港工课件-第一章

1、第一章 码头概论第一节 码头分类和组成一、码头分类1按平面布置分类 顺岸式：满堂式和引桥式 突堤式：窄突堤码头和宽突堤码头 墩式按平面布置分顺岸式突堤式墩式前沿线与岸线大体平行特点：占用岸线长，船舶靠离方便适用：河口港、河港前沿线与岸线大体垂直特点：占用河道宽度多，自然岸线短时优先使用适用：海港适用：码头面上没有移动装卸机械和车辆行驶的情况顺岸式 码头满堂式:码头与岸上场地沿码头全长连成一片，其前沿与后方的联系方便，装卸能力较大。引桥式码头用引桥将透空的顺岸码头与岸连接起来。突堤式 码头窄突堤码头：沿宽度方向是一个整体结构 宽突堤码头沿宽度方向两侧为码头结构，中间通过填筑构成码头地面 墩式码头

2、墩式码头由靠船墩、系船墩、工作平台墩、引桥、人行桥组成。墩台与岸用引桥连接，墩台之间用人行桥连接，船舶的系靠由系船墩和靠船墩承担，装卸作业在工作平台墩上进行。 不设工作平台墩的墩式码头第一章 码头概论第一节码头分类和组成直立式斜坡式半直立式半斜坡式多级式按断面形式分类2按断面形式分类直立式码头-适用于水位变化不大的港口，如海岸港和河口港；对于水位差较小的河港及运河港也很适用 斜坡式码头-适用于水位变化大的上、中游河港或水库港 半直立式码头-用于高水位时间较长，而低水位时间较短的水库港等 半斜坡式码头-用于枯水期较长而洪水期较短的山区河流 多级式直立码头-在水位差大且洪水期不长的上游河港。上级码

3、头供洪水期使用；下级码头供枯水期或一般水位时使用，而在洪水期被淹没 3按结构型式分类 重力式码头 板桩码头 高桩码头 混合式码头按结构型式分类第一章 码头概论第一节码头分类和组成重力式码头特点：靠自重抵抗建筑物滑动和倾覆，是对超载和工艺变化适应能力最好的一种耐久性结构。适用：较好地基板桩码头特点：靠打入地基中的板桩墙挡土，受有较大的土压力，钢筋混凝土板桩适用于万吨级以下的码头。钢板桩则可用于大型码头。适用：所有板桩可沉入的地基高桩码头特点：主要由上部结构和桩基组成，通过上部结构将作用在码头上的荷载经桩基传给地基，其耐久性、对超载以及工艺变化的适应能力较差。适用：软土地基货运码头客运码头工作船码

4、头渔码头军用码头修船码头 按用途分类4. 其它分类第一章 码头概论第一节码头分类和组成二、码头的组成部分 码头组成上部结构下部结构基础码头设备将下部结构的构件连成整体；直接承受荷载，并传给下部结构； 作为设置各种设施的基础支承上部结构，形成直立 岸壁； 将作用在上部结构和本身上的荷载传给地基。用于船舶系靠和装卸作业第一章 码头概论第一节码头分类和组成第二节 码头结构上的作用及组合 作用：施加在结构上的集中力和分布力以及引起结构外加变形和约束变形的原因，分为直接作用和间接作用两种。直接作用：集中力和分布力，工程上习惯称它们为荷载。间接作用：引起结构外加变形和约束变形的原因，如地基沉降、混凝土收缩

5、变形、温度变形等。 第一章 码头概论一、作用的分类 目的：作用效应组合的需要。（一）按时间的变异： 永久作用 在设计基准期内，其量值随时间的变化与平均值相比可忽略不计 可变作用 在设计基准期内，其量值随时间变化与平均值相比不可忽略 偶然作用 在设计基准期内，不一定出现，但一旦出现其量值很大且持续时间很短第一章 码头概论第二节 码头结构上的作用及组合（二）按空间位置的变化 固定作用 在结构上具有固定分布的作用 自由作用 在结构的一定范围内可以任意分 布的作用 （三）按结构的反应 静态作用 加载过程中结构产生的加速度可 以忽略不计的作用 动态作用 加载过程中结构产生不可忽略的 加速度的作用第一章

