港口工程概论-基本内容课件

天津大学2007水利工程领域工程硕士港工专论学员情况调研问卷1，请写下姓名、本科毕业学校、所学专业，现工作所在公司（部门）和科室2，列出四类港航水工建筑物的名称3，是否愿意在本课程课堂研讨会发言，（时间最后一次课，题目自选，围绕本课程或自身业务的学习与研究心得）课程安排5月11日 第一次课5月17日（周六）第二次课6月1日（或5.31）第三次课，下午结课讲演(待定)及课程基本内容测试（课程考试第一部分）6月15日前交学习心得（课程考试第二部分）课程主要内容港口工程的基本内容与知识体系中国与世界港口港口工程的技术进步 港工结构可靠度设计与港口工程事故随机海浪理论与防波堤技术发展 水运工程规范体系与法律法规 港口工程设计施工执业资格考试 课程内容安排的指导思想工程硕士专业学位培养目标掌握所从事工程领域的坚实的基础理论和宽广的专业知识；掌握解决工程问题的先进技术方法和现代技术手段，具有创新意识和独立担负工程技术或工程管理工作的能力。港口工程基本内容与特点港口工程基本内容与特点概述港工施工实例台湾苏澳港施工港口的宏观功能河流海岸演变港口与港口工程基本内容与特点一个定义，什么是港口与港口工程两种功能，港口的基本功能与宏观功能三项指标，吞吐量、港口水深、码头泊位数四类建筑物，码头,防波堤,修造船,通航建筑物五大特点，动力、演变、施工、地基、材料六位一体，理工文经管法港口与港口工程基本内容与特点1：定义港口：具备一定设施和条件，供船舶停泊、人员上下、货物装卸与转换运输方式,并为船舶提供各种服务的场所。港口工程：规划建设港口，提供港口所需的各项设施设施和条件和条件的工程技术。主要包括港口总体布置和港口工水工建筑物的设计、施工、维护。港口组成港口的组成 水域 陆域港作船舶港外水域港内水域作业系统服务系统锚地，进港航道，防波堤港内航道，制 动水域，停泊水域，调头水域，港池，码头前水域拖轮，驳船，起重，供应，消防，巡逻船装卸、存储、集疏运作业系统供电照明，给排水，通讯导航，环保消防，维修，管理从区域和作业系统分析港口组成码头岸线港口与港口工程基本内容与特点2：功能港口的基本功能：实现水路运输货物的中转送达，是港口营运的主要业务。可表述为水陆联运的交通枢纽港口的宏观功能：由于港口的服务和辐射，对其所在城市、周围地区和腹地经济发展的服务与拉动作用港口基本功能的实现港口的基本功能可概括为实现水路运输货物的中转送达，是港口营运的主要业务港口基本功能通过由船舶航行、装卸、存储、集疏运子系统组成的港口生产作业系统完成。装卸系统连接其他子系统，实现对车船货的服务装卸工艺与管理科学是港口工程的龙头装卸工艺与管理科学是港口工程的龙头（刘济舟院士谈港口装卸与港口工程的关系刘济舟院士谈港口装卸与港口工程的关系）装卸工艺决定了港口营运效率和服务水平港工建筑物设计服从于装卸工艺港口工程师要懂装卸工艺，推广新工艺推荐的新技术：提高集装箱码头效率；解决煤炭掺混物、合理组织产运销物流、采用水煤浆输送；推动油品单点系泊装卸港口货物分类港口货物分类：杂货；集装箱；干散货；液体货杂货；集装箱；干散货；液体货港口与港口工程基本内容与特点3：指标吞吐量、水深、泊位数三个特征指标决定了港口生产能力确定三个特征指标是港口规划与总体布置的基本内容，涉及港工科学和相关学科多方面知识港口吞吐量预测方法时间序列法 由历年吞吐量统计资料回归分析进行预测因果分析法 由吞吐量与腹地经济指标相关关系进行预测概率分析法 由不同航线可能出现的货运量联合概率进行预测系统工程预测方法 灰色系统理论、人工神经网络、最优组合预测法水深：港口可接待船舶尺度的重要标志用途：判断港口可接待船舶的吨位 确定港口水域各部分水底高程港口工程常用两种水深：海图水深：由理论深度基准面（海图基准面）起算，用于判断港口航道可通行的船舶 设计水深：由设计低水位或乘潮水位起算，根据设计船舶吃水确定世界主要港口的水深适航水深资源的开发定义定义：淤泥质海岸港口高频测深图载水深以下浮泥层可通航水深依据依据：回淤浮泥重度从10.5 kN/m3密实到13.0 kN/m3需45个月时间；适航、适泊水深下界面浮泥重度可取值13.0 kN/m3效益效益：增加航深，减少港口与航道的泥沙维护疏浚量，延长维护疏浚周期，降低维护疏浚费用。