干船坞
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第十三章 干船坞
干船坞概述
干船坞的结构型式
坞口结构
干船坞结构的计算要点
Ⅰ、干船坞概述
一、干船坞的组成及作用 坞室：船坞的主体，是一个巨大的长方形人工水池， 修建船的场所。它由侧墙、底板和坞尾墙组成； 坞口：供船舶进出和坞门的安设； 坞门：挡水的作用； 排水系统：包括水泵站、大明沟、集水井，主要排干 坞室内水体。 灌水系统：输水廊道和阀门，主要往坞室灌水，一般 利用内外水位差进行灌水 其他：拖曳系缆、设备、垫船设备、起重设备、动力 及办公设施和其它设备等组成。 二、船舶进出坞过程（略）
站、排水明沟、灌水廊道等。
2、 结构型式 ⑴按连接形式分： 整体式： 分离式： ⑵按结构型式分 重力式： 扶臂式： 空箱式：
Ⅳ、干船坞结构的计算要点
一、船坞结构的计算内容 ⑴坞室和坞口的抗浮稳定性； ⑵坞口及分离式坞墙的抗滑和抗倾稳定性； ⑶坞墙、底板的内力和强度计算； ⑷钢筋混凝土构件的裂缝宽度验算或抗裂验算； ⑸坞墙、底板、坞口门墩基底应力和地基承载力计算； ⑹粘性土地基上的分离式坞墙和坞口门墩必要时应计算地基 沉降； ⑺排水减压式、锚拉式和浮箱式等结构型式的专门计算； ⑻地震设计烈度为7度及以上的地区应进行抗震计算。 任何型式的干船坞都必须进行抗浮稳定性计算。
1.0m。坞顶高程也应与厂区地面高程相协调，一般应略高于厂
区高程（10 ～ 15cm） 5、进出坞室设计水深
HS=TK+a+h
船舶进坞时的最大吃水+中墩高度（1.2 ～ 1.8m）+船底与 中墩顶面之间的富裕量0.5 ～ 1.0m。 进出坞室设计水深自进出坞设计水位算起。
6、坞室底标高
是指船坞中剖面出中板顶面高程。 HD=HW-HS
3、船坞坞口宽度：坞口处内侧底宽度。
BWK=B+bk bk为富裕（1/8～1/4）B，但≮2m），或取坞室内宽。
4、船坞顶标高 根据水文和地形等条件，参照《海港总体及工艺设计》和 《河港总体及工艺设计》确定。
河口地区：坞顶高程一般采用20年一遇的洪水位以上加
0.3～0.5m或历年最高潮位以上加0.3m； 沿海地区：坞顶高程一般采用历年最高潮位以上加0.5 ～
他工艺荷载等可能发生的最不利荷载组合。
②校核组合 A、包括使用时期校核高、低水位及校核地下水位时的建筑物
自重力、土压力、水压力、波浪力、冰荷载、地面使用荷载、门
墩荷载及其它工艺荷载等可能发生的最不利荷载组合。 B、施工时期施工高、低数位时建筑物自重力、土压力、水压
力、地面使用荷载、门墩荷载、曳船设备荷载及其他荷载、波浪
力、冰荷载、施工荷载和地震荷载等可能发生的最不利荷载组合。 C、修理和事故时期相应水位时的各种外荷载可能发生的最不 利荷载。 ③特殊组合 包括使用时期设计高、低数位包括地震荷载在内的最不利荷 载组合。 三、稳定性及应力验算等（略）
二、荷载及荷载组合 1、作用荷载 建筑物自重力、土压力、水压力、地面使用荷载、门墩 荷载、曳船设备荷载及其他荷载、波浪力、冰荷载、施工荷 载和地震荷载等。
2、作用荷载组合
⑴组合原则：按可能发生的最不利荷载组合进行设计。 ⑵荷载组合：设计组合、校核组合和特殊组合。
①设计组合
包括使用时期设计高、低水位及设计地下水位时的建筑 物自重力、土压力、水压力、地面使用荷载、门墩荷载及其
7、坞口门槛高程
