7土木工程概论

1、原是土木工程的一原是土木工程的一个分支，随着港口个分支，随着港口科学技术的发展，科学技术的发展，已成为相对独立的已成为相对独立的学科，但仍和土木学科，但仍和土木工程有密切的关系。工程有密切的关系。 港口工程是兴建港口工程是兴建港口港口所需所需工程设施工程设施的总称，而港口是的总称，而港口是供船舶供船舶安全进出安全进出和和停泊停泊的运输枢纽。港口主要包括以下几的运输枢纽。港口主要包括以下几个方面的内容：个方面的内容：是具有是具有水陆联运设备和条件水陆联运设备和条件的，有一定面积的的，有一定面积的水域和陆域水域和陆域；是供船舶是供船舶出入和停泊出入和停泊、旅客旅客及及货物货物集散并交换运输方式的场

2、地；集散并交换运输方式的场地；为船舶提供为船舶提供安全停靠和进行作业安全停靠和进行作业的设施，并为船舶提供的设施，并为船舶提供补给、修理补给、修理等技术服务和生活服务。等技术服务和生活服务。 港口分类 港湾：天然掩护的自然港湾，可供船只停泊或临时避风的地方。 避风港：船舶在航行途中，或海上作业过程中躲避风浪的港口。 海港：在自然地理条件和水文气象方面具有海洋性质的港口。分为海岸港和河口港。 海岸港位于有掩护的或平直的海岸上。 河口港位于入海河流河口段，或河流下游潮区界内。 河港：位于河流沿岸，且有河流水文特征的港口。如武汉港、南京港、重庆港。重庆朝天门码头武汉港 水库港：建于大型水库沿岸的港口

3、。 湖港：湖泊沿岸或江河入湖口处的港口。商港上海港 商港：以一般商船和客货运输为服务对象的港口。 工业港：临近江、河、湖、海的大型工矿企业直接运输原材料及输出制成品而设置的港口。 散货港：专门装卸大宗矿石、煤炭、粮食河砂石料等散货的港口。深圳蛇口工业港 油港：专门装卸原油或成品油的港口。 渔港：为渔船停泊、鱼货装卸、保鲜、冷藏加工、修补渔网和渔船生产及生活物质补给的港口。 军港：供舰艇停泊并取得补给的港口。沙特阿拉伯石油码头港口组成水域水域陆域陆域进港进港航道航道防波堤防波堤港内锚地港内锚地港内锚地港内锚地大连港7.2 港口规划与布置港口的组成港口的组成港口水域港口水域( (航行、运转、锚泊和

4、停泊装卸航行、运转、锚泊和停泊装卸) )水域包括水域包括进港航道进港航道、港地港地、锚地锚地、防波堤等防波堤等( (分为港外水域分为港外水域和港内水域和港内水域) )港口陆域港口陆域( (供旅客集散、货物装卸、货物堆存和转载之用供旅客集散、货物装卸、货物堆存和转载之用) )陆域包括陆域包括码头、港口仓库及货场、铁路及道路、装卸及运码头、港口仓库及货场、铁路及道路、装卸及运输机械、港口辅助生产议备输机械、港口辅助生产议备适当深度和面积，水适当深度和面积，水流平缓，水面稳定流平缓，水面稳定要求有适当的高程，要求有适当的高程，岸线长度和纵深岸线长度和纵深 港口的规模、泊位数目、库场面积、装卸设备数量

5、以及疏运设施等皆以吞吐量为依据进行设计。远景货物吞吐量。 船舶的性能、尺度及今后发展趋势也是港口规划设计的主要依据。 选址：优良港址无论从各个方面考虑都应有其自身的优势。港口规划港址的选择港址的选择 有广阔的经济腹地，以保有广阔的经济腹地，以保证有足够的资源；证有足够的资源；与腹地有方便的交通运输与腹地有方便的交通运输联系；联系；与城市发展相协调；与城市发展相协调；有发展余地，满足有发展余地，满足30-5030-50年年的港口发展要求；的港口发展要求；满足船舶航行与停泊要求；满足船舶航行与停泊要求；有足够的岸线长度和陆域有足够的岸线长度和陆域面积；面积；能满足船舰调动的迅速性；能满足船舰调动的

6、迅速性；对附近水域、陆地及自然对附近水域、陆地及自然景观不产生不利影响；景观不产生不利影响；尽量利用荒地，少占良田。尽量利用荒地，少占良田。 连云港利用岛屿掩护减少了防波堤的建设工程量。连云港因为岛屿的防波作用，港口不用建设防波堤。 利用海湾天然地形，在深水填筑陆地，修建港口。天津港 港口布置遵循原则：统筹安排、合理布局、远近结合和分期建设。 布置方案是规划阶段最重要的工作之一，港口布置的基本类型：自然地形布置（天然港）、挖入内陆和填筑式。港口布置 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、突堤式和挖入式。码头布置7.3 码头

7、建筑 顺岸式 优点：陆域宽阔、疏运交通方便、工程量小。顺岸式顺岸式重庆朝天门码头码头布置 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。码头布置突堤式码头（宁波港） 挖入式 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。码头布置挖入式挖入式加拿大港口 随着船舶大型化和高效率装卸设备的发展，外海开敞式码头逐步被推广。开敞式开敞式天津港集装箱码头 按前沿断面分类 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。码头形式 半

8、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。码头形式 按结构形式分类 重力式：地基较好的码头 板桩式：墙高不大的码头（小于10m）码头形式重力式码头板桩式码头 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。码头形式高桩码头 还可分为岸壁式和透空式两大类。 岸壁式背面有回填土，受土压力作用。 透空式建筑在稳定的岸坡上，一般没有挡土部分，或有独立挡土部分。码头形式透空式码头岸壁式码头防波堤防波堤 防波堤一般位于港口水域外围，用以防波堤一般位于港口水域外围，用以抵御风浪抵御风浪、阻止波阻止波浪浪和和漂砂

