港口水工建筑码头概论讲义课件

港口水工建筑

—码头概论大连水产学院土木工程学院港工教研室

桂劲松第一章码头概论其他载荷船舶载荷码头地面使用载荷码头结构上的作用及组合码头的分类和组成一、码头分类⑴顺岸式：满堂式、引桥式。⑵突堤式：窄突堤、宽突堤。（主要用于海港）⑶墩式：常用于外海开敞式码头

岛式：不设引桥的墩式码头，主要用于装卸石油。

第一节码头分类和组成1、按平面布置分类2、按断面形式分类⑴直立式：多用于水位变幅不大的港口，如海岸港、河口港。⑵斜坡式：多用于水位变幅较大的港口，如上、中游河港或水库港。⑶半直立式：适用于高水位时间较长，而低水位时间较短的情况，水库港。⑷半斜坡式：适用于枯水期较长而洪水期较短的山区河港。(5)多级式

3、按结构型式分类

重力式码头、板桩码头、高桩码头和混合式码头（1）重力式工作特点：是依靠结构本身及其上面填料的重量来维持稳定。特点：耐久性好，对超载、工艺变化适应能力最强。适用条件：地质条件较好的地基。

（2）板桩式工作特点：依靠板桩入土部分的侧向土抗力和安设在板桩上部的锚碇结构来维持其整体稳定。适用：除特别坚硬或过于软弱的地基外。

⑶高桩码头工作特点：通过桩台将作用在码头上的荷载经桩基传给地基。适用：软弱地基。⑷混合式码头

根据当地的地质、水文、材料、施工条件和码头的使用要求，也可采用各种不同型式的混合结构。如透空重力式结构等。4、按实体透空

实体式码头：重力式码头、板桩码头、前板桩高桩码头透空式码头：高桩码头、墩式码头5、按用途分类

货运码头、客运码头、工作船用码头、渔码头、军用码头、修船码头等.货运码头：件杂货、煤码头、油码头、集装箱码头等二、码头头的组成成部分１、上部部结构的的作用(1)将下部结结构的构构件连成成整体。。(2)直接承受受船舶荷荷载和地地面使用用荷载，，并将这这些荷载载传给下下部结构构。(3)作为防冲冲设施、、系船设设施、工工艺设施施和安全全设施的的基础。。２、下部部结构和基础的作用⑴支承上上部结构构，形成成直立岸岸壁。⑵将作用用在上部部结构和和本身上上的荷载载传给地地基。３、码头头附属设施施用于船舶舶系靠和和装卸作作业。第二节码码头头结构上上的作用用和组合合结构上的的作用施加在结结构上的的集中力力和分布布力，以以及引起起结构外外加变形形和约束束变形的的原因。。直接作用用集中力和和分布力力，工程程上习惯惯称之为荷载。间接作用用地基沉降降、砼收收缩变形形、湿度度变形等等。一、作用用的分类类１、按时时间变异异分类⑴永久作作用：在设计基基准期内内，其量量值随时时间的变变化与平平均值相相比可忽忽略不计计的作用用，如自自重力，，预加应应力，土土重力及由永久作用用引起的的土压力力等。⑵可变作作用：在设计基基准期内内，其量量值随时时间的变变化与平平均值相相比不可忽略的的作用，，如堆货货荷载、流动起重重运输机机械荷载、可变作用用引起的的土压力力、船舶荷载载、波浪力等等。⑶偶然作作用：在设计基基准期内内，不一一定出现现，但一一旦出现现其量值值很大且且持续时时间很短短的作用用，如地地震作用用。港口工程钢筋砼砼结构的设计基基准期为50年。2、按空间位置的的变化分类⑴固定作用：在结构上具有固固定分布的作用用，如自重力等等。⑵自由作用：在结构的一定范范围内可以任意意分布的作用，，如堆货，流动动轻重运输机械３、按结构的反反应分类⑴静态作用：加载过程中结构产生的加速度可可以忽略不计的的作用，如自重重力，土压力等等。⑵动态作用：加载过程中结构产生的加速度不不可忽略不计的的作用，如船舶舶的撞击力，汽汽车荷载等。二、作用组合合和作用代表值值的取值㈠、组合原则１.对实际有可能同同时出现的作用用，应按其最不不利情况进行组组合。２.对于不同的计算算项目，应分别别按各自的最不不利情况进行组组合。3.受水位影响的建建筑物，应把水水位作为一个组组合组合条件。。㈡、作用效应组合合和作用代表值值的取值承载能力极限状状态：⑴持久组合：永久作用和持续续时间较长的可可变作用组成的的作用效应组合合。⑵短暂组合：包含持续时间较较短的可变作用用所组成的作用用效应组合。⑶偶然组合：包含偶然作用所所组成的作用效效应组合。正常使用极限状状态：持久状况和短暂状况，其中持久状况作作用又可分为短期效应（频遇遇）组合和长期效应（准永永久）组合两种。２、作用代表值值的取值⑴对承载能力极极限状态，可变变作用应分别按按如下规定取值值：①持久组合：主导可变作用取取标准值，非主主导可变作用取取组合值。