《土木工程概论》课件 第10章 港口工程

1

港口分类与组成港口及其分类

港口的组成2

港口规划与布置自然地形布置

突堤式布置挖入内陆布置3

港口主要建筑码头的分类

码头的组成部分重力式马头

板桩码头

高桩码头4

港口工程未来发展5

本章小结第10章港口工程上海洋山港四期自动化码头2017年上海洋山港四期自动化码头正式开港试运营，这是世界上智能

化程度最高的自动化集装箱码头之一，也是全球一次性建成投运、单体规

模最大的自动化集装箱码头。洋山港四期由振华重工和上港集团通力合作，

双方分别自主研制了设备控制系统和码头智能控制系统，组成了洋山港四

期的“神经”和“大脑”,打破了国外技术垄断，让国内自动化码头首次

用上“中国芯”。2021年9月，复刻了洋山港四期技术亮点的上港集团以色列海法新港

正式开港，这也标志着中国开始向发达国家输出“智慧港口”先进的技术

和管理经验。Port1Shanghai,China2

Singapore3

Ningbo-Zhoushan,China4Shenzhen,China5Guangzhou

Harbor,China6

Busan,South

Korea7Qingdao,China8

Hong

Kong,SAR,China9

Tianji,China10

Rotterdam,The

NetherlandsVolume2021(MillonTEU)47.0337.4931.0728.7724.1822.7123.7117.820.2715.3Volume2020(MlionTEU43.536.628.7226.5523.1921.5922.0017.9518.3514.35Volume2019Milion

TEU)43.3037.2027.4925.7723.2321.9921.0118.3017.3014.82Volume2018(Mlon

TEU)42.0136.626.3527.7421.8721.6618.2619.61614.51Volume2017(MllionTEU)40.2333.6724.6125.2120.3720.4918.320.7615.0713.73

课程思政来源：https://www.worldshipping.org/世界十大港口排名(近五年)上海洋山港四期自动化码头以色列海法新港自动化码头港口是综合运输系统中水陆联运的重要枢纽，是货物和旅客集散、变换运输方式的场地，有一定面积的水域和陆域供船舶出入和停泊，可以为船舶提供安全停靠、作业设施以及提供补给、修理等技术服务。按功能用途分类1

港口分类与组成避风港游艇港贸易港军港渔港分类主要港口名称沿海主要港口大连港、营口港、天津港、秦皇岛港、青岛港、烟台港、日照港、上海港、宁波-舟山港、(19个)连云港、厦门港、福建港、广州港、深圳港、珠海港、汕头港、湛江港、防城港、海口港内河主要港口(28个)泸州港、重庆港、宜昌港、荆州港、武汉港、黄石港、长沙港、岳阳港、南昌港、九江港、芜湖港、安庆港、马鞍山港、合肥港、湖州港、嘉兴内河港、济宁港、徐州港、无锡港、杭州港、蚌埠港、南宁港、贵港港、梧州港、肇庆港、佛山港、哈尔滨港、佳木斯港海岸港河口港内河港1

港口分类与组成全国主要港口名录(交通运输部公布)按地理位置分类航道是河、海主航道和港池间供船舶安全进出

港口的航行通道，需有足够的水深和宽度锚泊地是指具备天然或人工掩护条件、能抵御强风浪的水域，专供船舶待泊、接受检疫、过

驳作业或编解船队等港池是与码头陆域毗邻的供船舶靠离码头、改换航向、装卸作业和水上过驳作业的水域，包

括码头前沿水域、船舶调头水域和港内锚地等1

港口分类与组成港口由港界内的所有区域和设施构成，具体可分为港口水域和港口陆域两大部分。

港口水域包含航道、锚泊地和港池等。在自然条件相对不利的海港，还会建设防波堤，以确保船舶系泊的稳定性ruheypointmPoEstuaryVittoria

BayBerth8LandsideRestricted

Zonesecurity

Regulated

Port

BdySecurity

Regulated

Port

LandDredgeChannel西澳大利亚库姆巴纳港平面布置图Geographe

BayKoombanaPotAdmin

BudingtWingeDive防波堤是用于围护港池、防御波浪、保持水面平稳以便船舶停泊和作业的水工建筑物KoombanaDrveBunburyCBD港口水域LegendBerth

6港口由港界内的所有区域和设施构成，具体可分为港口水域和港口陆域两大部分。港口陆域用于构筑码头、设置装卸机械、布置库场、港区道路及港口有关的辅助设施港口陆域码头是供船舶靠泊、货物装卸、连接港口水域和

