港口水工建筑物码头使用荷载

1、港口工程I -港口水工建筑物 港口工程港口工程2 码头使用荷载 人群荷载 堆货荷载 铁路荷载 汽车荷载 缆车荷载 永久作用和持续时间较长的可变作用 码头地带：前沿地带、前方堆场、后方堆场 前情提要 船舶荷载 水流力 冰荷载 中-活载：特种活载、普通活载 10t、15t、20t、30t、55t 系缆力、撞击力、挤靠力 港口工程港口工程3 重力式码头的组成 胸墙和墙身：是重力式码头 的主体结构，挡土、承受并 传递外力、构成整体，便于 安装码头设备。 基础：（1）扩散、减小地基 应力，降低码头沉降；（2） 有利于保护地基不受冲刷； （3）便于整平地基，安装墙 身。 墙后回填：（主要指抛石棱 体，倒滤

2、层）减小土压力， 减小水土流失。 码头设施：供船舶系靠，装 卸作业。 港口工程港口工程4 重力式码头的结构型式 重力式码头的结构型式主要取决于墙身结构。 根 据 墙 身 结 构 型 式 划 分 方块码头 沉箱码头 格形钢板桩码头 干地施工的现浇砼 和浆砌石码头 扶壁码头 大圆筒码头 我国常用的结构型式 我国常用的结构型式 近年采用较多的型式 常用于有干地施工条件的内河港 我国南方较常用的型式 近年采用较多的型式 港口工程港口工程5 重力式码头的结构型式 方块码头 港口工程港口工程6 重力式码头的结构型式 沉箱码头 港口工程港口工程7 重力式码头的结构型式 扶壁码头 港口工程港口工程8 重力式码

3、头的结构型式 大直径圆筒码头 港口工程港口工程9 重力式码头的结构型式 格形钢板桩码头 港口工程港口工程10 重力式码头的结构型式 干地现场浇筑（或砌筑）结构 港口工程港口工程11 重力式码头的结构型式 水下安装预制结构 港口工程港口工程12 重力式码头的结构型式 根 据 墙 身 的 施 工 方 法 划 分 干地现场浇筑 （或砌筑）结构 水下安装 预制结构 较少用 预制墙身构件 开挖基床 抛填块石基床 基床夯实和整平 在基床上安装强身预制件 浇注胸墙 抛填墙后块石棱体和铺设倒滤层 安装码头设备和铺设路面 施工顺序 港口工程港口工程13 方块码头 适用：地基较好，当地有大量石料，缺少钢材和冰况严

4、重的情况。 缺点：水下工作量大，结构整体和抗震性能差，需要石料量大。 优点：耐久性好，基本不需要钢材，施工简单，不需要复杂的施工设 备，如果没有大型起重船，可把块体做得小一些。 港口工程港口工程14 方块码头 断面形式 卸荷板式 是衡重式的一种，卸 荷板的存在，减小了 墙背后的土压力，基 底应力较均匀，断面 和底宽大大减小，整 体稳定性较好。 衡重式 土压力减小，重心靠后 ，基底应力分布均匀， 横断面方向整体性好， 但结构重心靠上，抗震 性能差，且衡重式断面 在施工中存在后倾稳定 问题。 阶梯形 断面和底宽较大，材料用 量较多，横断面方向整体 性差，且地基应力不均匀。 港口工程港口工程15 空

5、心方块 有底空心：外形尺寸大 ，抗倾能力大（填料全 部参加抗倾），基底应 力较小，但易断裂。 无底空心：抗倾能力小 ，基底局部应力集中， 仅用于小码头。 方块码头 结构形式 异型方块 结构轻型，材料较省， 土压力较小（空腔内不 完全填满石料），造价 低，但施工中稳定性差， 基底局部应力集中，一 般用于小码头。 实心方块 制作方便，耐久性好，施 工维修简便，但砼或石料 用量大，若起重设备能力 足够，地基承载力好，材 料供应充足，宜选用这种 型式。 港口工程港口工程16 空心块体： 工字，双工字，多 工字，日字，口字， T形，双T形等。 方块码头 构造块体形状 实心块体： 直角六面体 港口工程港口