（组组合值是将标准准值乘以组合系系数，ψ＝0.7）②短暂组合：对由环境条件引引起的可变作用用，按有关结构构规范的规定确确定，其它作用用取可能出现的的最大值为标准准值。③偶然组合：按现行行业标准准《水运工程抗震设设计规范》中的有关规定取取值⑵、对正常使用极极限状态，可变变作用应分别按按如下规定取值值：①持久状况作用的的短期效应（频频遇）组合，取可变作用的的频遇值，即作作用在结构上时时而出现的较大大值。（标准值值乘以频遇值系系数ψ1=0.8）②持久状况作用用的长期效应（（准永久）组合合，取可变作用的的准永久值，即即作用在结构上上经常出现的量量值，它在设计计基准期内具有有较长的总持续续期。（标准值值乘以准永久系系数ψ2=0.6）③短暂状况：当需要考虑正常常使用极限状况况时，取标准值值。三.结构的设计状况况和极限状态设设计表达式1、承载能力极限限状态式中：Sd－作用效应设计计值，其表达式式与作用效应组组合有关；Rd－结构抗力设计计值。⑴持久组合式中：Gk，Q1k，Qik－分别为永久作作用、主导可变变作用和第I个非主导可变作作用的标准值。。CG，CQ1，Cqi－分别为永久作作用、主导可变变作用和第i个非主导可变作作用的效应系数数。γG－永久作用的分分项系数。γQ1，γQi－分别为主导可可变作用和第i个非主导可变作作用的分项系数数，按表1-2-2取值。Ψ－组合系数，ψ=0.7；γ0－结构重要性系系数。⑵、短暂组合式中：γQi－第i个可变作用的分分项系数，取值值按表3.3.5中所列数值减小小0.1。⑶偶然组合按《水运工程抗震设设计规范》有关规定执行。。２、正常使用极极限状态S－作用效应设计计值，如变形，，裂缝宽度和沉沉降量等的设计计值。R－限值，如规定定的最大变形，，裂缝宽度和沉沉降量等的设计计值。对正常使使用极限状态，，应分别考虑以以下可能的作用用效应组合。⑴持久状况的短短期效应（频遇遇）组合⑵持久状况的长期期效应（准永久久）组合⑶短暂状况当需要要考虑正常使用用极限状态时式中：Ss，S1－分别为作用的的短期效应（频频遇）和长期效效应（准永久））组合；S－短暂状况的效效应组合；ψ1，－频遇值系数数ψ1=0.8，ψ2,准永久值系数ψ2=0.6。第三节、码头地地面使用荷载堆货，人群，流流动机械，铁路，汽车等一、堆货荷载载堆货荷载的分区区与取值：码头头前沿地带，前前方堆场和后方方堆场不同的地带采用用不同的堆货荷荷载值。门座起重机：不不再考虑冲击系系数轮胎吊和汽车式式起重机：冲击击系数1.1~1.3缆车：用于河港港斜坡码头集装箱装卸桥：：未定型化二、流动起重重运输机械三、铁路和汽汽车荷载铁路汽车：10t,15t,20t,30t,55t五个等级冲击系数1.1-1.31、风和水流产生生的系缆力：一、船舶系缆缆力第四节、船舶荷荷载式中：∑Fx、∑Fy－分别为可能同同时出现的风和和水流对船舶产产生的横向分力力总和（KN）与纵向分力总总和（KN）。K－系船柱受力不不均匀系数。船舶荷载按其作作用方式可分为为：系缆力、挤挤靠力、撞击力力n－计算船舶同时时受力的系船柱柱个数,根据船长不同按按表1-4-1确定。αβ－系船缆的倾角角。海船码头α=30°，β=15°；河船码头，α=30°β=0°；孤立墩柱，α=30°，β=30°。K－系船柱受力不不均匀系数。由图示可知：Nx=NSinαCosβ，Ny=NCosαCosβ，Nz=Nsinβ式中：Nx，Ny，Nz－分别为系缆力力的垂直码头前前沿线，平行码码头前沿线和垂垂直码头面的分分力。⑴、风对船舶作作用的荷载计算风压力分力力：Fxw=73.6×10-5AxwVx2ξ，Fyw=49.0×10-5AywVy2ξ式中：Fxw，Fyw－分别为船体水水面以上横向和和纵向受风面积积（m2）。Vx，Vy－分别为计算风风速的横向和纵纵向分量。ξ－风压不均匀折折减系数。⑵、水流对船舶舶作用的荷载（（《荷载规范》P74附录E，经验公式）2、系缆力的取值值标准⑴、计算系缆力标标准值不应大于于缆绳的破断力力；⑵、计算系缆力力的标准值不应应低于规范规定定的下限值，若若低于则取下限限值。二、船舶挤靠靠力1、当橡胶护舷连连续布置时，挤挤靠力标准值：：Fj=Kj∑Fx/Ln(KN/m)2、当橡胶护舷间间断布置时，挤挤靠力标准值：：Fj’=Kj’∑Fx/n(KN)1、船舶靠岸时对对码头产生的撞撞击力E0＝Ｕ＝ρMVn2/2(KN·m)式中：ρ－有效动能系数数，采用0.7~0.8，M－船舶质量，按按满载排水量计计算，Vn－船