沉箱重力式码头课程设计第一讲25页PPT
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重力式码头介绍及设计经验交流 PPT
第一部分 重力式码头结构类型
重力式码头主要组成部分
胸墙
墙后回填
墙身
基 础
重力式码头按墙身分类
1、沉箱码头 2、方块码头 3、扶壁码头 4、坐床式圆筒码头
《重力式码头设计与施工规范》
5、现浇混凝土或浆砌石码头
6、沉入式大圆筒码头 国内无规范 7、格型钢板桩码头 《格型钢板桩码头设计与施工规程》
方块码头优缺点分析
优点：耐久性好，基本不需要钢材，施工简单，不需 复杂的施设备；
缺点：水下工作量大，结构整体性能差。
一般适用于地基较好的中小型码头（5w吨级以下）。
3、扶壁结构
由立板、底板和肋板互相整体连接而成的钢筋混凝 土结构。 按扶壁施工方法可分为预制安装结构和现浇连续结 构。
扶壁码头优缺点分析
优点：
较沉箱节省混凝土和钢材，不需要专门预制场和
下水设施；较方块安装量小，施工速度快。
缺点：
整体性差、耐久性差。
4、大圆筒结构
大圆筒是无底的大直径圆形薄 壁结构。大圆筒直径一般为 5 ～20m。 预制好的大圆筒吊运到现场安 装，待安装完毕后，筒内充填 块石或砂，圆筒之间采取堵缝 措施。
4、大圆筒结构
板桩式
特点： 靠打入地基中的 板桩墙挡土，受 有较大的土压力。 适用：所有板桩 可沉入的地基。
高桩式
特点：主要由上部结构和桩基组成，通过上部结构 将作用在码头上的荷载经桩基传给地基，其耐久性、 对超载以及工艺变化的适应能力较差。
适用：软土地基
混合式
除上述三种为主要结构型式外，可根据当地地基、 水文、材料、施工条件和码头使用要求等因素，也可采 用各种不同型式的混合结构，图中大型框架式码头为透 空的重力式结构。
港口水工建筑物讲义6 重力式码头计算PPT培训课件
验算内容包括沿墙底面、墙身各水平缝和基床底面的抗滑稳定性。 组合一：不考虑波浪力作用，可变作用产生的土压力为主导可变作用
组合二：不考虑波浪力作用，沿胸墙底面的抗滑稳定性，系缆力为主 导可变作用
组合三：考虑波浪力作用，波浪力为主导可变作用
组合四：考虑波浪力作用，堆载土压力为主导可变作用
此为一种水位情况，若将水位作为一个组合条件，则可得十几种组合 情况。
力 墙后为中砂或细于 潮差
的 确 定
中砂的填料（包括 粘性土）
河港：取决于排水措施和墙前、墙后 地下水位情况
7
港口工程
重力式码头的计算—码头上的作用
土压力
计 库仑理论 算 理 朗肯理论 论 索科洛夫斯基
考虑墙背倾斜、地面倾斜和土与墙背摩擦力 ；假定土是均质和无粘性。 考虑土的粘性、地面均布荷载、土体水平分 层；假定墙背垂直、地面水平和墙背光滑。
墙后地下水位
浮重度
6
港口工程
重力式码头的计算—码头上的作用
剩余水压力
定义：墙后地下水位高于墙前计算低水位时产生的水压力差值，一般 按静水压力考虑。
确定原则：根据码头排水的好坏和后方填料的透水性来确定。
剩
余 水
墙后为抛石棱体或 粗于中砂的填料
可不考虑剩余水压力
压
潮汐港：剩余水头取1/5～1/3的平均
EH、Ev —计算面以上永久作用总主动土压力的水平和垂直分力标准值（kN） EqH、Eqv —计算面以上可变作用总主动土压力的水平和垂直分力标准值（kN）
Pw —计算面以上的剩余水压力标准值（kN）
PRH —系缆力水平分力标准值（kN）
f —沿计算面的摩擦系数设计值
G —自重力的分项系数，取1.0
和稳定力矩（ kN.m ） M Pw —剩余水压力标准值对计算面前趾的倾覆力矩（kN.m）
组合二：不考虑波浪力作用，沿胸墙底面的抗滑稳定性，系缆力为主 导可变作用
组合三：考虑波浪力作用，波浪力为主导可变作用
组合四：考虑波浪力作用，堆载土压力为主导可变作用
此为一种水位情况，若将水位作为一个组合条件，则可得十几种组合 情况。
力 墙后为中砂或细于 潮差
的 确 定
中砂的填料（包括 粘性土）