天津港年节约4000万科技成果科技成果：国家科技进步二等奖，部规范泊位数港口码头可同时靠泊船舶数量泊位的定义：沿码头岸线按停靠一艘设计船舶所需长度划分的装卸作业单元 泊位基本要素：码头岸线长度和装卸作业地带泊位主要尺度：码头前水深，码头陆域高程，码头纵深 泊位尺度确定：船型；装卸工艺货流货种 码头泊位数的确定：1根据港口设计通过能力 2以船港货系统总成本为优化目标用排队论分析压船费用港口与港口工程基本内容与特点4：建筑物码头防波堤修造船水工建筑物通航与航道整治建筑物码头的功能 停靠船舶 装船卸船 配备装卸机械及前方作业地带 杂货码头布置一线库场；集装箱码头布置堆场；散货码头布置输送管线或输送带 连接水域陆域码头的工作条件前后方有足够的高度差，实现水域陆域的连接。前沿水深应满足设计水深；顶部高程保证高水位下不被淹没。实现水域陆域连接的方式：实现水域陆域连接的方式：直立岸壁直立岸壁（承受侧向荷载承受侧向荷载）；斜坡接岸；斜坡接岸上部结构有足够的空间与强度，布置前方装卸设备，承受装卸机械、货物和船舶作用的荷载码头工作荷载：竖向和水平荷载码头分类按货物种类：杂货；集装箱；干散货；液体货杂货；集装箱；干散货；液体货按掩护条件：有掩护码头、开敞码头有掩护码头、开敞码头按平面布置：突堤、顺岸、挖入式突堤、顺岸、挖入式按断面形式：直立码头、斜坡码头直立码头、斜坡码头 按结构类型：重力式、板桩、高桩码头重力式、板桩、高桩码头港口工程的特点与学科定位港口工程的特点土木水利工程的分支水陆交界的工程环境以船、车、货为服务对象土木水利工程的分支具备土木工程的基本属性综合性综合性 社会性社会性实践性实践性技术、经济和建筑艺术的统一性技术、经济和建筑艺术的统一性通用性通用性土木工程的分支港口工程的综合性 港口工程规划，项目决策，设计、施工、科研，运行维护需要综合运用自然科学、工程技术、经济管理多学科知识，全面考虑工程环境、结构材料施工条件，提供满足功能要求、技术先进、经济合理的港口设施。体现体现：建设程序，决策与设计的影响因素，施建设程序，决策与设计的影响因素，施工组织，相关法规，知识结构工组织，相关法规，知识结构土木水利工程的六个基本要素功能要求：决定建筑物规模、工艺方案、材料结构环境条件：决定建筑物荷载、工作条件结构形式：决定建筑物工作方式，受力特点材料特性：约束建筑物结构施工维护地基处理：建筑物安全的基础施工方案：保证设计思想实现，决定进度质量成本码头设计说明书目录总平面布置装卸工艺水工建筑物陆域形成及地基加固道路、堆场铁路生产生活辅助建筑物给排水供电及照明计算机管理系统及工业电视 通信 采暖、空调、通风 机修、修箱及洗箱 供油 消防 环境保护港口工程的知识结构需要 综合运用理工文经管法知识综合运用理工文经管法知识 理论基础，工程方法理论基础，工程方法 文化底蕴，经济观点文化底蕴，经济观点 管理模式，建设法规管理模式，建设法规 土木工程的社会性源于社会，服务社会，依赖社会源于生产生活需要源于生产生活需要“掘土为穴，构木为巢”土木工程的成就改变了社会生活土木工程的成就改变了社会生活土木工程的发展取决于社会生产力水平土木工程的发展取决于社会生产力水平 土木工程简史人类文明史的见证人类文明史的见证 近代防波堤工程发展史 现代港口发展趋向土木工程简史古代土木工程 萌芽时期 新石器时代新石器时代 形成时期 农业手工业分工（大禹治水、农业手工业分工（大禹治水、都江堰）都江堰）发达时期 铁制工具开始使用（赵州桥、铁制工具开始使用（赵州桥、灵渠、应县木塔）灵渠、应县木塔）近代土木工程 奠基时期 1638伽利略伽利略关于两门新科关于两门新科学的谈话学的谈话建立材料力学建立材料力学 进步时期 18世纪下半叶产业革命（水泥、世纪下半叶产业革命（水泥、蒸气机轮船、运河、铁路）蒸气机轮船、运河、铁路）成熟时期 