上海大港口工程学教学大纲

PAGEPAGE2《港口工程学》课程教学大纲课程名称1.中文名称：港口工程学2.英文名称：HarborEngineering3.课程号：31103210学时总学时54学时其中：授课54学时实验0学时考核方式考试适用专业适用于港口航道与海岸工程专业以及相关工程专业。课程简介本课程的主要学习内容包括港口总平面布置及其原则，码头、防波堤及修造船水工建筑物设计原理与计算方法。本门课程在教学计划中的地位、作用和任务本课程是港口航道与海岸工程专业的专业必修课。通过本课程的学习，学生可以掌握港口水工建筑物设计计算的基本理论和构造知识，为今后顺利地从事港口水工建筑物的设计工作打下牢固的基础。学生通过本课程的学习，初步掌握如何搜集、整理、分析设计所需的各种原始数据和资料，能够提出设计方案、进行经济技术比选、编制设计报告，完成港口水工建筑物施工图设计。课程内容和教学要求绪论（2学时）本课程主要内容和目的，港口水工建筑物工作特点，设计程序、设计所需资料，设计原则和要求，发展概况。第一章码头概论（2学时）内容：一、码头的分类和组成（0.5学时）码头的分类；码头的主要结构型式及其适用条件；码头的主要组成部份及各部份的作用。二、码头结构上的作用及组合（0.5学时）作用的分类及作用的代表值；结构的极限状态和设计状况；作用（效应）组合及其组合原则；极限状态设计表达式。三、码头地面使用荷载（0.5学时）堆货荷载、铁路荷载、汽车荷载、流动起重运输机械荷载、人群荷载。四、船舶荷载（0.25学时）系缆力、挤靠力、撞击力。五、其它荷载（0.25学时）水流力、冰荷载、土压力、水压力。要求：掌握码头的分类，荷载效应的组合，码头荷载类型重力式码头（6学时）内容：一、重力式码头的结构形式及其特点（1学时）主要介绍重力式码头的特点及适用条件。二、重力式码头的一般构造（1学时）主要介绍重力式码头的一般构造设计：基础、墙身和胸墙、墙后回填。三、重力式码头的基本计算（2学时）主要介绍重力式码头的设计状态及其设计计算内容；作用于重力式码头上的各种作用的标准值的确定原则和计算方法及活荷载的布置。四、方块码头（1学时）主要介绍方块码头的结构布置、构造设计和计算要点。五、沉箱码头（1学时）主要介绍沉箱码头的结构布置、构造设计和计算要点。要求：掌握重力式码头的构造设计和计算方法。板桩码头（6学时）内容：一、板桩码头的结构形式及其特点（2学时）板桩码头的基本组成部份及各部份的功用；施工工序；板桩码头的结构型式；优缺点及适用条件。二、板柱码头的构造（2学时）板桩墙、锚锭结构、拉杆、导梁和帽梁及胸墙、排水设施。三、单锚板桩码头的计算（2学时）（1）作用在板桩码头上的作用及其（效应）组合。（2）其他构件计算：锚碇结构计算、拉杆的计算、锚梁、导梁及胸墙结构的计算。（3）整体稳定性计算。要求：掌握板桩码头计算的各种方法。第四章高桩码头（8学时）内容：一、高桩码头的结构形式及其特点（1学时）高桩码头的基本组成及各部分功用；高桩码头的结构型式及其特点。二、高桩码头的一般构造（1学时）桩和桩帽、横梁与纵梁、面板与面层、靠船构件、构件的连接与搁置。三、高桩码头的结构布置（2学时）码头结构尺寸的确定；桩基的布置；上部结构的布置。四、板梁式高桩码头的计算（2学时）高桩码头的设计状况、计算内容；面板的计算、纵梁的计算、横向排架的计算和靠舶构件的计算。五、高桩码头构件强度和整体稳定验算（2学时）构件强度及抗裂性的验算；在轴向力和水平力作用下单桩承载力的计算；高桩码头整体稳定性验算。要求：掌握梁板式高桩码头的结构布置和计算。第五章开敞式码头（2学时）内容：主要介绍开敞式码头的环境特点、形式及其组成；固定式开敞式码头的设计内容和计算要点；单点系泊和多点系泊码头的基本组成及其受力特点。要求：了解开敞式码头的基本特点。斜坡式码头和浮码头（4学时）内容：一、斜坡码头（2学时）斜坡码头的特点、型式、适用条件；实体斜坡道和架空斜坡道的构造点和适用条件；缆车码头结构的构造及其特点。二、浮码头（2学时）浮码头的基本组成部及各部份功用；趸船的构造及其固定方式；锚系和锚的计算；撑杆、撑墩和定位墩的布置；钢引桥的升降架简介。要求：掌握斜坡式码头和浮码头的构造与结构设计。码头附属设施（4学时）内容：一、防冲设备（2学时）主要介绍橡胶护舷的型式及其性能特点和护舷的布置。二、系船设备（1学时）主要介绍系船柱、系船环和系船浮筒。三、其它码头附属设施（1学时）轨道结构、供水供电管沟、扶梯和阶梯、码头路面、护轮坎和系网环等设备。