河港：取决于排水措施和墙前、墙后 地下水位情况
7
港口工程
重力式码头的计算—码头上的作用
土压力
计 库仑理论 算 理 朗肯理论 论 索科洛夫斯基
考虑墙背倾斜、地面倾斜和土与墙背摩擦力 ；假定土是均质和无粘性。 考虑土的粘性、地面均布荷载、土体水平分 层；假定墙背垂直、地面水平和墙背光滑。
墙后地下水位
浮重度
6
港口工程
重力式码头的计算—码头上的作用
剩余水压力
定义：墙后地下水位高于墙前计算低水位时产生的水压力差值，一般 按静水压力考虑。
确定原则：根据码头排水的好坏和后方填料的透水性来确定。
剩
余 水
墙后为抛石棱体或 粗于中砂的填料
可不考虑剩余水压力
压
潮汐港：剩余水头取1/5～1/3的平均
EH、Ev —计算面以上永久作用总主动土压力的水平和垂直分力标准值（kN） EqH、Eqv —计算面以上可变作用总主动土压力的水平和垂直分力标准值（kN）
Pw —计算面以上的剩余水压力标准值（kN）
PRH —系缆力水平分力标准值（kN）
f —沿计算面的摩擦系数设计值
G —自重力的分项系数，取1.0
和稳定力矩（ kN.m ） M Pw —剩余水压力标准值对计算面前趾的倾覆力矩（kN.m）
重力式码头工程简介分解PPT课件
H4%—码头前允许停泊的波高，波列累积频率为4%的波高；
Z3—船舶因配载不均匀而增加的船尾吃水值，杂货船不计，散货船和油船取 0.15m；；
Z4—备淤富裕深度，根据回淤强度、维护挖泥间隔期及挖泥设备的性能确定，不 小于0.4m；
- 15 - 第15页/共44页Fra bibliotek第一章
• 1.2.2、港内水域的确定
平面设计
集装箱船 — — — — 0.6 0.6 — 0.8 0.8 0.8 — — — — — — —
允许风力 ≤6级
第二章 水工结构设计
2.1 一般构造与计算
2.1.1 基础构造
1. 基础的地基型式：岩石及非岩石地基
预制安装墙身：以二片石或碎石整平，厚度
岩石地基：
不小于0.3m
地基型式
现浇砼或 浆砌石结构：
1• .21.2港.2口、主港内要水规域模的的确确定
8.码定头主要尺度的确定：
码头前沿设计水深：指在设计低水位以下的保证设计船型在满载吃水的
情况下安全停靠的水深。
D=T+Z1+Z2+Z3+Z4
Z2＝KH4%－Z1
式中 T—设计船型满载吃水
Z1—龙骨下最小富裕深度； Z2—波浪富裕深度； K—系数，顺浪取0.3，横浪取0.5；
两直立岸壁间夹角θ 60o
70o
90o
120o
DWT>5000t
1.45
1.35
1.25
1.15
DWT≤5000t
1.55
1.40
1.30
1.20
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第一章 平面设计
• 1.2.3、船舶装卸作业允许波高和
重力式码头设计PPT课件
基础 构造
墙身
胸墙 6、变形缝上下垂直通缝，缝宽2050mm，间距墙背 填料
10～30m。码头端部的翼墙，长度超过10m时，
应设变形缝。
现浇结构，变形缝内充填弹性材料。
新旧建筑物衔接处；水深、结构型式、基
床厚度改变处；土质差别较大处、沉箱接缝处
应设变形缝。
第31页/共115页
32
码头概述 设计标准 一般构造 设计计算 典型结构 综合练习
8、建筑材料、回填材料的物理力学指标
宜试验确定，无实测资料，按规范选取。
9、码头水深、顶面高程等总体布置参数
10、码头工艺布置尺度及荷载
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码头概述
设计标准
一般构造
设计计算
典型结构
综合练习
20
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21
码头概述 设计标准 一般构造 设计计算 典型结构 综合练习
基础 构造
基础、墙身、胸墙、
棱体、倒滤层、回填
料、面层、码头设施
等。
