《港口水工建筑物》课后思考题习题答案

第一章一、试叙述码头按不同方式分类的主要形式、工作特点及其适用范围答：一、按平面布置分类：1、顺岸式：可分为满堂式和引桥式。

满堂式装卸作业、堆货管理、运输运营由前向后连成一片，具有快速量多的特点、联系方便；引桥式装卸作业在顺岸码头完成，堆货、运输需通过引桥运载到后方的岸上进行。

适用于建设场地有充足的码头岸线。

2、突堤式：可分为窄突堤和宽突堤主要运用于海港前者沿宽度方向是一个整体结构，后者沿宽度方向的两侧为码头结构，码头结构中通过填料筑成码头面。

主要运用于海港。

3、墩式码头：非连续性结构，墩台与岸用引桥链接，墩台之间用人行桥链接、船舶的系靠由系船墩和靠船墩承担，装卸作业在另设的工作平台上进行。

在开敞式码头建设中应用较多。

二、按断面形式分类：1、直立式：便于船舶的停靠和机械直接开到码头前沿，有较好的装卸效率。

适用于水位变化不大的港口。

2、斜坡式：斜坡道前方没有泵船作码头使用机械难以靠近码头前沿，装卸效率低。

运用于水位变化大的上、中游河港或海港。

3、半斜坡式：用于枯水期较长而洪水期较短的山区河流4、半直立式用于高水位时间较长，而低水位时间较短的水库港三、按结构形式分类：1、重力式：分布较广，使用较多，依靠结构本身及其上面填料的重力来保持结构自身的滑移稳定和倾覆稳定，其自重力大。

地基承受的压力大。

适用于地基条件较好的地基。

2、板桩式：依靠板桩入土部分的侧向土抗力和安设在码头上部的锚碇结构来维持其整体稳定。

除特别坚硬会哦过于软弱的地基外，一般均可采用。

3、高桩码头：在软弱地基上修建的，工作特点：通过桩台将作用在码头上的荷载经桩基传给地基4、透空的重力式结构：混合结构二、码头由哪几部分组成？各部分的作用是什么？答：一、码头可分为：主体结构、码头附属结构。

主体结构包括上部结构、下部结构和基础。

二、各部分作用：上部结构：1、将上部结构的构件连成整体2、直接承受船舶荷载和地面使用荷载并将这些荷载传给下部结构3、作为设置防冲设施、系船设施、工艺设施和安全设施的基础下部结构和基础：1、支承上部结构，形成直立岸壁2、将作用在上部结构的和本身荷载传给地基。

码头附属设施用于船舶系靠和装卸作业。

三、码头结构上的作用如何分类？其作用代表值如何取值？答：A作用分类：一、按时间的变异分类：1、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，其作用代表取值仅有标准值2、可变作用：在设计基准期内，其量值随时间变化与平均值相比不可忽略的作用，如堆货荷载、流动荷载，其作用代表取值有标准值、频遇值和准永久值3、偶然荷载：在设计基准期内不一定出现其量值很大而且持续时间很短的作用其作用代表取值一般根据观测和试验综合分析确定。

二、按空间位置分类：1、固定作用：在结构上具有固定分布的作用，如结构自重力。

2、自由作用：在结构的的一定范围内可以任意分布的作用，如堆货、流动起重运输机械荷载等。

三、按结构反应分类：1、静态作用：加载过程中结构产生的加速度可以忽略不计的作用，如自重力。

2、加载过程中产生的不可忽略的加速度的作用如船舶撞击力。

B作用代表值的取值：一、承载能力极限状态：1、持久组合：主导可变作用取标准值，非主导可变作用取组合值（标准值乘以组合系数门）2、短暂组合：对由环境条件引起的可变作用，按有关结构规范的规定确定，其他作用取可能出现的最大值为标准值。

3•偶然组合：均按现行业标准中的有关规定执行。

正常使用极限状态：1、持久状况：a•短期效应（频遇）组合：取可变作用的频遇值（标准值乘以频遇系数，0.8）；b•长期效应（准永久）组合：取可变作用的准永久值（标准值乘以准永久值系数，0.6）2、短暂状况：取标准值。

