运设备和条件，有一定面积的水域和陆域，是供船舶出入和停泊、旅客及货物集散并变换运输方式的场地。港口工程：-是兴建港口所需的各项工程设施和工程技术的名称。包括港址选择、工程规划设计和各项工程的修建。,10.1.1港口的类型,（1）按所处位置：河口港（位于河流入海口或受潮汐影响的河口段内，兼为海船和河船服务）、海岸港（位于海岸或海弯内，也有在深水海面上的）、河港（位于天然河流或人工运河上的，包括在湖泊和水库上的），海岸港和河口港统称海港。（2）按用途：商港、军港、渔港、工业港（3）按成因：天然港和人工港（4）是否冻结：冻港、不冻港（5）潮汐关系、潮差大小、是否修建船闸控制进港：闭口港、开口港（6）是否办理报关手续：报关港、自由港,河港重庆朝天门码头,商港天津港,商港：以一般商船和客货运输为服务对象的港口。,商港上海港,深圳蛇口码头,沙特阿拉伯石油码头,油港：专门装卸原油或成品油的港口。,10.1.2港址的选择,（1）有广阔的经济腹地，有足够的货源，且港址位置适合于经济运输，与其腹地进出口货物重心靠近，使货物总运费最省。（2）与腹地有方便的交通运输联系。（3）与城市发展相协调，与城市发展互不干扰（4）有发展的余地至少满足3050年港口发展需要，,是复杂而重要，是港口规划工作的重要步骤，是港口设计的先决条件。优良港址的基本要求：,（5）满足船舶航行与停泊要求。满足船舶吃水深度，有宽阔的水域，受波浪影响少，底质最好是适宜船舶锚泊的细沙及黏土等的混合底质（6）有足够的岸线长度和陆域面积，用以布置前方作业地带、库场、铁路、道路及生产辅助设施。（7）满足舰船调动的迅速性，航道进出口与陆上设施的安全隐蔽性以及疏港设施及防波堤的易修复性等。（8）对附近水域、生态、景观不影响（9）尽量利用荒地、劣地。,10.1.3港口的组成,港口由水域和陆域两大部分组成。港口水域是供船舶航行、运转、锚泊和停泊装卸之用，要求有适当深度和面积，水流平缓、水面稳静。水域包括进港航道、港池和锚地、防波堤等。,港口陆域是供旅客集散、货物装卸、货物堆存和转载之用，要求有适当的高程、岸线长度和纵深港口陆域则由码头、港口仓库及货场、铁路及道路、装卸及运输机械、港口辅助生产设备等组成。,河港中船舶靠离码头的方法,港口组成,大连港,加拿大港口,码头,港池,仓库,货场,道路,10.1.4港口水工建筑物,码头防波堤护岸船台滑道船坞,码头是提供船舶系靠、装卸货物或上下旅客的建筑物的总称，它是港口中主要水工建筑物之一。码头布置形式：顺岸式：码头前沿线与自然岸线大体平行突堤式：码头前沿线与自然岸线有较大角度挖入式：港池由人工开挖形成,（1）码头,码头的布置顺岸式优点：陆域宽阔、疏运交通方便、工程量小。,顺岸码头的布置形式,顺岸式重庆朝天门码头,凸堤式优点：一定水域建设较多的泊位。缺点：凸堤宽度有限，每泊位的平均库场面积较小，作业不方便。,突堤与顺岸结合部位的布置,突堤式码头宁波港,挖入式港池由人工开挖形成，在大型河港及河口港中较常见。优点：满足现代码头要求有较大陆域纵深（集装箱码头纵深达350400m）和库场面积。新建码头纵深有加宽趋势，天津新港东突堤的平均宽度达650m。,挖入式加拿大港口,按横断面外形：直立式：水位变化不大，海港，河口港。斜坡式：水位变化大，河上、中游，水库港。,码头型式,半直立式：高水位期长、枯水期短，水库港。半斜坡式：洪水期短，枯水期长的山区河流。多级式：水位差大，洪水期不长的上游河流。,码头的结构形式重力式：地基较好的码头,重力式码头,板桩式：墙高不大的码头（小于10m）,板桩式码头,高桩式：软土地基混合式：高桩和板桩配合，板桩和基础板配合等形式。