2
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码头概述 设计标准 一般构造 设计计算 典型结构 综合练习
组成 特点
设计
重力式码头宜建在较好的地基上，如岩基、砂
条件 土、密实的粘土。如果地基较差，仍需要采用时，
设计 应进行地基处理，并在结构上采取适当措施。
原则 优点：
混和石料倒滤层厚0.4～0.6m，多级棱体
的水下倒滤层厚度宜加大。
第33页/共115页
34
码头概述 设计标准 一般构造 设计计算 典型结构 综合练习
基础
构造 （2）无抛石棱体
填料 5、材料（对耐久性无特殊要求的码头）
混凝土胸墙、方块：C20；
2011沉箱重力式码头课程设计-PPT课件
2、波浪 3、气象 九级风v＝22m/s，垂直于码头前沿线。 4、地震（本次课程设计不考虑） 5、地形地质 见设计任务书自然条件部分。 6、设计船型
第二节、设计内容
一、码头各部分尺寸的初步确定
1、码头顶标高（即胸墙顶标高） 原则：①大潮时不淹没 ②便于作业和码头前后方高程的衔接。 有掩护码头 — 计算水位＋超高值 按以下标准校核并取大值： 基本标准 —— 设计高水位＋超高值（1～1.5m） 复核标准 —— 极端高水位＋超高值（0～0.5m）
沉箱重力式码头课程设计
课程设计的目的： 综合运用《港口水工建筑物》、《港口规划》 等课程的知识，培养分析和解决工程实际问题 的能力。Leabharlann 第一节 设计资料（数据见设计任务书）
1、潮位： 极端高水位 ——重现期为50年的年极值高水位。 极端低水位 ——重现期为50年的年极值低水位。 设计高水位 ——高潮累积频率10%的潮位或多年历时累积频率1%潮位。 设计低水位 ——低潮90%或多年历时累积频率98%潮位。 施工水位：平均水位
4、码头底标高（抛石基床顶标高，或沉箱底标高） ＝设计低水位－码头前沿水深 5、基床底标高
当基床顶面应力大于地基承载力时，由地基承载力确定， 厚度≮1m； 当基床顶面应力不大于地基承载力时，厚度≮0.5m；
6、基床底宽不宜小于码头墙底宽度与2倍基床厚 度之和。
7、抛石棱体顶标高 （和宽度）
抛石棱体坡度 1:1 h 1 h 2 抛石棱体顶面和坡面的表层 1 2 应有0.5～0.8m厚二片石。 H 其上再设倒滤层。 棱体顶面高出预制安装墙身 (土体主动破裂面与水平面夹角) （沉箱顶）不应小于 在62°～65 °之间 0.3m(考虑沉降)。
三、沉箱细部尺寸
1、外形尺寸（长、宽、高）如前定 由于背后有抛石棱体，所以本设计沉箱用平接方式。（沉 箱前后壁厚度一致，对称，便于计算） 2、外壁和底板厚度 ——由计算（水压力、波浪力、填料侧压力等）确定外壁 厚≮250mm（有抗冻要求≮300mm） （本设计0.3，0.35，0.4m三级） 底板厚度（基床反力，底板自重，填料垂直压力，浮托 力）不小于壁厚（一般比壁厚大50～100mm） （0.4，0.45，0.5，0.55m）
重力式码头
二 墙身和胸墙
5. 卸荷板 一般采用预制钢筋混凝土结构 图2－2－5
卸荷板悬臂长和厚度：由稳定性和强度要求决定 一般 长1.5~3.0m 厚度0.8~1.2m
作用 : (1) 从构造上减少主动土压力; (2)利用一部分上部填土的重量，增加抗倾力矩， 从而增加主体结构的稳定性。
二 墙身和胸墙
6. 码头端部的处理 (1)码头端部在顺岸方向做成斜坡 适用码头有接长要求的情况 (2)码头端部设置翼墙 适用码头不再接长的情况 图2－2－6
三. 扶壁码头
扶壁结构是由立板、底 板和肋板互相整体连接 而成的钢筋混凝土结构
按肋板数分为单肋、双 肋和多肋
四. 大直径圆筒码头
主要有预制的大直径 薄壁钢筋混凝土无底 圆筒组成。
可沉入地基中，也可 放在抛石基床上。
优点 ：结构简单、混 凝土和钢材用量少、 适应性强，可不作抛 石基床，造价低，施 工速度快。
1.方块码头的断面形式