四、试叙述两种极限状态、三种设计状况与作用组合之间的相互关系答：两种极限状态：承载能力极限状态、正常使用极限状态三种设计状况：持久状况、短暂状况、偶然状况A、在正常条件下，结构使用过程中的状况为持久状况，按承载能力极限状态的持久组合B、结构施工和安装等持续时间较短的状况为短暂状况，对此状态宜对承载能力极限状态的短暂组合进行设计C、在结构承受设防地震等持续时间很短的状况为偶然状态，应按承载能力极限状态的偶然组合进行设计五、码头地面使用荷载和船舶荷载如何确定？试分析影响上述荷载值确定的主要因素及产生影响的原因答：A、码头地面使用荷载：堆货荷载、流动起重运输机械荷载、铁路荷载、人群荷载等。

1、堆货荷载：码头建筑物上的重要使用荷载，有堆货所处的港口码头所属地带来确定其值。

三个地带：码头前沿、前方堆场、后方堆场主要因素：a、装卸工艺确定堆存情况，装卸机械的不同性能能直接影响货物的堆存的极限高度，因而影响堆货荷载值b、货种及包装方式：在相同的堆存高度条件下由于货物的重度不同，其荷载不同c、货物的批量和堆存期d、码头结构形式：不同的结构形式的码头对堆货荷载反应的敏感度有很大的差别e、港口管路营运水平2、人群荷载：码头的类型、码头的不同地带决定是否考虑人群荷载3、流动起重运输机械荷载：其荷载值直接与机型有关，机型由装卸工艺决定在确定起重机械荷载时，根据装卸工艺所选定的机型机器要求的起重量和幅度选取相应的荷载值4、铁路荷载：主要为铁路列车在重力作用下产生的竖向荷载。

因素：实际使用的机车和车辆类型。

5、汽车荷载：由单辆汽车总质量确定其等级，并由登记确定其技术指标和平面尺寸进而确定其荷载值，还与港口结构形式有关，其对汽车荷载的敏感程度不同B、船舶荷载：1、船舶系缆力：影响因素：风和水流的作用，风压力垂直作用于码头前沿线的横向分力Fxw和平行于码头前沿线的纵向分力Fxy2、船舶的挤靠力：由于迎岸的风和水流作用，是船舶直接作用在码头的力。

a、防冲设施连续布置：公式1-4-6b、防冲设施间断布置：公式1-4-7影响因素：可能出现的风和水流对船舶作用产生的横向分力总和3、船舶撞击力：a对于装设橡胶护舷的靠船建筑物，橡胶护舷吸收的能量Es>>Ej。

当Es>=10 Ej时E>=Es=Ub、Es<10 Ej时，有效撞击能量按护舷和靠船建筑物的刚度进行分配影响因素：横向波浪、弧线种类及形式第二章一、我国常用的重力式码头按强身结构分为哪几种？各有什么特点？可分为：方块码头、沉箱码头、扶壁码头，大圆筒码头、格型钢板桩码头、干地施工的现浇混凝土和浆砌的码头方块码头：耐久性好，基本不需要钢材，施工简单，水下工作量大，结构整体性和抗震性差，需石料大沉箱码头：水下工作量小，结构整体性好，抗震性好，施工快，耐久性较差，需要钢材多，需专门的设备和条件扶壁码头：优缺点介于方块码头和沉箱码头之间，混凝土和钢材的用量比钢筋混凝土沉箱码头少，施工较快，耐久性与沉箱码头相同，整体性较差。

大圆筒码头：结构简单，混凝土于钢材用量少，适应性差，可不作抛石基床，造价低，施工速度快格型钢板桩码头：施工筹备期短，施工速度快，占用场地小干地施工的现浇混凝土和浆砌的码头：：就地取材，不需要钢材和大型复杂的设备，整体性好，造价低二、如何确定重力式码头的基础形式？试述抛石基床的形式和适用条件以及其设计时应考虑的主要问题。