6、工程17 卸荷板一般采用钢筋砼结构，其型式有悬臂式、锚固式 和简支式。 悬臂式最为常用，其悬臂长度和厚度应通过后倾稳定性 和强度计算确定，一般悬臂长1.53.0m，厚度0.8 1.2m。 为防止后倾，悬臂不能太长，应满足控制条件：悬臂长 /墙身顶宽0.5。 当悬臂长度/厚度1.5，一般可采用素砼，此时厚度 11.2m；悬臂长度/厚度1.5，应采用钢筋砼，此时厚 度0.81.0m。 方块码头 构造块体尺寸 原则上越大越好，但应考虑预制和起重设备的能力 以及码头的分段长度。 构造卸荷板 港口工程港口工程18 （2）尽量使断面重心后移，以增大稳定，减小地基应力，宜采用衡重式断面，衡 重式码头在施工过

7、程中，若墙后未及时回填，存在向后倾覆的危险，为了保证墙 在施工期的稳定性应控制基底应力分布，应对墙身合力到后趾的距离作限制。 方块码头 断面设计 （1）尽量减小土压力 。 （3） （4） 港口工程港口工程19 沉箱码头 适用： 缺点： 优点： 港口工程港口工程20 沉箱码头 港口工程港口工程21 沉箱码头 船用气囊上下水 港口工程港口工程22 沉箱码头 港口工程港口工程23 沉箱码头 断面形式 矩形沉箱 制作简单，浮游稳定性好，施工经验丰富，多 用于岸壁式码头。 1）对称式：最常用；2）非对称式：节省钢筋 砼，但制作麻烦，浮游稳定性差；3）开孔式： 对无掩护的港口，消能效果较好。 圆形沉箱（）

8、 1）受力条件好，浮游时产生径向水压力，壁内 产生压应力，使用时产生径向侧压力，壁内产生 拉应力；2）按构造配筋，用钢量少（填料侧压 力按储仓压力计算，数值不大，往往不起控制作 用）；3）腔体内不设隔板，砼用量减少，重量 减小，且空间大，施工方便；4）环形箱壁对水 流的阻力小。 港口工程港口工程24 沉箱码头 构造外形尺寸 宽度：沉箱的底宽应根据建筑物的稳定性和地基承载力确定，同时也要满足浮运吃 水，干舷高度和浮游稳定性的要求，若不满足，应尽量从施工上采取措施，如用起 重船或浮筒吊护，不得已才考虑增大宽度。 长度或直径：应根据施工设备能力，施工要求的最小尺寸及码头变形缝间距确定。 我国船厂生产

9、的一般在1012-1214m，约600800t，国内最大2000t，世界上最 大沉箱为我国为马尔太设计并利用马尔太船坞生产的沉箱，lbh=262621.5m， 约6400t。 高度：顶部高程宜适当放低，但不得低于现浇胸墙的施工水位，构造上沉箱要伸入 胸墙3050cm，以保证整体性。 港口工程港口工程25 沉箱码头 构造壁厚 作用：增大沉箱刚度，减小立板、底板的计算跨度，从而减小内力。 隔墙间距：35m，隔墙顶应比外壁低1020cm，便于封舱板或搭设工作平台，隔 墙上可以挖孔，以减小材料用量。 沉箱的外壁和底板的厚度应由计算确定，但壁厚25cm，一般取30-35cm，底板厚 度壁厚，一般取354

10、0cm。 应根据当地的材料，选用量大、便宜、易密实和易填充的填料，如：砂、块石、卵 石、开山土等。 构造纵、横隔墙 构造填料 港口工程港口工程26 沉箱码头 构造接缝构造 1）每隔一箱格在前后壁设置一个灌水孔，不设灌 水孔的箱格，应在隔墙上设置通水孔。 2）为了便于沉箱沉放时的定位，应在箱顶的四个 角上埋置拉环。 1）平接：当墙后设置抛石棱体或全部采用块石回 填时。 2）空腔对接：当墙后不设抛石棱体而全部采用砂 或开山土回填时，腔内设置倒滤层，平均缝宽5cm。 注意：沉箱接缝的底面防漏。 构造其它 港口工程港口工程27 扶壁码头 适用： 缺点： 优点： 港口工程港口工程28 扶壁码头 肋板：将