阶梯形(图2－1－1) 衡重式(图2－1－2) 卸荷板式(图2－1－3)(属衡重式)
2.方块码头的结构型式（按墙身（块体）结构）
实心方块(图2－1－1，图2－1－2) 空心方块（有底板：图2－1－3和图2－1－6；无底板：图2－1－4 ） 异形块体（图2－1－7 ）
二 沉箱码头
平整作用，不宜小于 0.5m
一 基础
3.基床肩宽（特别是外肩）
对夯实基床，不宜小于2m; 对不夯实基床，不应小于1m; 对有冲刷情况，适当加宽
4.基槽底宽及边坡坡度 底宽 不宜小于码头墙底宽度加 两倍基床厚度 坡度 根据土质由经验决定
一 基础
5. 基床夯实 使抛石基床紧密，减少建筑物在施工和使
用时的沉降。一般用重锤夯实。 6. 对抛石基床块石质量和品质要求
重力式码头ppt课件
承载力不足时应设置基础，基础可采用块石 基床、钢筋混凝土基础板或基桩等形式， ➢ 地基承载力足够时可设置100～200mm的素 混凝土垫层，其埋置深度应在冲刷线以下 0.5m。
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9
1、抛石基床形式 暗基床： 明基床： 混合基床： 2、 基床厚度 当基床顶面应力大于地基承载力时，由计
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沉箱结构是大型的钢筋混凝土有底空箱，箱内用 纵横墙隔成若干格仓。
沉箱一般在专门的水泥预制场预制，制好后在滑 道上用台车溜放下水。
将下水的沉箱用拖轮拖运至现场，定好位置，用 灌水加压载的方法将沉箱放在整平好的抛石基床 上，
回填； ➢ 铺筑路面和安装码头设备等。
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6
第二节 重力式码头构造
在码头设计中，首先要根据当地自然条件、施 工条件及建筑物的使用要求，
拟定各种构造措施，即进行构造设计， 然后才是进行强度和稳定性验算。
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7
一、基础
基础根据地基情况、施工条件、结构形式。 对岩石地基: 当采用预制安装的结构时，以二片石（8～
利用其上部土中增加稳定。悬臂长度一般 取1.5m~3.0m，厚度0.8~1.2m。 顺岸式码头端部通常采取两种处理方式： 码头顺岸方向做成斜坡；在码头端部设置 翼墙。
6、增强结构耐久性措施
参考《港口工程混凝土结构设计规范》
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15
三、墙后回填
原则：就地取材、对墙体产生的土压力小、透水性好
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1、抛石基床形式 暗基床： 明基床： 混合基床： 2、 基床厚度 当基床顶面应力大于地基承载力时，由计
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沉箱结构是大型的钢筋混凝土有底空箱，箱内用 纵横墙隔成若干格仓。
沉箱一般在专门的水泥预制场预制，制好后在滑 道上用台车溜放下水。
将下水的沉箱用拖轮拖运至现场，定好位置，用 灌水加压载的方法将沉箱放在整平好的抛石基床 上，
回填； ➢ 铺筑路面和安装码头设备等。
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第二节 重力式码头构造
在码头设计中，首先要根据当地自然条件、施 工条件及建筑物的使用要求，
拟定各种构造措施，即进行构造设计， 然后才是进行强度和稳定性验算。
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一、基础
基础根据地基情况、施工条件、结构形式。 对岩石地基: 当采用预制安装的结构时，以二片石（8～
