港口水工建筑物知识点全

1第一章码头结构型式和荷载1、码头由哪些部分组成？各部分主要作用是什么？码头由主体结构和码头设备两部分组成。主体结构包括上部结构、下部结构和基础。上部结构作用：a.直接承受船舶荷载和地面使用荷载，并将这些荷载传给地基；b.作为设置防冲设施、系船设施、工艺设施和安全设施的基础；c.将下部结构的构件连成整体。下部结构作用：a.支承上部结构，形成直立岸壁；b.将作用在上部结构和本身上的荷载传给地基。基础作用：承接码头上部、下部结构荷载；扩散应力；防止冲刷。码头设备作用：用于船舶系靠和装卸作业。2、码头按结构型式分类有那些型式、优缺点，按断面型式分、最佳适用条件？按结构型式分：重力式码头、板桩码头、高桩码头、混合式码头重力式码头的工作原理：依靠结构本身和其上部结构的重量维持自身的稳定性。重力式码头的优点是：耐久性好，能抵抗大船、漂浮物的撞击，对超载、工艺变化适应能力最强。缺点是：自重大，波浪反射严重，泊稳条件差，地基应力大，一般须作抛石基床。适用条件：地质条件较好的地基板桩码头工作原理：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稳定。板桩码头的优点：耐久性好（相对），结构简单，材料用量少，便于预制，施工方便，可以先打桩，后挖墙前港池，能大量减少土方量。缺点是：耐久性差，波浪反射严重，泊稳条件差，对钢板桩需采取防锈措施，增加费用，对开挖超深反应敏感（应预留0.5m）。适用条件：能打板桩的地基，万吨级以下的泊位，适用于有掩护的海港。高桩码头工作原理：通过桩台将作用在码头上的荷载经桩基传给地基。高桩码头的优点：波浪反射小，泊稳条件好；砂、石用量少；对挖泥超深适应能力强。缺点是：耐久性差，码头构件易损坏，损坏后修理比较麻烦；对地面超载、工艺变化的适应能力差；水平承载能力低，须设叉桩（大直径管柱例外）。码头按断面型式分：直立式：水位变化不大的港口；斜坡式：试用于水位变化较大的情况；半直立式：高水位时间较长而低水位时间较短；半斜坡式：枯水位时间较长而高水位时间较短。3、作用的分类有那些？作用的标准值如何确定？（1）作用的分类，a.按时间变异分：永久作用、可变作用、偶然作用永久作用：在设计基准期内，其量值随时间的变化与平均值相比可忽略不计的作用，如自重力，预加应力，土重力，永久作用引起的土压力等。可变作用：在设计基准期内，其量值随时间的变化与平均值相比不可忽略不计的作用，如堆货，流动起重运输机械，可变作用引起的土压力，船舶荷载，波浪力等。偶然作用：在设计基准期内，不一定出现，但一旦出现其量值很大且持续时间很短的作用，如地震作用。b.按空间位置变化分：固定作用和自由作用固定作用：在结构上具有固定分布的作用，如自重力等。自由作用：在结构的一定范围内可以任意分布的作用，如堆货，流动机械c.按结构的反应分：静态作用和动态作用静态作用：加载过程中产生的加速度可以忽略不计的作用，如自重力，土压力等。动态作用：加载过程中产生的加速度不可忽略不计的作用，如船舶的撞击力，汽车荷载等。（2）作用标准值的确定方法：首先根据观测到的作用数据，按概率统计的方法确定其概率模型；然后根据对结构的不利状态选取在建筑物设计基准期内作用最大（或最小）值的概率分布的某一分位值。4、作用效应组合的原则是什么？（1）对实际有可能同时出现在建筑物上的各种作用，应按其可能形成最不利的组合效应进行组合。2（2）对受水位变化有影响的建筑物，在作用组合时应把水位作为一个组合条件。（3）对于不同的计算项目，应分别按各自的最不利情况进行组合。5、堆货的影响因素：码头用途；装卸及码头堆码工艺；货种和包装方式；堆货批量，堆存期；码头断面形式；管理水平确定堆货荷载时应考虑下列主要因素：⑴装卸及码头堆码工艺：不同货物，其堆存的极限高度不一样；即使是同一种货物，由于所用装卸工艺不同，其堆货荷载值也不相同。