第二章 重力式码头2016.3.27

凹凸形变形缝
4 胸墙构造
形式：
1) 2) 3)
现浇混凝土胸墙：结构牢固、整体性好，应用最广。 浆砌石胸墙：石料充足，节约模板。 预制混凝土块体胸墙：减少现场混凝土浇筑量，需保 证各预制块之间的整体连接，用的较少。
主要参数：
满足码头设计顶高程的条件下，胸墙高度越高越好 2) 现浇胸墙底部不应低于施工水位 3) 胸墙顶宽由构造决定，一般不小于0.8m 4) 胸墙底宽由抗滑、抗倾稳定性决定
格形钢板桩码头断面
六 干地浇注的混凝土结构和浆砌石结构
结构特点：就地取材，混凝土或浆砌石，无需钢 材，施工简单，整体性好，造价低。
应用：有干地施工条件的
内河港
七、其它结构形式
重力式码头的施工工序
重力式码头的施工工序
预制墙身构件 2) 开挖基床 3) 抛填块石基床 4) 基床夯实和整平 5) 安装墙身预制件 6) 浇注胸墙 7) 抛填墙后块石棱体、铺设倒滤层 8) 墙后回填 9) 安装码头设备及铺设路面

缺点（适用条件）：
– 地基承载力要求高，需要大量的砂石料，适合 于砂石料较充裕的地方。
第一节 重力式码头的结 构形式及其特点
重力式码头的结构形式主要取决于墙身结构。 按墙身结构的不同，重力式码头分为： 一、方块码头 二、沉箱码头 三、扶壁码头 四、大直径圆筒码头 五、格形钢板桩码头
库伦主动土压力系数：
K an
cos
2
sin sin cos cos 1 cos cos
2
2
码头墙后的主动土压力
（2）粘性土填料 地面倾斜、墙背倾斜情况： ① 库伦图解法 ② 等代内摩擦角法 把粘性土的c、 －折合成等代内摩擦角d －无粘性土库伦主动土压力公式 对于一般粘性土： 地下水位以上：d=30~35 地下水位以下：d=25~30

处理方式：
1. 码头端部在顺岸方向做成斜坡； 2. 设置与码头线垂直的翼墙；

各自的适用条件： P29
码头端部处理
翼墙
7 结构耐久性混凝土保护层厚度
浪溅区
构件所在部位 大气 区 一般 构件 板、 桩等 水位 变动 区 水下 区
海 水 港
淡 水 港
钢筋混 凝土
北方
南方
50
50
50
65
50
50
50
一、设计状态和计算内容
结构使用期——持久状况
设计条件：在结构使用期按承载能力极限状态（承载力和稳
定性要求） 进行设计。
和正常使用极限状态（变形和沉降要求），分别
施工期或使用初期——短暂状况
设计条件：施工期或使用初期可能临时承受某种特殊荷载时
按承载能力极限状态设计（承载力和稳定性要求），
时也需按正常使用极限状态设计（变形和沉降要求）。
第二章 重力式码头
Shanghai Maritime University 上海海事大学
第一节 重力式码头的结构形式及其特点 第二节 重力式码头的一般构造 第三节 重力式码头的基本计算 第四节 方块码头 第五节 沉箱码头
第七节
大直径圆筒码头
重力式码头

优点：
– 耐久性好，抗冻和抗冰性能好； – 可承受较大码头地面荷载和船舶荷载； – 对码头地面超载和装卸工艺变化适应性强； – 施工比较简单，维修费用少，设计和施工经验 比较成熟。
2)
保护地基免受波浪和水流淘刷
整平基面便于墙身的砌筑和安装
3)
2 基础的处理方式： 1）岩石地基——一般不需做基础 2）非岩石地基——
干地施工的现浇混凝土和浆 砌石码头：
①设置100-200 mm厚的素混凝土 垫层 －天然地基承载力足
够；
②块石基床，钢筋混凝土基础板 或桩基； －天然地基承载
力不够； 水下预制安装结构：
2. 抛填棱体

抛填棱体的断面形式

抛填棱体的作用
1）防止回填细粒土流失。 棱体顶面应高出预制安装的墙身不小于0.3m。 2）减少墙后的主动土压力。
ea Ka h
K a tg 45 2
2
块石 =45 砂土 =30
3. 倒滤层