门槛高程可以高出坞底高程0.5m以上，但应低于中墩顶面 0.5～1.0m。 五、船坞的灌、排水系统（略） 船坞灌水主要采用短廊道和坞门灌水两种型式。 六、坞门 1、坞门型式 叠梁门、人字门、横拉门、浮箱门、卧倒门和旋转侧开门等， 采用最多的是浮箱门和卧倒门。 2、浮箱门、卧倒门的特点及操作过程。
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—CHONGQING JIAOTONG UNIVERCITY—
Ⅲ、坞口结构 1、 特点 ⑴坞口承受由坞门传来的很大的水压力，还承受很 大的地下水浮托力，因此，坞口结构应有足够的重量以 保证抗滑、抗倾和抗浮稳定性； ⑵为保证坞门的水密性，要求坞口结构有较大的刚 度和较小的变形；有时还要考虑在坞口门墩内布置水泵
2、 按克服地下水浮托力方式分 重力式：依靠结构自身的质量克服地下水的浮托力； 锚固式：用锚杆或锚桩将底板锚固于低级，依靠锚固 力和结构自重来克服地下水浮托力。 排水减压式：采用地下排水设施部分或全部消除地下 水浮托力。 3、分离式坞墙的结构型式 重力式：包括实体式、悬臂式和扶臂式，适用于承载 力较高的地基； 桩基承台式：适用于承载力较低的地基； 衬砌式和混合式：适用于坞墙后全部或部分为岩体的 情况； 板桩式：适用于承载力较低、并适合打桩的地基。
Ⅱ、干船坞的结构型式 一、坞室的结构型式分类
1、坞室结构的分类
⑴按坞墙与坞底的连接方式分 坞室结构由底板和坞墙组成，按两者连接方式的不同可
分为：
①整体式——两者为刚性连接 ②分离式——两者不连接，用缝分开而相互独立。
③铰接式——两者为铰接。介于整体式和分离式之间。
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量克服部分地下水浮托力。
②结构重量相对较轻。 ⑶适用条件
适用于地基承载力足够，地基透水性较大，设置排水减压设
施有困难或不经济的情况。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
⑷降低重力式坞室结构造价的措施 对于重力式坞室结构，为了降低工程造价，除在结构上采 取措施外，在施工上也想办法。 ①对于砂质地基上的整体式重力式结构，为了减少底板中 部的负弯矩，可以先浇筑坞墙并完成墙后回填土，然后再浇筑 坞底板。但在墙体与底板中部留有较宽的接缝，待施工期内坞 墙的沉降基本终止，再浇筑接缝（即闭合块或后浇带）。 ②分段浇筑：在横向上分四段浇筑混凝土，先浇筑坞墙及 其下的底板，并在墙后回填，然后浇筑底板，待坞墙沉降基本 终止后，再浇筑坞墙与底板间的闭合块。 ③为减少底板上的负弯矩，在底板的适当位置对称于船坞 中轴线设置两个铰。铰只传递剪力，而不传递弯矩。
⑶注意：
①当锚固范围的地基有承压水土层时，不宜采用此种 结构，因为锚固设施穿透承压水层，回造成地下水上涌，
增大底板的浮托力。
②锚杆只承受拉力，不考虑压力，因此只是在空坞时 用来承受部分地下水浮托力。
3、排水减压式 ⑴原理：在坞室底板下面和坞墙后面设置排水设施，用 以部分或全部消除墙后的地下水压力和作用在底板上的浮托 力，使结构自重显著减小，从而减小投资。 ⑵适用条件：弱透水的地基，或经防渗处理后地基的渗 流量较小的情况。 ⑶设计的关键问题：是保证排水设施畅通无阻，防止各 种原因引起的淤塞。但排水减压式需付出抽除地下渗透水的 经常费用，并消耗电能，营运费用高。 ⑷排水设施：沟管和排水层。在坞底两者都有应用，有 时同时应用，在坞墙后一般多用沟管。