9、漂砂进入港内、进入港内、保证港内有平稳水面的水工建筑物保证港内有平稳水面的水工建筑物。此。此外，防波堤还可起到防止港池淤积、波浪冲蚀岸线及防冰、外，防波堤还可起到防止港池淤积、波浪冲蚀岸线及防冰、防冻的作用。防冻的作用。 防波堤的防波堤的形式比形式比较多样较多样，结构形，结构形式的选择主要取式的选择主要取决于决于水深水深、潮差潮差、波浪波浪、地质地质等自等自然条件及然条件及材料来材料来源源、使用要求使用要求和和施工条件施工条件等，经等，经方案比较决定。方案比较决定。 防波堤通常可按平面形式和结构形式进行分类，防波堤通常可按平面形式和结构形式进行分类，按防波堤堤线平面布置形式有按防波堤堤线平面布

10、置形式有单突堤式单突堤式、双突堤式双突堤式、岛堤式岛堤式和和混合式混合式。双突堤大连港防波堤的平面布置类型有：类型有： 斜坡式斜坡式 直立式直立式 混合式混合式 透空式透空式 浮式防波堤浮式防波堤 喷气消波喷气消波 射水消波射水消波理论和实验研究表明，波浪的能量大部理论和实验研究表明，波浪的能量大部分集中在水体的表层分集中在水体的表层，在表层，在表层两两倍倍和和三倍三倍波高的水层厚度内分别集中了波高的水层厚度内分别集中了90%90%和和98%98%的波能。由此产生了适的波能。由此产生了适应波能该分布特点的特殊形式防波堤，包括应波能该分布特点的特殊形式防波堤，包括透空式防波堤透空式防波堤( (透

11、空堤透空堤) )、浮浮式防波堤式防波堤( (浮堤浮堤) )、压气式防波堤压气式防波堤( (喷气堤喷气堤) )和和水力式防波堤水力式防波堤( (射水堤射水堤) )等。等。 采用混凝土、块石或其他材料做成采用混凝土、块石或其他材料做成障碍物的形障碍物的形式式直接或间接地直接或间接地保护河岸保护河岸，并保持适当的，并保持适当的整治整治线线和和适当水深适当水深的便于通航的一种工程。的便于通航的一种工程。 直接护岸：直接护岸： 护坡护坡 护岸墙护岸墙间接护岸：间接护岸： 潜堤潜堤 丁坝丁坝直接护岸是利用护坡或护岸墙等形直接护岸是利用护坡或护岸墙等形式加固天然岸边，抵抗侵蚀。式加固天然岸边，抵抗侵蚀。利用

12、沿岸建筑的丁坝或潜堤，促使利用沿岸建筑的丁坝或潜堤，促使岸滩前发生淤积，已形成稳定的新岸滩前发生淤积，已形成稳定的新岸坡。岸坡。 7.5 护岸建筑 护坡护坡 护坡一般是用于加固岸护坡一般是用于加固岸坡。坡。护坡坡度常较天然岸护坡坡度常较天然岸坡为陡，以节省工程坡为陡，以节省工程量，但也可接近于天量，但也可接近于天然岸坡的坡度。然岸坡的坡度。 护岸墙护岸墙 护岸墙多用于保护陡岸，以往常将墙面做成护岸墙多用于保护陡岸，以往常将墙面做成垂直垂直或或接近垂直接近垂直的。当波浪冲击墙面时，激溅很高，下落水体对于墙后填土有很的。当波浪冲击墙面时，激溅很高，下落水体对于墙后填土有很大的破坏力。此外，大的破坏

13、力。此外，护坡护坡和和护岸墙护岸墙的的混合式护岸混合式护岸也颇多采用，在也颇多采用，在坡岸的坡岸的下部做护坡下部做护坡，在，在上部建成垂直的墙上部建成垂直的墙，这样可以，这样可以缩减护坡的缩减护坡的总面积总面积，对墙脚也有保护。，对墙脚也有保护。潜堤潜堤 间接护岸不直接修建护岸，而是通过修造其他构筑物间接护岸不直接修建护岸，而是通过修造其他构筑物消减波消减波浪浪、改变水流方向改变水流方向、拦截水流拦截水流，达到护岸的目的，所修建的这些，达到护岸的目的，所修建的这些构筑物就是间接护岸。常见的有构筑物就是间接护岸。常见的有潜堤、丁坝潜堤、丁坝等形式。潜堤位置布等形式。潜堤位置布置在波浪的破碎水深以

14、内而临近于破碎水深之处，置在波浪的破碎水深以内而临近于破碎水深之处，大致与岸线平大致与岸线平行行，堤顶高程应在，堤顶高程应在平均水位以下平均水位以下，并将堤的顶面做成斜坡状。修，并将堤的顶面做成斜坡状。修筑潜堤的作用不仅是消减波浪，也是一种积极的护岸措施。筑潜堤的作用不仅是消减波浪，也是一种积极的护岸措施。 丁坝丁坝 丁坝自丁坝自岸边向外伸出岸边向外伸出，对斜向朝着岸坡行进的波浪和与岸平，对斜向朝着岸坡行进的波浪和与岸平行的沿岸流都具有阻碍作用，同时也阻碍泥沙的沿岸运动，使泥行的沿岸流都具有阻碍作用，同时也阻碍泥沙的沿岸运动，使泥沙落淤在丁坝之间，沙落淤在丁坝之间，使滩地增高使滩地增高，原有岸地就更为稳固。丁坝的，原有岸地就更为稳固。丁坝的结构形式很多，有透水的、不透水的；其横断面形式有直立式的、结构