陆域，并且为旅客上下船提供服务的水工建筑物港口铁路和道路是港口内陆交通系统的重要组成部分。两者相互补充，构建了港口内陆交通的多

模式物流体系，提高了港口的整体效率和适应性港口库场是港口内用于存储和处理各类货物的关

键场地，用于货物的短期存储、分拣和转运，适

应不同货物种类和规模的存储需求，同时作为货物的中转点，实现不同运输工具之间的高效过渡俄罗斯新罗西斯克港口平面布置图1

港口分类与组成·

特

点

：码头与陆地之间无突出结构，港口设施与自然地形相协调，沿岸线展开，利用自然岸线作为天然的避风掩体。

通常适用于水域相对宽阔，波浪相对较小，水深适中的地区·

优点：可以有效利用天然岸线建筑码头，工程量小，泊位可占用的陆域面积较大，便于仓库、堆场及其他辅助设备的

设置，大型装卸机械可以灵活调度，适合于杂货或集装箱作业·

局限性：不适用于需要靠泊大型船只和在深水区域进行装卸作业的情况，在波浪较大的水域，受波浪的影响较明显挖入内陆式布置自然地形布置2

港口的规划与布置港口规划与布置是指对港口不同时期客货吞吐量的预测及相应拟定的建设规模、设施布置和分期建设安排等。港口的三种基本形式为自然地形布置、突堤式布置、挖入内陆式布置·

特点：通过向水域延伸的人工或天然结构，形成一个或多个突出的区域，从而容纳大型船只，减小波浪影响·

优

点

：可以节省自然岸线，在一定的水域范围内可建设较多的泊位，使整个港区布置紧凑，便于集中管理。根据突堤

的相对宽度，又可分为宽突堤和窄突堤·

局限性：在河道、河口处，由于突堤式需伸向河流内，改变原有的水流形态，容易引起泥沙冲淤，并且过多的占用河

道宽度会影响船舶通航，在这种情况下，突堤式布置形式不再适用自然地形布置挖入内陆式布置2

港口的规划与布置港口规划与布置是指对港口不同时期客货吞吐量的预测及相应拟定的建设规模、设施布置和分期建设安排等。港口的三种基本形式为自然地形布置、突堤式布置、挖入内陆式布置·

特点：码头、港池水域向陆域内侧开挖而成的布置型式·

优点：①能充分利用天然岸线，在有限的岸线上可以根据需要建设较多的泊位；②当主航道船舶航行密度较大、河道较窄时，不影响船舶航行；③掩护条件较好，选择合适的港池轴线，可有效避开风和浪，在降雨天数较多的地区，便于修建雨棚，可全天候作业；④由于挖入式港池是在向岸的陆域一侧开挖而成的，因此不影响河道的泄洪能力·

局限性：当河流流速、含沙量较大时，港池内淤积严重，维护工作量较大，并且当开挖工作量较大时，工程造价较高突堤式布置挖入内陆式布置自然地形布置港口规划与布置是指对港口不同时期客货吞吐量的预测及相应拟定的建设规模、设施布置和分期建设安排等。港口的三种基本形式为自然地形布置、突堤式布置、挖入内陆式布置2

港口的规划与布置码头作为港口水域和陆域的交接线，是停靠船舶、上下旅客或装卸货物的场所，也是港口不可或缺的水工建筑物，根据不同划分方法，可将码头分为不同的类型3

港口的主要建筑功能用途·

货运码头·

客运码头·

滚装码头·

修船码头断面形式·

直立式码头·

斜坡式码头·

多级式码头平面布置·

顺岸式码头·

突堤式码头·

墩式码头·

岛式

码

头结构形式·

重力码头·

板桩码头·

高桩码头趸船

趸船1“皮带机2皮带机钢引桥3皮带机牵引4皮带机组成部分重力式码头板桩码头高桩码头主体结构上部结构胸墙帽梁和胸墙梁板、靠船构件或承台下部结构墙身地基以上板桩地基以上部分基桩基础基床地基以下板桩地基以下部分基桩码头附属设施系船设施、防冲设备、爬梯、登船梯、栏杆、护轮坎等码头由主体结构和码头附属设施组成。主体结构进一步细分为上部结构、下部结构和基础。不同结构型