,高桩码头,防波堤（Mole）的主要功能是为港口提供掩护条件，阻止波浪和漂沙进入港内对港口水域产生侵袭，保持港内水面的平稳和所需要的水深，使船舶在港口停泊和进行装卸作业。同时，兼有防沙、防冰的作用。,（2）防波堤,因自然条件（地形、风浪）及建港规模要求而异，可分为：单突堤、双突堤、岛堤、组合堤。,防波堤的平面布置,双突堤大连港,防波堤按构造形式（或断面形状）及对波浪的影响分为：(1)斜坡式(2)直立式(3)混合式(4)透空式(5)浮式(6)喷气消波设备(7)喷水消波设备(8)新式防波设备有塑料帘幕和浮毯等,斜坡式：对地基承载力要求较低，施工比较简单，较易修复，消波性能好。但需要的材料数量大，斜坡上的护面石块或人工块体受波浪作用易滚落走失，需要经常修补，堤内侧不能用作靠船码头。一般适用于地基土壤较差、水深较小及当地盛产石料的情况。,直立式防波堤（也称直墙式）：当水深较大时，它所需的材料比斜坡式节省，其内侧可兼供靠船之用。但消波的效果较差，影响港内水面平静，对地基要求高，较难修复。一般适用于海底土质坚实、地基承载力较好和水深大于波浪破碎水深的情况。,混合式防波堤：它是直立式上部结构和斜坡式堤基的合并。增加直立式堤的基床厚度，即形成混合式防波堤。它可减少直立式墙的高度和地基压力，斜坡式堤基断面也不必过大，比较经济合理。适用于水深较大的情况。,透空式防波堤：材料使用和经济上都较为合理，特别适用于水深较大、波浪较小的条件。但不能阻止泥沙入港，也不能减小水流对港内水域的干扰。,浮式防波堤：不受地基基础的影响，可随水位的变化而上下，能削减波浪，修建迅速，拆迁容易。但不能防止其下的水流及泥沙运动。一般适合于波浪较陡和水位变化幅度较大的场合，可以用作临时工程的防浪措施。,喷气消波设备利用水下管中喷出的空气与水掺和所形成的空气帘幕来削减波浪。船舶可以畅通，初期投资小，造价与水深无关，施工简单，拆迁方便。但使用时空气压缩机等所需动力大，运营费用较高。,新式防波设备有塑料帘幕和浮毯等形式。帘幕破坏波浪质点的轨道运动，浮毯利用浮体运动和波浪运动的相位差以迫使波浪衰减。材料费用较高，锚系问题也还存在困难。,（3）护岸建筑,天然河岸或海岸，因受波浪、潮汐、水流等自然力的破坏作用，会产生冲刷和侵蚀现象。1）直接护岸建筑：斜面式护坡（加固岸坡）；直立式护岸墙（保护陡岸）。2）间接护岸建筑：潜堤（平行海岸线、巩固）；丁坝（垂直海岸线、稳固）。,直接护岸建筑,波浪拍击护岸墙,波浪在凹区墙面回卷入海,护岸墙断面图,护坡和护岸墙的混合结构,不同的护岸型式,直立式护岸墙,斜面式护坡,间接护岸建筑,潜堤促淤,丁堤的结构形式,10.1.5我国港口发展的特点,两纵三横两纵：沿海南北主通道、京杭运河淮河主通道三横：长江、西江、黑龙江松花江主通道,10.2、海洋工程概述,海洋工程（OffshoreEngineering）：在近海区域设置或建造的工程构筑物，如海洋石油钻井、储油平台、海上导航灯塔。特点：（1）环境条件复杂且随机性大（2）结构尺度大且设计安全度要求高（3）结构设计时考虑作用力的多样性（4）施工方法的特殊性,海洋平台结构是海洋工程构筑物的典型代表。海洋平台组成：一般由上部结构（即平台）、立柱和基础（或沉垫）3部分组成，海洋平台分类：有固定式、活动式、半固定式3类。,采油平台（）,selfelevating,采油平台（2）,OffshorePlatform,采油平台（3）,872mWaterDepth,采油平台（4）,10.3飞机场工程概述,飞机场：航空运输基础设施。