一战以后（汽车、高层建筑、一战以后（汽车、高层建筑、预应力钢筋混凝土）预应力钢筋混凝土）现代土木工程现代土木工程的特点 工程功能化工程功能化 城市立体化城市立体化 交通高速化交通高速化 材料轻质高强化材料轻质高强化 施工过程工业化、管理科学化施工过程工业化、管理科学化 理论研究精密化理论研究精密化 设计分析计算机化设计分析计算机化实践性、统一性、通用性实践性:技术进步源于实践需要和工程环境条件，新技术通过实践检验和发展 长江口、天津港、黄骅港实例长江口、天津港、黄骅港实例技术、经济和建筑艺术的统一性通用性：不同的功能需求，形成众多分支；各分支有着共同的基础理论、建设程序和学科发展规律水陆交界的工程环境强烈的动力因素复杂的河流海岸演变规律困难的水上施工条件河流海岸软土地基处理材料结构的防腐要求港口工程水上施工港口工程水上施工变水上为陆上施工 直接水上施工预制构件水上装配围埝施工,先陆后水(地下连续墙),陆上推进,深基施工基床、防波堤施工，地基加固，水下混凝土，疏浚重力式码头重力式码头 方块 沉箱 扶壁 圆筒 格型钢板桩高桩码头高桩码头 桩 梁 板防波堤防波堤 护面块体 方块 沉箱 扶壁 圆筒板桩码头板桩码头 板桩 导梁 帽梁沉箱下水出运方法 1.永久、半永久预制场斜坡滑道下水；永久、半永久预制场斜坡滑道下水；2.干船坞内制造，开坞下水；干船坞内制造，开坞下水；3.坐底浮坞下水；坐底浮坞下水；4.在岸壁上制造，起重船吊运下水；在岸壁上制造，起重船吊运下水；5.半潜驳半潜驳下水下水;6.气囊出运气囊出运 7.水陆两用牵引车牵引水陆两用牵引车牵引下水下水;8.修造船滑道上制造，溜放下水；修造船滑道上制造，溜放下水；9.岸滩制造，挖泥下水；岸滩制造，挖泥下水；10.在方驳组合拼装制造下水在方驳组合拼装制造下水港工环境五大特点结晶港工环境五大特点结晶大沽灯塔的结构与施工大沽灯塔的结构与施工桩基沉箱、花岗岩镶面、桩基沉箱、花岗岩镶面、1973-77历时五年、历时五年、双曲线定位双曲线定位.塔高塔高56m,射程射程17miles港口与港口工程基本内容与特点一个定义，概括专业对象两种功能，明确港口建设目标三项指标，确定港口规模与总体布局四类建筑物，体现专业特色五大特点，构建学科体系（演变、动力、施工、地基、材料研究）六位一体，强调知识结构要求港口工程施工实例台湾苏澳港施工思考：苏澳港码头防波堤结构种类 沉箱制作和下水方法 防波堤和码头的施工工艺 商商、漁港漁港 基隆港台中港 高雄港 花蓮港 台北港 蘇澳港 台灣各縣市漁港分佈q 台灣海岸特色 北部北部沉沉降海岸降海岸 西部西部冲积冲积海岸海岸 東部東部断层断层海岸海岸 南部珊瑚礁海岸南部珊瑚礁海岸台灣附近海域地形結構苏澳港录像主要内容工程布局介绍工程布局介绍 外廓防波堤外廓防波堤施工施工 浮船坞预制沉箱；基床抛石；沉箱下沉、安放、就位；沉箱护脚块体抛放：外侧30t截头块，内侧10t块体 砼块体预制砼块体预制：种类：10t中空三角块，10、30t双梯形块，25、40t菱形块（四角锥），50t达人块 斜坡堤斜坡堤施工施工：堤头为沉箱，下沉稳定性控制 桩基码头施工桩基码头施工：打桩，码头护坡，梁板结构，码头面浇筑；中型沉箱码头施工中型沉箱码头施工：浮式平台制作沉箱，水上接高，抽砂船回填 滩地制造沉箱：“水鸭子”抬起沉箱送到足以浮起的水深 双层沉箱码头二次制作，困难在于下层沉箱安放、吊放；方块码头施工：方块码头施工：块重大于30t，5层，潜水定位；西导流堤西导流堤施工施工拦沙堤进港公路修建进港公路修建：南阳隧道 炮台山填海造陆炮台山填海造陆皮带输土 苏澳港码头防波堤结构种类沉箱防波堤斜坡式防波堤堤（碎波堤护岸、导流堤）桩基码头沉箱码头方块码头沉箱与苏澳港沉箱制作沉箱重力式码头或直立防波堤墙体的箱型构件，在干地制作后下水、沉放就位并在箱内填充砂石维持稳定苏澳港的沉箱制作 浮船坞出坞后接高 浮式平台下水后接高 滩地制作“水鸭子”抬起沉箱送到足以浮起的水深双层沉箱