式码头在上部结构、下部结构和基础的构成方面存在显著差异。不同结构形式码头组成部分系暂柱

预制烈梁3港口的主要建筑重力式码头示意图板桩码头示意图高桩码头示意图预制模梁预制面板组成部分重力式码头板桩码头高桩码头主体结构上部结构胸墙帽梁和胸墙梁板、靠船构件或承台下部结构墙身地基以上板桩地基以上部分基桩基础基床地基以下板桩地基以下部分基桩码头附属设施系船设施、防冲设备、爬梯、登船梯、栏杆、护轮坎等码头由主体结构和码头附属设施组成。主体结构进一步细分为上部结构、下部结构和基础。不同结构型式码头在上部结构、下部结构和基础的构成方面存在显著差异。不同结构形式码头组成部分·

上部结构具有将下部结构构件整合为整体的功能，直接承担船舶荷载和地面使用荷载，并将这些荷载传递

至下部结构；同时，为码头附属设施的安装提供支撑·下部结构形成适应船舶靠泊、作业和水深需求的直立墙身，支持上部结构，并将作

用在上部结构和自身上的荷载传递至基础3港口的主要建筑·

胸墙和墙身是重力式码头的主体结构，构

成了船舶系靠所需的直立墙面，阻挡墙后

回填料坍塌，承受作用在码头上的各种作

用，并将其传递到下面的基础，还是将墙身连成整体的结构，可用于固定防冲设施、

系船设施、系网环、爬梯等·

基础是将桩身传递的外力扩散到较大范围

的地基上，从而减小地基应力和建筑物的

沉降，保护地基免受波浪和水流的淘刷，

整平基面，便于墙身的安装和砌筑·

墙后回填料的作用是形成码头地面。·

附属设施包括：靠船设备和系船柱，用于

减小船舶对码头的撞击力并系挂停靠船舶倒滤层墙

身基础重力式码头示意图重力式码头重力式码头作为一种主要的码头结构形式，靠自身重量来维持结构的抗滑和抗倾覆稳定性。重力式码头主要由胸墙、墙身、基础、墙后回填料和码头附属设施等组成3

港口的主要建筑系船柱设计低水位护舷胸墙

设计低水位码头地面回填土3

港口的主要建筑优点：耐久性好，施工工艺简单，对施工机械

要求低，结构用钢量少缺

点：水下工作量大、施工速度慢、结构整体

性和抗震性能较差，因

此仅适用于地基较好、

石料供应充沛的地区优

点

：用钢量比沉箱结

构少，施工速度比块体

结构快，耐久性与沉箱

结构相当缺

点

：结构整体性、施

工期稳定性较差优

点：施工速度快，水下工作量小，整体性好，抗震性能强缺

点

：耐久性不如块体

结构，用钢量较大，且

需要专门的设备进行沉

箱预制、浮运、沉放优点：结构简单、施工

速度快、造价低，沉入

式结构还可适应软土地

基情况缺点

：需要预制好后再安装，因此对起重设备

要求较高110z+7.20□+6.00隔砂板▽+3.90底板立板一800块体码头20130混凝土胸墙花岗石镶面一混凝土方块一倒滤层5-100k88

重力式码头：按墙身结构，可分为块体结构、沉箱结构、扶壁结构、格形钢板式等72.20z₁.20格仓内回填中粗砂(振冲密实)

≥32

D,≥60%格体中心线□-14.504.70

设计高水位z3.05

设计低水位、0.37_-12.50格形钢板式码头16.50-23.5175001900墙后水力吹填砂≥2-12.5扶壁式码头沉箱码头基床回填中租砂(振冲密实)(4≥32)诞填中粗影(振动压实)4.401100410504s

o

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n

2

责

a

*

w=5当『9.5

直翻

产

界概

出6@165肋板37000一胸墙4

)

2·板桩墙由连续打入或沉入地基的板形桩(简称板桩)直立墙面，板桩主要有钢板桩和钢筋混凝土板桩两种。为了使各单根

板桩连成整体，在板桩墙顶部加帽梁·拉杆：对于高度较大的码头，板桩墙后的土压力较大，为减小板桩的跨中弯矩和墙体上端向水侧方向的倾斜，通常板桩墙体

上部加拉杆予以锚碇·导梁是设置在拉杆与板桩墙连接处的结构

用于将拉杆拉力传递到板桩上。潮差较小

时，可将导梁和帽梁合并为胸墙·锚碇结构是用于固定拉杆，主要是通过锚碇板前方的被动土压力平衡拉杆拉力板桩码头板桩码头主要由连续打入地基一定深度的板形桩构成直立墙体，墙体上部一般用锚碇结构加以固定。其组成包括：板桩墙、拉杆、锚碇结构、导梁、帽梁和码头附属设施等420001000

12000

260003

港口的主要建筑钢筋混凝土锚碇墙φ1300灌注桩@15004.5m板桩码头示意图设计高水位□3.20预留缝50mmo-0.61极端低水位卸荷平台板粉士①7-13.7黏土②粉砂③z-35.86黏土④一张紧器7205