利用其上部土中增加稳定。悬臂长度一般 取1.5m~3.0m，厚度0.8~1.2m。 顺岸式码头端部通常采取两种处理方式： 码头顺岸方向做成斜坡；在码头端部设置 翼墙。
6、增强结构耐久性措施
参考《港口工程混凝土结构设计规范》
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三、墙后回填
原则：就地取材、对墙体产生的土压力小、透水性好
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第六章重力式码头施工PPT课件
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（a）平面图
码头基槽开挖 导标布设图
（b）挖槽断面
17
（二）砂石料出运设施
（大量砂石料从陆上出运到水上，为了不损失水上可作业 天数，需修建砂石贮存场和出运码头） 1、尽量利用现有码头； 2、选择风浪小，离施工区较近的地点； 3、储运场与码头设在一地，避免二次倒运； 4、地基强度保证，减少基础处理费用； 5、水深满足运输船作业； 6、岸线长度够所需数量的运输船停靠； 7、能贮存3～5天的日运出量。
7、夯明基床时，为防止夯坍边坡，每遍的夯实要 先中间后周边。
40
8、当基床顶面标高不同时，先夯顶标高低的基床， 并于其上安装预制构件后，再夯顶标高高的基 床，邻近已安装构件的夯点，要减小夯击的落 距，增加夯击遍数。
9、基床夯实后，要作夯实检验。 选择（均匀布置20个以上）复夯点，将锤落
在基床上，测锤顶标高，吊起夯锤进行复夯， 夯后不起锤再测锤顶标高，复夯点前后高差的 平均值，即平均沉降量≯5cm。
的要求。
65
66
2、方块的吊运
当方块重 量较轻，可采 用埋设吊耳的 方法，一般多 采用倒丁字吊 杆（俗称马腿） 的方法。
67
68
3、掺块石
为了节约水泥，降低造价 1）块石边长30～50cm，尺寸形状大致方正。
有显著风化迹象，裂缝夹泥砂层、片状体或度 低于砼粗骨料强度指标的块石，均不得采用。 2）块石应冲洗干净，埋放前，表面应保持湿润。
18
（三）预制构件临时存放场
1、沉箱（等待安装或接高） ①避风处，有良好的掩护，波高不超过0.5m ②水深满足要求 ③固定方便（锚、灌水）
2、方块（一般在码头上） ①码头前水深足够 ②码头面承载能力足够
19
大窑湾三期码头临时预制场地
（a）平面图
码头基槽开挖 导标布设图
（b）挖槽断面
17
（二）砂石料出运设施
（大量砂石料从陆上出运到水上，为了不损失水上可作业 天数，需修建砂石贮存场和出运码头） 1、尽量利用现有码头； 2、选择风浪小，离施工区较近的地点； 3、储运场与码头设在一地，避免二次倒运； 4、地基强度保证，减少基础处理费用； 5、水深满足运输船作业； 6、岸线长度够所需数量的运输船停靠； 7、能贮存3～5天的日运出量。
7、夯明基床时，为防止夯坍边坡，每遍的夯实要 先中间后周边。
40
8、当基床顶面标高不同时，先夯顶标高低的基床， 并于其上安装预制构件后，再夯顶标高高的基 床，邻近已安装构件的夯点，要减小夯击的落 距，增加夯击遍数。
9、基床夯实后，要作夯实检验。 选择（均匀布置20个以上）复夯点，将锤落
在基床上，测锤顶标高，吊起夯锤进行复夯， 夯后不起锤再测锤顶标高，复夯点前后高差的 平均值，即平均沉降量≯5cm。
的要求。
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2、方块的吊运
当方块重 量较轻，可采 用埋设吊耳的 方法，一般多 采用倒丁字吊 杆（俗称马腿） 的方法。
67
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3、掺块石
为了节约水泥，降低造价 1）块石边长30～50cm，尺寸形状大致方正。