6、码头概论第二节 码头结构上的作用及组合二、作用组合作用组合持久组合承载能力短暂组合极限状态偶然组合正常使用 持久状况极限状态短暂状况永久作用和持续时间较长的可变作用组成的作用效应组合包括持续时间较短的可变作用所组成的作用效应组合包含偶然作用所组成的作用效应组合短期效应(频遇)组合长期效应(准永久)组合第一章 码头概论第二节 码头结构上的作用及组合三、作用代表值的取值 作用代表值标准值作用的主要代表值频遇值作用在结构上时而出现的较大值准永久值 代表作用在结构上经常出现 的量值，它在设计基准期内 具有较长的总持续期 第一章 码头概论第二节 码头结构上的作用及组合永久作用的代表值：标准值为唯一代表值

7、可变作用的代表值：标准值、频遇值和准永久值。应按不同极限状态和组合分别取其代表值。如：对于承载能力极限状态下的持久组合-主导可变作用取标准值；非主导可变作用取组合值，组合值是将标准值乘以组合系数。偶然作用的代表值：一般根据观测和试验资料或工程经验综合分析确定。第一章 码头概论第二节 码头结构上的作用及组合正常条件下，结构使用过程中的状况设计状况持久状况短暂状况偶然状况结构施工和安装等持续时间较短的状况结构承受设防地震等持续时间很短的状况四、设计状况第一章 码头概论第二节 码头结构上的作用及组合作用组合持久组合承载能力短暂组合极限状态偶然组合正常使用 持久状况极限状态短暂状况短期组合长期组合持久

8、状况持久状况短暂状况偶然状况必要时按短暂状况第一章 码头概论第二节 码头结构上的作用及组合五、设计表达式 （一）承载能力极限状态 设计表达式为：SdRd 式中：Sd作用效应设计值，如法向应力、剪 力和弯矩等的设计值，与作用效应 组合有关； Rd结构抗力设计值，如抗压、抗拉、 抗剪和抗弯强度等的设计值。 第一章 码头概论第二节 码头结构上的作用及组合1、持久组合式中：Gk、Q1k、Qik 分别为永久作用、主导可变作用和第i个非主导可变作用标准值； CG、CQ1、CQi 分别为永久作用、主导可变作用和第i个非主导可变作用的效应系数； rG -永久作用的分项系数； rQ1、rQi -分别为主导可变作

9、用分项系数和第i个非主导可变作用分项系数； 组合系数，取07； r0 结构重要性系数，一般港口的主要建筑物采用 二级。 第一章 码头概论第二节 码头结构上的作用及组合2、短暂组合 3、偶然组合 按水运工程抗震设计规范有关规定执行 第一章 码头概论第二节 码头结构上的作用及组合 （二）正常使用极限状态设计表达式为：S R式中：S作用效应设计值，如变形、裂缝宽度和 沉降量等的设计值； R限值，如规定的最大变形、裂缝宽度和 沉降量等的设计值。1、持久状况的短期效应(频遇)组合 2、持久状况的长期效应(准永久)组合 3、短暂状况当需要考虑正常使用极限状态时第一章 码头概论第二节 码头结构上的作用及组合

10、第三节 码头地面使用荷载一、堆货荷载与人群荷载 作用在港口工程结构上的堆货荷载标准值，应根据堆存货种、装卸工艺确定的堆存情况，结合结构型式、地基条件和不同计算项目并考虑今后港口发展等进行综合分析后确定。根据码头作业的客观情况和使用经验，现行荷载规范将堆货荷载分成三个区域：码头前沿区、前方堆场和后方堆场。第一章 码头概论1、前沿区 一般情况下仅做为流动起重运输机械、门机和火车的通道和货物的倒载场地。 宽度： 有门机的码头：14m 没有门机的海港码头：10m 河港码头：48 m2、前方堆场 是港口利用率最高的堆场，因为这个地带使用最方便，货物水平运距最短。宽度： 有门机的码头，按门机吊臂可伸到的范