⑵货种和包装方式⑶货物批量和堆存期：小批、临时，小堆，利于货物的转运；大批、堆存期较长，大堆，提高库场利用率；⑷码头结构型式：不同结构型式的码头，对堆货荷载反应的敏感程度不同。⑸管理水平：管理严格－堆存有序－库场利用率高，不会出现超载。堆货分区：码头前沿地带、前方堆场、后方堆场6、门机荷载的取值原则：（1）单机作用主要考虑三种工作状态下的支腿、竖向荷载（2）两台门机作业一般只考虑状态1，且两台门机的最小距离为1.5m（3）不考虑门机荷载的冲击系数。(4)门机荷载作用下，计算土压力时，应将门机荷载换算成等代线荷载:Pm=∑Pi/(2l1+2l0)7、火车荷载的取值原则及加载规定：１、港内铁路荷载通常按“中华人民共和国铁路标准荷载”即“中－活载”取代实际机车和车辆轮压进行设计，普通活载一般对大跨度结构起控制作用，特种活载一般对小宽度（小于3~5m）结构起控制作用。２、“中－活载”是轴压，计算轮压要除2、铁路机车在码头上行驶一般不考虑冲击力，离心力，制动力。３、对直接承受铁路荷载的结构和构件（如梁，单向板，轨枕），港口铁路荷载的标准值应将“中－活载”分别乘以荷载系数Kt。4、计算铁路荷载产生的土压力时，为方便计算，其竖向计算活载采用线荷载形式。加载影响线的规定：（1）分别用“普通活载”和“特殊荷载”图式加载取最不利者,作为控制条件。加载时，两种荷载图式均可按最不利情况任意截取其加载荷载的长度.(2)、对同号不连续区加载，可截取两种荷载图式中任意数量的荷载加载。(3)、对同号连续区，则只能用一种荷载图式加载。8、、系缆力、撞击力产生的因素有那些？在计算中主要考虑什么因素，如何计算？系缆力产生的因素是：有掩护的海港：系缆力主要有风引起。无掩护的海港：系缆力主要由风、波浪引起。河港：系缆力主要由风、水流、冰等引起。系缆力的取值标准：⑴、计算系缆力标准值不应大于缆绳的破断力；⑵、∑Fx、∑Fy－应根据可能同时出现的风和水流的情况，不应将两者最大值叠加，一般可按最大计算吹开风和可能同时出现的水流来叠加。⑶、计算系缆力的标准值不应低于规范规定的下限值，若低于则取下限值。撞击力产生：1、船舶以一定速度靠向码头，此撞击力是一般高桩码头和墩柱码头的一项设计荷载。2.系泊中船舶受横向波浪作用，此撞击力为外海开敞式码头的主要设计荷载。挤靠力：1系泊于码头的船舶受到风、水流和波浪共同作用；2船舶离开码头时，在甩尾过程中，船首对码头的挤压。9、库仑、朗肯理论的适用条件是什么？各种情况下土压力如何计算？库仑公式是根据滑动土楔体的受力平衡条件推导出来的。库仑理论适用条件：⑴、适用于无粘性土，不适用于粘性土；⑵、适用于地面倾斜或水平，墙背倾斜或垂直的陡墙，不适用于坦墙⑶、适用于墙背粗糙或光滑，即δ≠０或δ=０。3朗肯公式是以微分体极限应力状态理论推导出来的朗肯理论假定：土体为半无限弹性体，滑动楔体内土体每一点均达到塑性极限平衡状态。朗肯理论适用条件：⑴、适用于粘性土（C≠０）及砂性土（C=0）；⑵、适用于地面水平，墙背垂直且光滑。10、推导杨森公式，计算储仓压力。杨森公式假设：填料不可压缩，任意深度y处的垂直压力qy均布仓无限深，即不考虑仓底的影响。微元体平衡方程：qyS+rSdy-S(qy+dqy)-fqxUdy=0整理得：dy=dqy/(r-fkUqy/S)根据边界条件：y=0,qy=q；并令A=kUf/S，1-m=e-yA可得：qy=rm/A+(1-m)q，则qx=kqy若：q=0，则qy=rm/A=r(1-e-yA)/A，即为规范附录公式。见书P4311、什么叫地震荷载，考虑地震荷载的一般规定是什么？地震荷载有那些？答：在地震过程中，振动体本身产生振动惯性力，它包括建筑物自重的惯性力和动土压力、动水压力，统称为地震作用，即地震荷载。抗震设计的一般原则１、地震设计除了震中地区烈度为8,9度以外，一般只考虑横向水平力，不考虑竖向力。２、地震烈度小于7度地区，对水工建筑物一般不作抗震设计，但应按规范适当采取抗震构造措施。３、抗震设计以基本烈度作为设计烈度。