要求：掌握码头防冲设备、系船设备的作用。第八章防波堤与护岸（6学时）内容：一、概述（2学时）主要介绍防波堤的功能、类型及其适用条件；防波堤的纵轴线设计和设计波浪的确定方法和标准。二、直立式防波堤（2学时）直立式防波堤的基本组成部份及结构型式；波浪对直立式防波堤的作用；表现形态及立波波压力的计算。直立式防波堤的设计：断面尺度的拟定、结构构造设计，以及直立式防波堤的设计计算内容和计算方法。三、斜坡式防波堤（2学时）斜坡式防波堤的组成及各部份的功用；斜坡式防波堤的类型；波浪与斜坡式防波堤的相互作用。斜坡式防波堤的设计：断面尺度的拟定、结构构造设计，以及斜坡式防波堤的设计计算内容和计算方法。要求：掌握防坡堤的类型和功能，直立式防坡堤的设计。修造船水工建筑物（4学时）内容：一、概述（1学时）介绍修造船水工建筑物的型式（船台滑道、船坞、升船机等）和修造船水工建筑物的布置原则。二、机械化滑道的类型与主要尺度（1学时）机械化滑道的基本组成部份及部分功用；纵向机械化滑道的型式及其特点和各自的布置原则；横向机械化滑道的型式及其特点和各自的布置原则；各种机械化滑道的比较。三、机械化滑道的基础形式及其计算（1学时）设计水位的确定；滑道坡度和轨距的确定原则；滑道区、横移区和船台区的尺度；机械化轨道的基础结构型式、轨道荷载的确定原则与方法、轨道基础的计算要点。四、干船坞的组成、尺度与结构形式（1学时）干船坞的组成及船舶进出坞过程；船坞设备：船坞主要尺度的确定；船坞的灌、排水系统简介。干船坞的结构型式及其特点和适用范围；干船坞结构的计算要点。要求：掌握滑道和干船坞的设计。第十章港口水工建筑物抗震（6学时）内容：一、概述（1学时）介绍地震及其成因、地震烈度和港口水工建筑物的震害特点。二、结构的地震反应及设计反应谱（2学时）单质点系的地震反应；地震反应谱和设计反应谱；多质点体系地震反应的振型分解法；求多质点体系水平地震力的反应谱方法。三、地基和岸坡的抗震（1学时）场地、地基和岸坡与抗震设计的关系；砂土液化的预测及其抗液化措施；地基承载力和岸坡的抗震稳定性。四、地震作用（1学时）地震惯性力；地震土压力；地震动水压力。五、港口码头结构抗震设计要点（1学时）抗震设计的基本要求；结构抗震设计验算的原则和条件；结构抗震验算；抗震措施。要求：掌握码头结构的抗震设计要点。第十一章港口水工结构数值模拟（4学时）内容：一、概述（1学时）计算机的应用领域；计算机在港口工程中的应用现状及发展前景。二、结构内力计算程序设计（1学时）弹性支承连续梁结构；刚架结构；桩基墩台结构。三、建筑物稳定性计算程序设计（1学时）重力式结构稳定性计算；建筑物整体稳定计算。四、常用商务软件简介（1学时）结构计算软件；构件计算软件；结构综合分析软件；岸坡及地基分析软件；绘图软件。要求：掌握运用常用的结构内力计算软件进行码头结构的内力计算。实验内容无教材及主要参考资料1.教材：韩理安主编,席与耀主审.港口水工建筑物（第二版）,北京:人民交通出版社,2008.2.主要参考资料陈万佳主编.港口水工建筑物[M].北京:人民交通出版社,2001.中华人民共和国交通部.干船坞设计规范[S].北京:人民交通出版社,1987.严恺主编.海港工程[M].海洋出版社,1996.蒋宗燕主编.港航水工建筑物[M].北京:人民交通出版社,1998.交通部第一航务工程勘察设计院.海港工程设计手册(中册)[M].北京:人民交通出版社,1994.交通部基建管理司编.水运工程技术四十年[M].北京:人民交通出版社,1996.杨克己、韩理安编著.桩基工程[M].北京:人民交通出版社,1992.韩理安.柔性桩台横向排架的计算精度分析[J].长沙交通学院学报,1986(1):23-30．龚崇准,等.中国水利百科全书航道与港口分册[M].北京:中国水利水电出版社,2004.港口工程结构可靠度设计统一标准编写组.港口工程结构可靠度[M].北京:人民交通出版社,1992.交通部水运司.中国水运技术四十年[M].北京:人民交通出版社,2003.交通部第一航务工程勘察设计院.港口工程结构设计算例[M].北京:人民交通出版社,1999.陆震铨,祝国荣.地下连续墙的理论与实践[M].中国铁道出版社,1987.刘永锈.板桩和地下墙码头的设计理论与方法[M].北京:人民交通出版社,2006.范文田.地下墙柱静力计算[M].人民铁路出版社,1979.交通部第三航务工程勘察设计院.码头新型结构[M].北京:人民交通出版社,1999.韩理安,韩时琳.水平承载