11、围确定的；不设门机的码头，可根据各港采用的装卸设备和管理情况确定。第一章 码头概论第三节 码头地面使用荷载3、后方堆场是指前方堆场以后的堆场。后方堆场堆货荷载通常位于港口水工建筑物边缘或以外，对码头结构设计一般影响很小，主要用于堆场地坪设计。人群荷载对于客运码头的人行栈桥、引桥、专用码头中的人行检修道和各类码头中有可能作为人行通道的部位，均应考虑人群荷载。 第一章 码头概论第三节 码头地面使用荷载二、流动起重运输机械荷载1、门座起重机荷载 门座起重机荷载应按实际机型确定。当缺乏实际资料时，国产门机荷载标准值可根据其最大起重量、最大幅度、轨距按荷载规范采用。 123A8801000880B880

12、600320C320200320D320600880荷载代码：Mh-4-25第一章 码头概论第三节 码头地面使用荷载2、轮胎式起重机荷载 轮胎式起重机又称轮胎吊，虽然越野和爬坡能力较差，行驶速度较慢，但机动灵活，能四面进行工作，使用方便，在内河中小港口应用较普遍3、汽车式起重机荷载汽车起重机的越野性能好，适用于流动性较大的场所作业。但进行作业时不能吊货行驶，加之起重效率低，又不能配用抓斗装卸散货，所以在中小港口用得不太普遍，仅只能做点辅助作业，固定用于港口进行装卸作业的较少。第一章 码头概论第三节 码头地面使用荷载三、铁路和汽车荷载1、铁路荷载 铁路列车由机车和车辆组成。由于港口铁路所用机车和

13、车辆的型号甚多，设计时一般不采用实际机车和车辆的轴压力，而是采用中华人民共和国铁路标准荷载(又称中一活载)。按此图式计算时，按其最不利的情况截取任意数量的荷载加载。普通活载一般对大跨度结构起控制作用，特种活载一般对小跨度(小于3-5m)结构起控制作用。第一章 码头概论第三节 码头地面使用荷载2、汽车荷载 作用在港口建筑物上的汽车荷载，包括各级汽车和平板挂车荷载。汽车荷载按单辆汽车总重量分为：10t、15t、20t、30t、55t汽车五个等级，其技术指标和平面尺寸按附录一的规定采用。 30 t 汽车平面尺寸第一章 码头概论第三节 码头地面使用荷载第四节 船舶荷载 一、船舶系缆力系缆力：通过系船缆

14、而作用在码头系船柱(或系船环)上的力，主要由风作用产生。 当码头前沿水流较大时，系缆力应考虑风与水流可能同时出现的对计算船舶共同作用所产生的横向分力总和Fx 和纵向分力总和Fy 。 第一章 码头概论 系缆力标准值N及其垂直于码头前沿线的横向分力Nx，平行于码头前沿线的纵向分力Ny和垂直于码头面的竖向分力Nz ，可按下列公式计算：第四节 船舶荷载K-系船柱受力分布不均匀系数,与实际受力的系船柱数目有关；n-计算船舶同时受力的系船柱数目,与船长有关； -系船缆水平投影与码头前沿线所成夹角,与结构类型有关； -系船缆与水平面之间的夹角,与结构类型有关。荷载规范规定计算系缆力标准值不应大于缆绳破断力，

15、且不小于规范规定的下限值。第一章 码头概论第四节 船舶荷载二、船舶挤靠力 挤靠力：系泊中的船舶，在吹拢风或横流的作用下，通过防 冲设施对码头产生的力。 1防冲设施连续布置式中： -挤靠力分布不均匀系数，采用1.1； -可能同时出现的风和流对船舶作用产生的横向 分力总和(kN)； -船舶直线段与防冲设施接触长度(m)。 第一章 码头概论第四节 船舶荷载 2、防冲设施间断布置 作用于一组或一个防冲设施上的挤靠力标准值按下式计算：式中： -挤靠力不均匀系数，取1.3； n -与船舶接触的防冲设施组数或个数。 第一章 码头概论第四节 船舶荷载三、船舶撞击力撞击力：船舶撞击码头产生的力。 按发生的原因可分为船舶靠向码头时产生的撞击力和系泊中船舶受横向波浪作用产生的撞击力。 船舶撞击码头时产生的有效撞击能量，通过防冲设施、码头和船舶的变形全部转化外力做功。船舶靠岸时撞击力的标准值应根据船舶有效撞击能量和橡胶护舷性能曲线确定。 船舶靠岸时的有效撞击能量：式中： - 有效动能