大 型 船 坞
浮船坞
三、船坞的主要尺度及标高
船坞的主要尺度与标高应根据设计采用的船舶尺度、 工艺设计原则、进出坞工艺要求和坞址的水文条件等确定。 1、 船坞的有效长度 在坞室内的纵轴线上从坞门内壁表面到坞尾墙面的水平 距离，等于进坞船舶两垂线间长度加船首尾两端的工作净 空（15～20m）。 LW=Lpp+l 2、坞室宽度：船坞中剖面处的坞底内宽。 BW=B（型宽）+b（富裕3～8m）
注意：随着船坞宽度、深度的增大，其工程量大，施工
较困难，造价高的缺点也日益突出。因此，在现代大型船坞 设计中，应进行充分的技术论证，以决定是否采用重力式结
构。
二、各种坞室结构的特点 1、重力式坞室结构 ⑴浆砌块石或素混凝土坞室结构（老式船坞） ①完全依靠结构自重克服地下水浮托力； ②工 程量大，基坑开挖深，施工较困难。 ③造价高的缺点也日益突出 ⑵钢筋混凝土轻型重力式坞室结构 ①在坞墙底部可设置向后伸出的悬臂，利用悬臂上的填土重
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2、 按克服地下水浮托力的方式分类
⑴重力式：依靠坞墙和底板的自重克服地下水浮托力。
适用于地基承载力足够，地基透水性较大，设置排水减 压设施有困难或不经济的情况
2、 锚固式 ⑴原理：用锚杆、锚索或锚桩将坞底板锚固于地基中， 依靠锚固力和结构自重克服地下水浮托力。同时，减少底 板跨度，从而减少底板厚度。 ⑵使用条件：适用于底板下面的地基适合作锚固设施。
锚固设施的作用是承受一部分（或大部分）浮托力
和减小底板的计算跨度，从而使底板厚度减薄，减小底板 的砼用量和基础挖土石方量。
干船坞概述
干船坞的结构型式
坞口结构
干船坞结构的计算要点
Ⅰ、干船坞概述
一、干船坞的组成及作用 坞室：船坞的主体，是一个巨大的长方形人工水池， 修建船的场所。它由侧墙、底板和坞尾墙组成； 坞口：供船舶进出和坞门的安设； 坞门：挡水的作用； 排水系统：包括水泵站、大明沟、集水井，主要排干 坞室内水体。 灌水系统：输水廊道和阀门，主要往坞室灌水，一般 利用内外水位差进行灌水 其他：拖曳系缆、设备、垫船设备、起重设备、动力 及办公设施和其它设备等组成。 二、船舶进出坞过程（略）
站、排水明沟、灌水廊道等。
2、 结构型式 ⑴按连接形式分： 整体式： 分离式： ⑵按结构型式分 重力式： 扶臂式： 空箱式：
Ⅳ、干船坞结构的计算要点
一、船坞结构的计算内容 ⑴坞室和坞口的抗浮稳定性； ⑵坞口及分离式坞墙的抗滑和抗倾稳定性； ⑶坞墙、底板的内力和强度计算； ⑷钢筋混凝土构件的裂缝宽度验算或抗裂验算； ⑸坞墙、底板、坞口门墩基底应力和地基承载力计算； ⑹粘性土地基上的分离式坞墙和坞口门墩必要时应计算地基 沉降； ⑺排水减压式、锚拉式和浮箱式等结构型式的专门计算； ⑻地震设计烈度为7度及以上的地区应进行抗震计算。 任何型式的干船坞都必须进行抗浮稳定性计算。
1.0m。坞顶高程也应与厂区地面高程相协调，一般应略高于厂
区高程（10 ～ 15cm） 5、进出坞室设计水深
HS=TK+a+h
船舶进坞时的最大吃水+中墩高度（1.2 ～ 1.8m）+船底与 中墩顶面之间的富裕量0.5 ～ 1.0m。 进出坞室设计水深自进出坞设计水位算起。
