《港口水工建筑物》课件4港口工程

,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,港口工程,河海大学 交通学院 海洋学院,*,单击此处编辑母版标题样式,港口工程,I,-,港口水工建筑物,陈 达,201304,港口海岸与近海工程学院,港口工程,2,码头使用荷载,人群荷载,堆货荷载,铁路荷载,汽车荷载,缆车荷载,永久作用和持续时间较长的可变作用,码头地带：前沿地带、前方堆场、后方堆场,前情提要,河海大学 港口海岸与近海工程学院,船舶荷载,水流力,冰荷载,中,-,活载：特种活载、普通活载,10t,、,15t,、,20t,、,30t,、,55t,系缆力、撞击力、挤靠力,港口工程,3,重力式码头的组成,胸墙和墙身：,是重力式码头的主体结构，挡土、承受并传递外力、构成整体，便于安装码头设备。,基础：,（,1,）扩散、减小地基应力，降低码头沉降；（,2,）有利于保护地基不受冲刷；（,3,）便于整平地基，安装墙身。,墙后回填：,（主要指抛石棱体，倒滤层）减小土压力，减小水土流失。,码头设施：,供船舶系靠，装卸作业。,河海大学 港口海岸与近海工程学院,港口工程,4,重力式码头的结构型式,重力式码头的结构型式主要取决于墙身结构。,根,据,墙,身,结,构,型,式,划,分,方块码头,沉箱码头,格形钢板桩码头,干地施工的现浇砼,和浆砌石码头,扶壁码头,大圆筒码头,我国常用的结构型式,我国常用的结构型式,近年采用较多的型式,常用于有干地施工条件的内河港,我国南方较常用的型式,近年采用较多的型式,河海大学 港口海岸与近海工程学院,港口工程,5,重力式码头的结构型式,方块码头,河海大学 港口海岸与近海工程学院,港口工程,6,重力式码头的结构型式,沉箱码头,河海大学 港口海岸与近海工程学院,港口工程,7,重力式码头的结构型式,扶壁码头,河海大学 港口海岸与近海工程学院,港口工程,8,重力式码头的结构型式,大直径圆筒码头,河海大学 港口海岸与近海工程学院,港口工程,9,重力式码头的结构型式,格形钢板桩码头,河海大学 港口海岸与近海工程学院,港口工程,10,重力式码头的结构型式,干地现场浇筑（或砌筑）结构,河海大学 港口海岸与近海工程学院,港口工程,11,重力式码头的结构型式,水下安装预制结构,河海大学 港口海岸与近海工程学院,港口工程,12,重力式码头的结构型式,根,据,墙,身,的施工方法,划,分,干地现场浇筑,（或砌筑）结构,水下安装,预制结构,较少用,预制墙身构件,开挖基床,抛填块石基床,基床夯实和整平,在基床上安装强身预制件,浇注胸墙,抛填墙后块石棱体和铺设倒滤层,安装码头设备和铺设路面,施工顺序,河海大学 港口海岸与近海工程学院,港口工程,13,方块码头,适用：,地基较好，当地有大量石料，缺少钢材和冰况严重的情况。,缺点：,水下工作量大，结构整体和抗震性能差，需要石料量大。,优点：,耐久性好，基本不需要钢材，施工简单，不需要复杂的施工设备，如果没有大型起重船，可把块体做得小一些。,河海大学 港口海岸与近海工程学院,港口工程,14,方块码头,断面形式,卸荷板式,是衡重式的一种，卸荷板的存在，减小了墙背后的土压力，基底应力较均匀，断面和底宽大大减小，整体稳定性较好。,衡重式,土压力减小，重心靠后，基底应力分布均匀，横断面方向整体性好，但结构重心靠上，抗震性能差，且衡重式断面在施工中存在后倾稳定问题。,阶梯形,断面和底宽较大，材料用量较多，横断面方向整体性差，且地基应力不均匀。,河海大学 港口海岸与近海工程学院,港口工程,15,空心方块,有底空心：,外形尺寸大，抗倾能力大（填料全部参加抗倾），基底应力较小，但易断裂。,无底空心：,抗倾能力小，基底局部应力集中，仅用于小码头。,方块码头,结构形式,异型方块,结构轻型，材料较省，土压力较小（空腔内不完全填满石料），造价低，但施工中稳定性差，基底局部应力集中，一般用于小码头。