A、确定方式：1、当基石承载力大。

一般不需要做基础2、非基石地基，分两种情况a地基承载力足够时，设置100~200mm厚的钢筋混凝土，以保证墙身的施工质量b、地基承载力不足时应设基础，采用块石基床，钢筋混凝土基础或基桩等3、采用水下施工预测安装结构时应设抛石基床B、抛石基床的形式：1、暗基床：适用于原地面水深小于码头设计水深的情况。

2、明基床：适用于原地面水深大于码头设计水深，且地基较好的情况。

3、混合基床：适用于原地面水深大于码头设计水深，且地基较差的情况。

C、抛石基床的设计包括：选择基床形式、确定基床的厚度及宽度，确定基槽的底宽和边坡宽度，规定石块重量和质量要求，确定基床顶面的预留坡度和预留沉降量等三、如何确定胸墙的底部高程、顶宽、底宽和提高其耐久性1为了确定胸墙的良好的整体性和足够的刚度，胸墙的高度越高越好。

2、对于现浇或者现砌的胸墙，底部高程不应低于施工水位3、胸墙的底宽由构造确定4、底宽由抗滑和抗倾稳定性计算提高耐久性措施：1•按规定要求选定混凝土强度等级。

2适当增大钢筋混凝土构件厚度和保护层厚度，不得低于规定标准。

3•对于受冰冻作用的码头，水位变动区的临水面还可考虑采用抗蚀性强、抗磨性高、抗冻性好的新材料。

4对于构成墙身构件的折角处宜设置加强角，其尺寸一般采用150〜200mm。

此外，在设计中要注意避免结构断面过于复杂，构件凹角处的构造措施不利、伸缩缝设置不当、混凝土表面排水不畅等情况。

四、抛石基床棱体和倒虑的作用是什么？墙后抛石棱体有哪几种？抛石基床棱体：防止工料流失并减小墙后土压力到滤层的作用：防止回填土流失，在抛填棱体顶面、坡面，胸墙变形缝和卸荷板顶面接缝处应设到滤层抛石棱体的断面形式分为三角断面与梯形和锯齿断面，三角形的主要为防止回填土流失，梯形和锯齿形主要目的为减压五、重力式码头的土压力、地面使用荷载、船舶荷载如何确定？试述地面使用荷载的布置形式及其相应的验算项目。

1、土压力：库伦理论朗肯理论和所科洛夫斯基理论地面使用荷载：堆货荷载门机荷载铁路荷载船舶荷载：对于墙后有填土的重力式码头，一般不考虑船舶的撞击力和挤靠力，而必须考虑系揽力1、码头地面使用荷载为活荷载，必须根据不同的计算项目。

按最不利情况进行布置。

布置形式：a、作用在码头上的垂直力和水平力都最大，用于验算基床和地基的承载力及计算建筑物的沉降和夯体滑动稳定性b、作用在码头的水平力最大，垂直力最小，用于验算建筑物的滑动和倾覆稳定性c、垂直力最大，水平力最小用于验算基底面后踵的应力六、重力式码头的一般计算项目有哪些？对应采用的极限状态和效应组合，说明为什么。

1 ）对墙底面和墙身各水平缝及齿缝计算面前趾的扛倾稳定性采用承载能力极限状态效应组合为持久组合。

实际工程中1）沿胸墙底面进行抗滑稳定性验算时，系缆力可能主导可变作用2）暗基床底面抗滑稳定性验算时，可考虑抛石基床垂直面上的被动土压力3）考虑波浪作用时，波浪力可能成为主导可变作用。

2）沿墙地面，墙身各水平缝合基床地面的抗滑稳定性采用承载力极限状态和持久组合公式（2-3-10 ）一般按平面问题取单宽计算，不考虑波浪作用，且由可变作用产生的土压力为主导作用时，按公式计算。

3）基床和地基承载力利用承载能力极限状态和持久组合基床承载力按公式（2-3-12）计算，设计值一般取600Kpa。

对于受波浪力作用的墩式建筑物或地基承载力较高时，酌情适当提高取值，但不应大于800Kpa。

地基承载力验算按公式（2-3-15 ）4）整体稳定性按承载力极限状态和持久组合对于建筑物与地基整体滑动的抗滑稳定性一般按圆弧滑动法验算，地基浅层有软弱夹层时，尚应验算非圆弧滑动面的抗滑稳定性。