有显著风化迹象，裂缝夹泥砂层、片状体或度 低于砼粗骨料强度指标的块石，均不得采用。 2）块石应冲洗干净，埋放前，表面应保持湿润。
18
（三）预制构件临时存放场
1、沉箱（等待安装或接高） ①避风处，有良好的掩护，波高不超过0.5m ②水深满足要求 ③固定方便（锚、灌水）
2、方块（一般在码头上） ①码头前水深足够 ②码头面承载能力足够
19
大窑湾三期码头临时预制场地
重力式码头施工技术PPT课件
施工时质量控制标准如下表。项目ຫໍສະໝຸດ 非岩石地基岩石地基
平 均 超 深 (m)
0．5
0．5
每边平均超宽(m)
2．0
1．0
第5页/共42页
8m3 抓 斗 挖 泥 船 挖 泥
第6页/共42页
1.2 基 床 抛 石
• 1.2.1 抛石船舶选择 根据本工程海况，定位船可使用400t方驳，抛石船
舶宜用小型(40m3)开体驳抛填，用方驳配反铲或横鸡 趸补抛。
1.4.3 整平测量
•
由于RTK-GPS测量，不能满足整平导轨±10mm高
差的精度要求，故基床整平施工高程控制测量以全站仪
或水准仪为主，辅以GPS测量，平面控制测量可用GPS。
• 1) 基床整平平面位置测量 a) 基床整平施工平面控制测量的主要内容 基床整平范围：为方块底面四周各加宽1m；垫块位置；导轨
1.单次测量的精度不高，高程误差在 10—25mm 范围； 2.受卫星信号限制，个别时段无法测量 或精度较差； 3.测量成果不易检查。
为更好地发挥两种测量方法的优点，减少其缺点对施工 的影响，在实际施工过程中应针对不同的测量内容，采用不 同的测量方法。如用方法一测量导轨顶标高，用方法二测量 补抛高程。使高程测量既能满足施工精度要求，又能提高测 量速度，满足进度要求。
• 1.2.4 基床抛石注意事项
1) 基床抛石前要检查基槽尺寸有无变化，如有变化要处 理后才可抛石；
2) 对有回淤的港区应有防淤措施。当基槽底有含水率大 于150%、厚度大于0.3m的回淤沉积物时，需进行清淤；
3) 抛石基床的顶宽不能小于设计宽度，顶高不能超过既 定的高程(如预留夯实量的高程)，也不宜低于既定高程0.5m；
序号
第二章 重力式码头ppt课件
精选课件PPT
47
特殊情况采用图解法 出坡点 M
1
2
出坡点M 以上和以下分
别按两种填料的指标计算
土压力，P点的位置由滑
动面与铅垂面的夹角近似 确定，即：
墙后有抛石棱体的土压力计算
h11 h22
h1 h2
精选课件PPT
48
卸荷板下土压力图
精选课件PPT
49
4、系缆力（船舶荷载）
一般只考虑系缆力 (抗倾抗滑稳定计算） 分布宽度：以45度角向下扩散原则确定
扶壁码头结构图
18
扶壁码头优、缺点：介于块体结构和沉箱结构两者之间， 主要缺点是结构整体性差。
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19
（四） 大直径圆筒码头
结构简单，平面尺寸大；
壁薄，一般不作底板和内隔墙，可不做抛石基床；
砼与钢材用量少（与圆筒直径无关），造价低，施工速度 快。
精选课件PPT
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座床式（放在抛石基床上）：当地基下不深处有较硬土层而 直接放置圆筒其承载力又不足时采用。
三角形
锯齿形
梯形
精选课件PPT
40
扶壁码头中设置的倒滤井
精选课件PPT
41
沉箱码头中可设置倒滤空腔
精选课件PPT
42
§2-3 重力式码头的一般计算
1、三种设计状况及两种极限状态的关系 持久状况：（使用期）按承载能力和正常使用极限状态设
计；
短暂状况：（施工期）按承载能力极限状态设计，必要时 按正常使用极限状态设计；
精选课件PPT
56
（三）整体滑动稳定性及地基沉降计算
详见《港口工程地基规范》及《土力学》 采用圆弧滑动法(瑞典条分法、毕肖普法等)等 地基沉降可采用分层总合法
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