,实心方块,制作方便，耐久性好，施工维修简便，但砼或石料用量大，若起重设备能力足够，地基承载力好，材料供应充足，宜选用这种型式。,河海大学 港口海岸与近海工程学院,港口工程,16,空心块体：,工字，双工字，多工字，日字，口字，,T,形，双,T,形等。,方块码头,构造,块体形状,实心块体：,直角六面体,河海大学 港口海岸与近海工程学院,港口工程,17,卸荷板一般采用钢筋砼结构，其型式有悬臂式、锚固式和简支式。,悬臂式最为常用，其悬臂长度和厚度应通过后倾稳定性和强度计算确定，一般悬臂长,1.5,3.0m,，厚度,0.8,1.2m,。,为防止后倾，悬臂不能太长，应满足控制条件：悬臂长,/,墙身顶宽,0.5,。,当悬臂长度,/,厚度,1.5,，一般可采用素砼，此时厚度,1,1.2m,；悬臂长度,/,厚度,1.5,，应采用钢筋砼，此时厚度,0.8,1.0m,。,方块码头,构造,块体尺寸,原则上越大越好，但应考虑预制和起重设备的能力以及码头的分段长度。,构造,卸荷板,河海大学 港口海岸与近海工程学院,港口工程,18,（,2,）尽量使断面重心后移，以增大稳定，减小地基应力，宜采用衡重式断面，衡重式码头在施工过程中，若墙后未及时回填，存在向后倾覆的危险，为了保证墙在施工期的稳定性应控制基底应力分布，应对墙身合力到后趾的距离作限制。,方块码头,断面设计,（,1,）尽量减小土压力,。,（,3,）,在施工许可的情况下，尽量增大块体尺寸，以减少层数和数量。,（,4,）,卸荷板的位置应适当低一些，一般卸荷板顶面以放在现浇胸墙的施工水位为宜。,河海大学 港口海岸与近海工程学院,港口工程,19,沉箱码头,适用：,当地有沉箱预制场或工程量较大，工期短的大型码头，或需要采用沉箱结构的特殊工程，如灯塔基础等 。,缺点：,钢材用量大，耐久性不如方块结构，且需专门的预制下水设备；基床整平要求高；沉箱一旦遭到破坏，修理难度较大。,优点：,整体性好，空心率大，内部填料自重小，地基应力较小；抗震能力强，施工速度快，水下工作量少，箱内可填充砂石料，造价低。,河海大学 港口海岸与近海工程学院,港口工程,20,沉箱码头,河海大学 港口海岸与近海工程学院,港口工程,21,沉箱码头,船用气囊上下水,河海大学 港口海岸与近海工程学院,港口工程,22,沉箱码头,河海大学 港口海岸与近海工程学院,港口工程,23,沉箱码头,断面形式,矩形沉箱,制作简单，浮游稳定性好，施工经验丰富，多用于岸壁式码头。,1,）对称式：最常用；,2,）非对称式：节省钢筋砼，但制作麻烦，浮游稳定性差；,3,）开孔式：对无掩护的港口，消能效果较好。,圆形沉箱（,多用于墩式码头,）,1,）受力条件好，浮游时产生径向水压力，壁内产生压应力，使用时产生径向侧压力，壁内产生拉应力；,2,）按构造配筋，用钢量少（填料侧压力按储仓压力计算，数值不大，往往不起控制作用）；,3,）腔体内不设隔板，砼用量减少，重量减小，且空间大，施工方便；,4,）环形箱壁对水流的阻力小。,河海大学 港口海岸与近海工程学院,港口工程,24,沉箱码头,构造,外形尺寸,宽度：,沉箱的底宽应根据建筑物的稳定性和地基承载力确定，同时也要满足浮运吃水，干舷高度和浮游稳定性的要求，若不满足，应尽量从施工上采取措施，如用起重船或浮筒吊护，不得已才考虑增大宽度。,长度或直径：,应根据施工设备能力，施工要求的最小尺寸及码头变形缝间距确定。,我国船厂生产的一般在,10,12-12,14m,，约,600,800t,，国内最大,2000t,，世界上最大沉箱为我国为马尔太设计并利用马尔太船坞生产的沉箱，,l,b,h=26,26,21.5m,，约,6400t,。,高度：,顶部高程宜适当放低，但不得低于现浇胸墙的施工水位，构造上沉箱要伸入胸墙,30,50cm,，以保证整体性。