回填砂1000钢筋混凝地下连续墙1050后方回填(强分)1.8·

上部结构的功能是构成码头地面，将基桩连成整体，直接承受作用在码头上的各种

荷载，并将其传递给基桩，安装各种码头

设备(如缓冲设备、系船柱、门机轨道等·

挡土墙结构的作用是减小码头结构宽度，将桩台和港区陆域相连，还可以挡住陆域

填土以防流失·

桩基的作用是支撑上部结构，并将作用在

上部结构的荷载和外力传到地基中，同时

也有利于稳固岸坡

高桩码头高桩码头是用一系列长桩打入地基形成桩基础，以承受上部结构传来荷载，而地面以上的桩身又是码头主体结构的组成部分，故称为高桩码头。高桩码头主要由上部结构、桩基、接岸结构和码头设施等组成3

港口的主要建筑高桩码头示意图设计高水位设计低水位预制横梁

预制面板挡土墙抛石棱体预制纵梁靠船构件桩指一系船柱回填土倒滤层基

桩1350200|2251225设计高水位的80×100夏设计低水位监

1×10071010035×35钢筋混凝土桩

纵向间距2503

港口的主要建筑>优

点：码头地面集中荷载经过填土扩散，承台受力均匀；结构整体性和耐久性较强；对于打桩偏位的要求不高缺点：自重大，桩基密度大；现浇承台工作量大适用性：适用于水位变化大、岸坡土质较好的情况优

点：桁架的刚度大，桩的自由长度短，整体性好缺

点

：构件类型较多，节点结构复杂；预制装配程度低现浇工作量大；位于水位变动区构件，易损坏且难维修

适应性：适用于大水位差的内河港口

高桩码头：根据上部结构分为承台式、桁架式、无梁板式和梁板式承台式高桩码头

桁架式高桩码头30

×30钢筋混艇土板桩墙50×501=2600350

3503:119603502040

640二混凝土路面设计高水位一设计低水位三I0km碎石倒滤层抛石护坡原泥面3354804185155

后方桩台2780+2.5设计低水位-2.460360

360

360360

3603601303:1优点：各构件受力明确；横向排架跨度较大，桩的承载

力能充分发挥；预制装配程度较高，施工速度快；横梁

的存在降低了靠船构件悬臂长度缺点

：构件的类型和数量较多，施工较繁琐；上部构件连接点较多，死角处水汽不易排出，钢筋容易锈蚀适

用

性

：适用于荷载复杂和规模较大的海港码头3

港口的主要建筑40×40钢筋涅凝土桩优点：结构简单，施工水位高，施工简便且速度快缺点：面板为点支撑，受力不明确；面板位置较高，靠船构

件悬臂长度增长；桩间距受面板跨度影响不，桩承载力无法

充分发挥；桩自由长度较长，对结构整体刚度和耐久性不利

适用性：适用于水位差较小，无集中荷载的中小型码头

高桩码头：根据上部结构分为承台式、桁架式、无梁板式和梁板式无梁板式高桩码头梁板式高桩码头▽+2.501:1.2540cm×40cm预应力钢筋钢筋混凝土空心桩+5.10

200橡胶护舷H300*L1500混凝土桩-9.0炉渣5

(0

c

m

×

5

0

c

m

预

应

力变形缝20010505%3:1480营口“互联港+”智慧港口物流体系框架制”应用平台示范“一单制”业务流程建立集成应用与一体化平台建设完鲁配急基础说施“互联网+”全程物流协同“互联网+”全程物流模“互联港+”智慧物流大数据中心建设俄罗斯海外仓…流综合服务创新应用大数据分析应用智慧港口基础支撑体系、标准、安全与运维体系4

港口工程未来发展03

港口发展绿色化港口的建设与发展应贯彻人与自

然协同发展的理念，强调珍惜岸线资源、水资源和陆地资源，降

低建设和运营过程中的各种污染01

港口规模化、集约化运用现代管理和技术手段统筹规划，发挥主要港口的主体作用，利用地区性港口的储运设施，提高港口资源的利用率02港口发展现代化采用现代导航、助航设备和通信联络技术相结合，综合提升

港口经营管理、数据交互、生

产调度等方面的智慧化水平店”跨填电商平台示范务模式跨境电商服务平台按功能用途分类：贸易港、工业港、渔港、军港、游艇港及避风港按地理位置分类：内河港、河口港、海岸港按重要程度分类：主要港口、地区性重要港口及一般港口港口水域：航