11、立板和底板连成整 体，并支撑立板和底板 底板：将上部荷载传给基床 立板：挡土并构成码头直立岸 壁。 组 成 港口工程港口工程29 扶壁码头 无底扶壁 翘尾式扶壁 将上部荷载传给基床 空腹式或折线式 可节省砼和钢筋，但配筋复杂， 施工麻烦，工程意义不大。 型 式 港口工程港口工程30 扶壁码头 长度：预制安装时，取决于起重能力，但H/3；干地现浇时，取变形缝 间距。 宽度：由结构稳定性和地基承载能力确定但构造上应满足：前趾长1m； 翘尾长底宽/4；翘尾角度。 高度：由码头水深和胸墙的底标高确定，且不低于胸墙的施工水位，护壁 顶端宜嵌入胸墙10cm。 构造外形尺寸 港口工程港口工程31 扶壁码头

12、肋板的材料用量在整个扶壁结构中占很大比重，肋板间距与肋板数量有关， 须经技术、经济比较加以确定： 对现浇多肋扶壁：1/21/3墙高或23.5m。 对预制扶壁：若预制件长14m时，壁厚应适当加厚。 其它： （1）应根据码头稳定和减小基床应力的需要设内趾和外趾（内趾采用圆环形， 外趾采用折线形），长度0.51.0m，且两者不宜相差过大。 （2）圆筒直接承受船舶荷载或圆筒顶设置轨道梁支撑柱时，应将圆筒上部的壁 适当加厚，形成加强圈梁。 港口工程港口工程40 大直径圆筒码头 构造外型尺寸 港口工程港口工程41 大直径圆筒码头 构造接缝 墙后回填细颗粒填料时：采用水下浇注砼堵缝或采用空腔对接，并在腔内浇

13、注 砼。 墙后用块石回填：采用预制的砼（钢筋砼）梯形条堵缝，或打钢管桩。 筒里回填细颗粒土，且圆筒放在抛石基床上应在圆筒底设置倒滤层，若圆筒采 用分段拼装时，应在拼装缝处设置弹性垫或倒滤棱体。 圆筒中心线到胸墙垫板之间的空挡应用防漏板覆盖3060cm。 港口工程港口工程42 大直径圆筒码头 构造接缝 港口工程港口工程43 格形钢板桩码头 组成：上部结构（即胸墙）、格 形墙体和墙后回填组成。格形墙 体由直腹式钢板桩形成的主格仓、 副格仓以及格仓内的填料组成。 格形钢板桩码头是一种较新型的 码头结构形式，对地基条件适应 能力强，施工速度快，占用场地 小，施工期具有较大的抗风浪能 力等。 格仓形式：

14、圆格形、平格形、四 分格形、偏圆格形 2013.04.19 港口工程港口工程45 重力式码头的组成 胸墙和墙身：是重力式码头 的主体结构，挡土、承受并 传递外力、构成整体，便于 安装码头设备。 基础：（1）扩散、减小地基 应力，降低码头沉降；（2） 有利于保护地基不受冲刷； （3）便于整平地基，安装墙 身。 墙后回填：（主要指抛石棱 体，倒滤层）减小土压力， 减小水土流失。 码头设施：供船舶系靠，装 卸作业。 港口工程港口工程46 重力式码头的结构型式 沉箱码头 港口工程港口工程47 方块码头 适用：地基较好，当地有大量石料，缺少钢材和冰况严重的情况。 缺点：水下工作量大，结构整体和抗震性能差，需要石料量大。 优点：耐久性好，基本不需要钢材，施工简单，不需要复杂的施工设 备，如果没有大型起重船，可把块体做得小一些。 港口工程港口工程48 方块码头 断面形式 卸荷板式 是衡重式的一种，卸 荷板的存在，减小了 墙背后的土压力，基 底应力较均匀，断面 和底宽大大减小，整 体稳定性较好。 衡重式 土压力减小，重心靠后 ，基底应力分布均匀， 横断面方向整体性好， 但结构重心靠上，抗震 性能差，且衡重式断面 在施工中存在后倾稳定 问题。 阶梯形 断面和底宽较大，材料用 量较多，横断面方向整体 性差，且地基应力不均匀。 港口工程港口工程49 （2）尽量使断面重心后移，以增大稳定，