,河海大学 港口海岸与近海工程学院,港口工程,25,沉箱码头,构造,壁厚,作用：增大沉箱刚度，减小立板、底板的计算跨度，从而减小内力。,隔墙间距：,3,5m,，隔墙顶应比外壁低,10,20cm,，便于封舱板或搭设工作平台，隔墙上可以挖孔，以减小材料用量。,沉箱的外壁和底板的厚度应由计算确定，但壁厚,25cm,，一般取,30-35cm,，底板厚度壁厚，一般取,35,40cm,。,应根据当地的材料，选用量大、便宜、易密实和易填充的填料，如：砂、块石、卵石、开山土等。,构造,纵、横隔墙,构造,填料,河海大学 港口海岸与近海工程学院,港口工程,26,沉箱码头,构造,接缝构造,1,）每隔一箱格在前后壁设置一个灌水孔，不设灌水孔的箱格，应在隔墙上设置通水孔。,2,）为了便于沉箱沉放时的定位，应在箱顶的四个角上埋置拉环。,1,）平接：当墙后设置抛石棱体或全部采用块石回填时。,2,）空腔对接：当墙后不设抛石棱体而全部采用砂或开山土回填时，腔内设置倒滤层，平均缝宽,5cm,。,注意：沉箱接缝的底面防漏。,构造,其它,河海大学 港口海岸与近海工程学院,港口工程,27,扶壁码头,适用：,有起重运输设备，有预制能力的情况或有干地施工条件。,缺点：,整体性差，耐久性差。,优点：,结构简单，施工速度快，节省材料，造价低 。,河海大学 港口海岸与近海工程学院,港口工程,28,扶壁码头,肋板：,将立板和底板连成整体，并支撑立板和底板,。,底板：,将上部荷载传给基床,。,立板：,挡土并构成码头直立岸壁。,组 成,河海大学 港口海岸与近海工程学院,港口工程,29,扶壁码头,无底扶壁,翘尾式扶壁,将上部荷载传给基床,。,空腹式或折线式,可节省砼和钢筋，但配筋复杂，施工麻烦，工程意义不大。,型 式,河海大学 港口海岸与近海工程学院,港口工程,30,扶壁码头,长度：,预制安装时，取决于起重能力，但,H/3,；干地现浇时，取变形缝间距。,宽度：,由结构稳定性和地基承载能力确定但构造上应满足：前趾长,1m,；翘尾长底宽,/4,；翘尾角度,。,高度：,由码头水深和胸墙的底标高确定，且不低于胸墙的施工水位，护壁顶端宜嵌入胸墙,10cm,。,构造,外形尺寸,河海大学 港口海岸与近海工程学院,港口工程,31,扶壁码头,肋板的材料用量在整个扶壁结构中占很大比重，肋板间距与肋板数量有关，须经技术、经济比较加以确定：,对现浇多肋扶壁：,1/2,1/3,墙高或,2,3.5m,。,对预制扶壁：若预制件长,14m,时，壁厚应适当加厚。,其它：,（,1,）应根据码头稳定和减小基床应力的需要设内趾和外趾（内趾采用圆环形，外趾采用折线形），长度,0.5,1.0m,，且两者不宜相差过大。,（,2,）圆筒直接承受船舶荷载或圆筒顶设置轨道梁支撑柱时，应将圆筒上部的壁适当加厚，形成加强圈梁。,河海大学 港口海岸与近海工程学院,港口工程,40,大直径圆筒码头,构造,外型尺寸,河海大学 港口海岸与近海工程学院,港口工程,41,大直径圆筒码头,构造,接缝,墙后回填细颗粒填料时：采用水下浇注砼堵缝或采用空腔对接，并在腔内浇注砼。,墙后用块石回填：采用预制的砼（钢筋砼）梯形条堵缝，或打钢管桩。,筒里回填细颗粒土，且圆筒放在抛石基床上应在圆筒底设置倒滤层，若圆筒采用分段拼装时，应在拼装缝处设置弹性垫或倒滤棱体。,圆筒中心线到胸墙垫板之间的空挡应用防漏板覆盖,30,60cm,。,河海大学 港口海岸与近海工程学院,港口工程,42,大直径圆筒码头,构造,接缝,河海大学 港口海岸与近海工程学院,港口工程,43,格形钢板桩码头,组成：上部结构（即胸墙）、格形墙体和墙后回填组成。格形墙体由直腹式钢板桩形成的主格仓、副格仓以及格仓内的填料组成。,格形钢板桩码头是一种较新型的码头结构形式，对地基条件适应能力强，施工速度快，占用场地小，施工期具有较大的抗风浪能力等。,格仓形式：圆格形、平格形、四分格形、偏圆格形,河海大学 港口海岸与近海工程学院,Thank You !,2013.04.19,