位置：抛填棱体的顶面和坡面、胸墙变形 缝处、卸荷板顶面接缝处。 种类：
结构特点： 预制的无底 大圆筒，薄壁钢筋混 凝土结构，内填块石、 砂。
大直径圆筒码头断面
五、格形钢板桩结构
结构特点：是由直腹式（直线型）钢板桩组成的格 形结构，通过合适的格仓填料（砂）建成自身稳 定的重力式墙身。
码头组成：格形板桩重力墙身和其上部的胸墙。 格体由直腹式钢板桩在施工现场整体拼成后，用 打桩设备依次打入地基中。
3 重力式码头变形缝设置 沿码头长度方向设置沉降缝和伸缩缝（通常一缝两 用，通称变形缝）； 缝宽20-50 mm，上下通缝；
变形缝用弹性材料填充－沥青、泡沫塑料等；
变形缝一般10-30 m间距设置一个；
在下列位置应设变形缝：
1) 2) 3) 4) 5)
新旧建筑物衔接处 码头水深或结构形式改变处 地基土质差别较大处 基床厚度突变处 沉箱接缝处
1)
第二节 重力式码头的一般构造
《重力式码头设计与施工规范》JTS167-2-2009
《 水运工程混凝土结构设计规范》JTS151-2011
重力式码头构造
一 、基础
二 、墙身与胸墙 三、墙后回填
一、基础
1 基础的作用：
1)
将通过墙身传来的外力扩散到较大范围的地基上， 以减小地基应力和建筑物沉降
钢板桩的断面形式
直腹式钢板桩
接口
某海军基地格形钢板桩码头工程
格形钢板桩结构是采用长达70英尺、锁扣抗拉强度大的直线型钢板桩互锁而成。 当格体内填合适填充料时，可变成一个开挖深度达50英尺的稳定重力式墙结构。
深圳盐田港一期3.5万~5万吨级格形钢板桩码头
——3.5万及5万吨级集装箱泊位，结构形式为格形钢板桩筒体结构。
构成船舶系靠所需要的直立墙面 阻挡墙后回填料坍塌 承受码头上的荷载，传至下部基础和地基 胸墙：使墙身连成整体，并用于固定码头设备
2 构造设计) 5) 6) 7)
变形缝设置：沉降缝＋伸缩缝－－缝宽、间距等 墙身构造要求：根据不同类型重力式码头决定 胸墙结构形式、构造要求 卸荷板结构形式、构造要求 码头端部的处理形式 增强结构耐久性的措施
偶然荷载作用下——偶然状况
求）
必要
设计条件：仅按承载能力极限状态设计（承载力和稳定性要



二、重力式码头上的作用
永久作用：建筑物自重力、固定机械设备 自重力、墙后填料产生的土压力、剩余水 压力。 可变作用：堆货荷载、流动机械荷载、码 头面可变作用产生的土压力、船舶荷载、 施工荷载、冰荷载、波浪力。 偶然作用：地震作用。

倒坡：
– – 墙后主动土压力作用，前趾的基底应力大于后踵，导致不均 匀沉降，码头向临水一侧倾斜； 向墙里侧倾斜的预留坡度：1.0% ~1.5%。
石料
抛石基床施工
基槽挖泥及清淤
沉箱内填料
抛石基床
沉箱安装－箱内填石
已安装好的沉箱
二、墙身和胸墙
二、墙身和胸墙
1 作用：
1) 2) 3) 4)
1. 碎石倒滤层 2. 土工织物倒滤层

安装缝处设置倒滤空腔和倒滤井
4. 回填土

土源丰富，运距近，取填方便；

回填后易于密实，沉降量小，有足够的承载力； 产生的土压力小。

第三节 重力式码头的基本计算
《重力式码头设计与施工规范》 JTS167-2-2009
《港口工程地基规范》 JTS147-1-2010
50
30
30
预应力混凝土 预应力混凝土 钢筋 混凝土 北方 南方
75
60
90
40 40
50
50
75
60 40 30
75
60 25 25
三、墙后回填
1. 墙后回填的方式
第一种：抛石棱体＋倒滤层＋回填土（中粗砂）

1. 墙后回填的方式
第二种：墙后直接回填细粒土：沉箱码头、扶壁码头 扶壁码头断面
开孔沉箱的消浪作用
3. 土压力－主要计算荷载
1）码头墙后的主动土压力
（1）无粘性土填料 第n层填料永久作用土压力合力的水平分力标准值：
EHn 0.5 (2 i hi n hn )hn K an cos n
i 1 n 1
第n层填料可变作用土压力合力的 水平分力标准值：
EqHn qKq Kan hn cos n
一、水下安装的预制结构
二、干地现场浇筑（或砌筑）的结构
（干地施工的现浇混凝土和浆砌石码头）
一、方块结构
二、沉箱结构
三、扶壁结构
扶壁码头断面
结构形式：由立板、底板和肋板互相整体 连接而成的轻型钢筋混凝土结构。
扶壁码头特点： 优缺点介于方块码头和沉 箱码头之间，我国华南沿海应用较广。
四、大直径圆筒结构
2[R ] SB SB 2[R ] 2 B d min ( ) ( max [R ]) 4 S 4 S 2 S
• B：码头实际受压宽度，m
• S：抛石的水下重度； • [R]：地基承载力设计值
σmax
抛石基床
应力扩散线
d
《基础工程》P129
σmax
[R]
①抛石基床（最常用） ②软土地基：堆载预压、深层水 泥搅拌法（CDM）
3 抛石基床
类型：暗基床
明基床 混合基床
换砂或抛石 外肩 内肩 外肩 暗基床：适用于原地形水深小于结构设计水深。 原泥面