6、坞室底标高
是指船坞中剖面出中板顶面高程。 HD=HW-HS
3、船坞坞口宽度：坞口处内侧底宽度。
BWK=B+bk bk为富裕（1/8～1/4）B，但≮2m），或取坞室内宽。
4、船坞顶标高 根据水文和地形等条件，参照《海港总体及工艺设计》和 《河港总体及工艺设计》确定。
河口地区：坞顶高程一般采用20年一遇的洪水位以上加
0.3～0.5m或历年最高潮位以上加0.3m； 沿海地区：坞顶高程一般采用历年最高潮位以上加0.5 ～
他工艺荷载等可能发生的最不利荷载组合。
②校核组合 A、包括使用时期校核高、低水位及校核地下水位时的建筑物
自重力、土压力、水压力、波浪力、冰荷载、地面使用荷载、门
墩荷载及其它工艺荷载等可能发生的最不利荷载组合。 B、施工时期施工高、低数位时建筑物自重力、土压力、水压
力、地面使用荷载、门墩荷载、曳船设备荷载及其他荷载、波浪
力、冰荷载、施工荷载和地震荷载等可能发生的最不利荷载组合。 C、修理和事故时期相应水位时的各种外荷载可能发生的最不 利荷载。 ③特殊组合 包括使用时期设计高、低数位包括地震荷载在内的最不利荷 载组合。 三、稳定性及应力验算等（略）
二、荷载及荷载组合 1、作用荷载 建筑物自重力、土压力、水压力、地面使用荷载、门墩 荷载、曳船设备荷载及其他荷载、波浪力、冰荷载、施工荷 载和地震荷载等。
2、作用荷载组合
⑴组合原则：按可能发生的最不利荷载组合进行设计。 ⑵荷载组合：设计组合、校核组合和特殊组合。
①设计组合
包括使用时期设计高、低水位及设计地下水位时的建筑 物自重力、土压力、水压力、地面使用荷载、门墩荷载及其
7、坞口门槛高程
门槛高程可以高出坞底高程0.5m以上，但应低于中墩顶面 0.5～1.0m。 五、船坞的灌、排水系统（略） 船坞灌水主要采用短廊道和坞门灌水两种型式。 六、坞门 1、坞门型式 叠梁门、人字门、横拉门、浮箱门、卧倒门和旋转侧开门等， 采用最多的是浮箱门和卧倒门。 2、浮箱门、卧倒门的特点及操作过程。
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Ⅲ、坞口结构 1、 特点 ⑴坞口承受由坞门传来的很大的水压力，还承受很 大的地下水浮托力，因此，坞口结构应有足够的重量以 保证抗滑、抗倾和抗浮稳定性； ⑵为保证坞门的水密性，要求坞口结构有较大的刚 度和较小的变形；有时还要考虑在坞口门墩内布置水泵
2、 按克服地下水浮托力方式分 重力式：依靠结构自身的质量克服地下水的浮托力； 锚固式：用锚杆或锚桩将底板锚固于低级，依靠锚固 力和结构自重来克服地下水浮托力。 排水减压式：采用地下排水设施部分或全部消除地下 水浮托力。 3、分离式坞墙的结构型式 重力式：包括实体式、悬臂式和扶臂式，适用于承载 力较高的地基； 桩基承台式：适用于承载力较低的地基； 衬砌式和混合式：适用于坞墙后全部或部分为岩体的 情况； 板桩式：适用于承载力较低、并适合打桩的地基。
Ⅱ、干船坞的结构型式 一、坞室的结构型式分类
1、坞室结构的分类
⑴按坞墙与坞底的连接方式分 坞室结构由底板和坞墙组成，按两者连接方式的不同可
分为：
①整体式——两者为刚性连接 ②分离式——两者不连接，用缝分开而相互独立。
③铰接式——两者为铰接。介于整体式和分离式之间。
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量克服部分地下水浮托力。
