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(港口水工建筑物)4码头使用荷载
划
分
干地施工的现浇砼
常用于有干地施工条件的内
和浆砌石码头
河港
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港口工程
重力式码头的结构型式
方块码头
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港口工程
重力式码头的结构型式
沉箱码头
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港口工程
重力式码头的结构型式
扶壁码头
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方块码头
港口工程
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。
缺点:水下工作量大,结构整体和抗震性能差,需要石料量大。
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。
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方块码头
断面形式
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。
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。
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。
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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。
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 。
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沉箱码头
港口工程
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沉箱码头
港口工程
构造—壁厚
沉箱的外壁和底板的厚度应由计算确定,但壁厚≮25cm,一般取3035cm,底板厚度≮壁厚,一般取35~40cm。
构造—纵、横隔墙
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。
港口工程
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。
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方块码头
构造—块体形状
实心块体: 直角六面体
空心块体: 工字,双工字,多 工字,日字,口字, T形,双T形等。
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扶壁码头
构造—扶壁接缝
缝宽:扶壁间垂直缝设计宽度采用 4‰扶壁高度,但≮4cm。
倒滤构造(当墙后无抛石棱体时): (1)立板的悬臂不长:在肋板外 侧设置隔砂板; (2)立板的悬臂较长:在立板后 设置隔砂板; (3)为了防止倒滤井中填料下沉 后在胸墙下出现空隙而造成漏砂, 应在胸墙底部的后面设置倒滤棱体。
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港口工程
重力式码头的结构型式
干地现场浇筑 根 (或砌筑)结构 据
较少用
墙
身
施工顺序
的 施
预制墙身构件 开挖基床
工
方
水下安装
法
预制结构
抛填块石基床 基床夯实和整平 在基床上安装强身预制件
划
浇注胸墙
分
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
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翘尾式扶壁 将上部荷载传给基床。
无底扶壁
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扶壁码头
港口工程
构造—外形尺寸
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。
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≯φ。
方块码头
结构形式
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。
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。
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方块码头
断面设计
(1)尽量减小土压力 。
港口工程
(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。
码头设施:供船舶系靠, 装卸作业。
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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。
港口工程
根
方块码头
我国常用ห้องสมุดไป่ตู้结构型式
据
墙
沉箱码头
我国常用的结构型式
身 结
扶壁码头
我国南方较常用的型式
构 型
大圆筒码头
近年采用较多的型式
式
格形钢板桩码头
近年采用较多的型式
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港口工程
大直径圆筒码头
构造—外型尺寸
高度:由码头的水深和埋入地基的深度确定。埋入地基的深度由建筑物 的稳定性和地基持力层深度决定,一般埋深2.0~5.0m。
直径:由码头稳定性及使用要求确定,一般为5~14m。
壁厚:由强度计算确定,一般为25~30cm,D>14m时,壁厚应适当 加厚。
沉箱码头
港口工程
船用气囊上下水
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沉箱码头
港口工程
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沉箱码头
断面形式
港口工程
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。
预制能力的情况或有干地施 工条件。
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扶壁码头
组成
立板:挡土并构成码头直 立岸壁。
底板:将上部荷载传给基 床。
肋板:将立板和底板连成 整体,并支撑立板和底板。
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扶壁码头
型式
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。
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港口工程
大直径圆筒码头
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港口工程
大直径圆筒码头
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港口工程
大直径圆筒码头
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大直径圆筒码头
圆筒的制造方式
整体预制
将圆筒沿高度分成几段预制,在现场安装
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大直径圆筒码头
特点:
(1)钢材、砼用量少,每延 米材料用量与圆筒直径无关, 只与码头高度和圆筒壁厚有关。 (2)对地基条件的适应能力 比其它重力式码头强。 (3)构造简单,较受业主欢 迎。 (4)圆筒内填料可就地取材。
适用:
地质条件较好的深水码头,如 广西防城港D=16m,或地基 表面有不厚但又不薄的软土层 的情况。
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。
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沉箱码头
港口工程
构造—外形尺寸
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。
港口工程
构造—其它
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。
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扶壁码头
优点:结构简单,施工速度
快,节省材料,造价低 。
缺点:整体性差,耐久性差。
适用:有起重运输设备,有
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
前情提要
港口工程
码头使用荷载
人群荷载 堆货荷载 缆车荷载 铁路荷载
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
中-活载:特种活载、普通活载
汽车荷载
10t、15t、20t、30t、55t
船舶荷载
系缆力、撞击力、挤靠力
方块码头
港口工程
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
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。