基本烈度为考虑在一定时期内有可能出现的最大烈度，由国家地震局普查而得《中国地震烈度区划图》４、应把地震荷载作为特殊荷载和其它荷载进行组合，组合按抗震规范进行。第二章重力式码头1、重力式码头的组成部分及各部分的作用式什么？１.胸墙和墙身：是重力式码头的主体结构。构成直立墙面；挡土、承受并传递外力；连成整体；固定、安装码头设备。２.基础：⑴扩散、减小地基应力，降低码头沉降；⑵保护地基不受淘刷；⑶整平地基，安装墙身。３.墙后回填：形成地面；减小土压力（主要指抛石棱体，倒滤层）；防止水土流失。４.码头设施：靠船设施和系船柱等，减少船舶对码头的撞击和供船舶系靠，便于装卸作业。2、重力式码头建筑物的结构形式主要决定于墙身结构及施工方法。重力式码头基础的型式及其适用条件：基础型式决定于地基土的性质、码头建筑物的结构形式和施工方法。１、岩基：岩石地基本身坚固、承载力大、地基沉降量小,一般不需要做基础，而仅进行适当处理。⑴现浇砼和浆砌石结构可不作基础整平，可把岩基面凿成阶梯形断面，最低一层台阶宽度≮1m，1:10倒坡。⑵对预制结构（易倾斜），须用二片石和碎石整平，厚度≮0.3m２、非岩石地基：一般需要做基础。（1）对水下安装预制结构，一般做抛石基石床；⑵干地施工的现浇砼和浆砌石结构地基承载力不足时，要设置基础，如块石基础，钢筋砼基础或桩基等；如地基承载力足够，可不作基础，但应满足构造要求：a、在墙下铺10～20cm厚的贫质砼垫层，保证墙身施工质量。b、埋置深度≮0.5m，考虑挖泥超深。SyfkUqrydqdyy/4c、若码头前有冲刷，则基础埋深大于冲刷深度，或采用护底措施。（3）对软弱地基，可采用桩基或其他加固地基做基础。a、强夯加固；b、堆载或真空预压加固；c、深层水泥搅拌(CDM)加固软基。3、抛石基床的作用，型式、适用条件是什么？基槽底宽如何确定？抛石基床的作用：⑴扩散、减小地基应力，降低码头沉降⑵保护地基不受淘刷；⑶整平地基，安装墙身。（1）基床型式：明基床，暗基床，混合基床a.暗基床：用于原地面水深小于码头设计水深。b.明基床：用于原地面水深大于码头设计水深，且地基条件较好。c.混合基床：用于原地面水深大于码头设计水深，但地基条件较差(如有2~3m淤泥层)，挖除后抛石或换砂，成混合基床。（2）暗基床基槽的宽度可根据基床应力扩散的范围确定，但不小于建筑物底宽加两倍基床厚度。基槽底边线距墙底前趾与后趾的距离应根据码头建筑物的受力来确定。4、抛石基床顶面要预留沉降量原因：保证建筑物在允许沉降范围内正常工作，在抛石基床顶面要预留沉降量。要求：对于夯实的基床，夯实后基床本身已相当密实，基床顶面的沉降主要是地基沉降引起的，设计时只按地基沉降量预留；对于不打夯的基床，除预留地基沉降量外，尚应预留由于基床压缩产生的沉降量5、重力式码头设置变形缝原因：为了减小由于不均匀沉降和温度变化在结构内产生的附加应力位置：（1）设在新旧建筑物衔接处，（2）码头水深和结构型式改变处，（3）沿码头岸线地基土质差别较大处，（4）基床厚度突变处，（5）沉箱接缝处。6、胸墙有何要求？其底部高程怎样确定？（1）胸墙总体要求：有足够的强度和稳定性；有可靠的耐久性；便于船舶系靠和装卸作业；施工方便；造价低。（2）胸墙底部高程的确定：胸墙的一个重要功能是将墙身的构件连为一体，故应尽量放低，以增加胸墙的稳定性、强度和足够的刚度。但对现浇或现砌的胸墙，底高程不得低于施工水位。施工水位：即混凝土的现浇水位。它根据施工队伍的机具、组织能力、混凝土浇注量和水位变化情况来确定。定义：为了现浇（砌）若干节点（胸墙，桩帽），低于该节点底面的水位在水位过程线上出现的时间为h，施工单位根据自有的机具设备、组织能力等，能保证在该时间段内能完成的现浇任务。7、图示墙后抛石棱体的几种型式：（1）三角形：以防止回填土流失为主，减压效果较差，抛填料量最少。（2）梯形、锯齿形：以减压为主，兼防止回填土流失。锯齿形与梯形相比在减压效果相同的情况下，节约抛石量，但施工工序多，影响工期，质量不易保证。因此，对锯齿形一般不多于二级最多可采用三级。