②结构重量相对较轻。 ⑶适用条件
适用于地基承载力足够，地基透水性较大，设置排水减压设
施有困难或不经济的情况。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
⑷降低重力式坞室结构造价的措施 对于重力式坞室结构，为了降低工程造价，除在结构上采 取措施外，在施工上也想办法。 ①对于砂质地基上的整体式重力式结构，为了减少底板中 部的负弯矩，可以先浇筑坞墙并完成墙后回填土，然后再浇筑 坞底板。但在墙体与底板中部留有较宽的接缝，待施工期内坞 墙的沉降基本终止，再浇筑接缝（即闭合块或后浇带）。 ②分段浇筑：在横向上分四段浇筑混凝土，先浇筑坞墙及 其下的底板，并在墙后回填，然后浇筑底板，待坞墙沉降基本 终止后，再浇筑坞墙与底板间的闭合块。 ③为减少底板上的负弯矩，在底板的适当位置对称于船坞 中轴线设置两个铰。铰只传递剪力，而不传递弯矩。
⑶注意：
①当锚固范围的地基有承压水土层时，不宜采用此种 结构，因为锚固设施穿透承压水层，回造成地下水上涌，
增大底板的浮托力。
②锚杆只承受拉力，不考虑压力，因此只是在空坞时 用来承受部分地下水浮托力。
3、排水减压式 ⑴原理：在坞室底板下面和坞墙后面设置排水设施，用 以部分或全部消除墙后的地下水压力和作用在底板上的浮托 力，使结构自重显著减小，从而减小投资。 ⑵适用条件：弱透水的地基，或经防渗处理后地基的渗 流量较小的情况。 ⑶设计的关键问题：是保证排水设施畅通无阻，防止各 种原因引起的淤塞。但排水减压式需付出抽除地下渗透水的 经常费用，并消耗电能，营运费用高。 ⑷排水设施：沟管和排水层。在坞底两者都有应用，有 时同时应用，在坞墙后一般多用沟管。
大 型 船 坞
浮船坞
三、船坞的主要尺度及标高
船坞的主要尺度与标高应根据设计采用的船舶尺度、 工艺设计原则、进出坞工艺要求和坞址的水文条件等确定。 1、 船坞的有效长度 在坞室内的纵轴线上从坞门内壁表面到坞尾墙面的水平 距离，等于进坞船舶两垂线间长度加船首尾两端的工作净 空（15～20m）。 LW=Lpp+l 2、坞室宽度：船坞中剖面处的坞底内宽。 BW=B（型宽）+b（富裕3～8m）
注意：随着船坞宽度、深度的增大，其工程量大，施工
较困难，造价高的缺点也日益突出。因此，在现代大型船坞 设计中，应进行充分的技术论证，以决定是否采用重力式结
构。
二、各种坞室结构的特点 1、重力式坞室结构 ⑴浆砌块石或素混凝土坞室结构（老式船坞） ①完全依靠结构自重克服地下水浮托力； ②工 程量大，基坑开挖深，施工较困难。 ③造价高的缺点也日益突出 ⑵钢筋混凝土轻型重力式坞室结构 ①在坞墙底部可设置向后伸出的悬臂，利用悬臂上的填土重
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2、 按克服地下水浮托力的方式分类
⑴重力式：依靠坞墙和底板的自重克服地下水浮托力。
适用于地基承载力足够，地基透水性较大，设置排水减 压设施有困难或不经济的情况
2、 锚固式 ⑴原理：用锚杆、锚索或锚桩将坞底板锚固于地基中， 依靠锚固力和结构自重克服地下水浮托力。同时，减少底 板跨度，从而减少底板厚度。 ⑵使用条件：适用于底板下面的地基适合作锚固设施。
锚固设施的作用是承受一部分（或大部分）浮托力
和减小底板的计算跨度，从而使底板厚度减薄，减小底板 的砼用量和基础挖土石方量。