通常机场的定义是指在陆地上或水面上一块划定的区域（包括建筑物、装置和设备），其全部或部分用来供航天器着陆、起飞和地面活动之用。,（1）机场分类。国际机场：指供国际航线用，并设有海关、边防检查、卫生检疫、动植物检疫、商品检验等联检机构的机场。干线机场：指省会、自治区首府及重要旅游、开发城市的机场。支线机场：又称地方航线机场，指各省、自治区内地面交通不便的地方所建的机场，其规模通常较小。,（2）民航飞机的种类。干线运输机，是指载客量100人，航程3000km的大型运输机。以美国波音公司的Boeing757(以后简称B757)、B767、B747、B777、DCl0(美国麦道公司制造，现麦道公司已并人波音公司)、MDll(DCl0的改进型)；欧洲空中客车公司的A380、俄罗斯的伊尔81等为代表。支线运输机，是指载客量95时。D.多条平行跑道。E.多条平行及不平行或交叉跑道。,机场的跑道方案,决定机场跑道长度的因素：,跑道的分类跑道按其作用可分为：主要跑道、辅助跑道、起飞跑道等三种。主要跑道是指在条件许可时比其他跑道优先使用的跑道，按使用该机场最大机型的要求修建，长度较长，承载力也较高。辅助跑道也称次要跑道，是指因受侧风影响，飞机不能在主跑道上起飞着陆时，供辅助起降用的跑道，由于飞机在辅助跑道上起降都有逆风影响，所以其长度比主要跑道短些。起飞跑道是指只供起飞用的跑道。,非仪表跑道和仪表跑道：非仪表跑道是指只能供飞机用目视进近程序飞行的跑道；仪表跑道是指可供飞机用仪表进近程序飞行的跑道，仪表跑道又可分为：非精密进近跑道和精密进近跑道，后者有、类和类，其装有仪表着陆系统，能把飞机引导至跑道上着陆和滑行。我国大多数机场具备了类精密进近条件，北京首都、上海浦东机场具备了开放类精密进近的条件。,辅助用的道路设施：跑道道肩，是作为跑道和土质地面之间过渡用，以减少飞机一旦冲出或偏离跑道时有损坏的危险，也减少雨水从邻近土质地面渗入跑道下的土基基础的作用，确保土基强度。道肩一般用水泥混凝土或沥青混凝土筑成，由于飞机一般不在道肩上滑行，所以道肩的厚度比跑道要薄一些。停止道，停止道设在跑道端部，供飞机中断起飞时安全停住用。设置停止道可以缩短跑道长度。,机场升降带土质地区。跑道两侧的升降带土质地区，主要保障飞机在起飞着陆滑跑过程中一旦偏出跑道时的安全，不允许有危及飞机安全的障碍物。跑道端的安全区。设置在升降区两端，用来保障起飞着陆的飞机偶尔冲出跑道以及提前接地时的安全。净空道。机场设置净空道，是确保飞机完成初始爬升(10.7m高)之用。净空道设在跑道两端，其土地由机场当局管理，以确保不会出现危及飞机安全的障碍物。,(2)滑行道与停机坪滑行道：主要供飞机从飞行区的一部分通往其他部分用。种类有5种：进口滑行道（设在跑道端部，供飞机进入跑道起飞）旁通滑行道（设在跑道端附近，供起飞飞机临时不起飞时滑回用）出口滑行道（供飞机脱离跑道用）平行滑行道（供飞机通往跑道两端用）联络滑行道（站坪至跑道间或双平行滑行道间联络用）,停机坪停机坪：是设在航站楼前的机坪。供客机停放、上下旅客、完成起飞前的准备和到达后各项作业用。飞机场的机坪主要有等待坪和掉头坪。前者供飞机等待起飞或让路而临时停放用，通常设在跑道端附近的平行滑行道旁边。后者则供飞机掉头用，当飞行区不设平行滑道时，应在跑道端部设掉头坪。,（3）,(4)旅客航站楼、机场停车场、机场维护区航站楼供旅客完成从地面到空中或从空中到地面转换交通方式之用。是机场的主要建筑。机场停车场：设在机场的航站楼附近，停放车辆很多且土地紧张时宜用多层车库。机场维护区：是飞机维修，供油设施、空中交通管制设施、安全保