港口水工建筑物(全)

第一章码头结构型式和荷载

1、码头由哪些部分组成？各部分主要作用是什么？

码头由主体结构和码头设备两部分组成。主体结构包括上部结构、下部结构和基础。

上部结构作用：a.直接承受船舶荷载和地面使用荷载，并将这些荷载传给地基；b.作为设置防冲设施、系船设施、工艺设施和安全设施的基础；c.将下部结构的构件连成整体。

下部结构作用：a.支承上部结构，形成直立岸壁；b.将作用在上部结构和本身上的荷载传给地基。

基础作用：承接码头上部、下部结构荷载；扩散应力；防止冲刷。

码头设备作用：用于船舶系靠和装卸作业。

2、码头按结构型式分类有那些型式、优缺点，按断面型式分、最佳适用条件？

按结构型式分：重力式码头、板桩码头、高桩码头、混合式码头

重力式码头的工作原理：依靠结构本身和其上部结构的重量维持自身的稳定性。

重力式码头的优点是：耐久性好，能抵抗大船、漂浮物的撞击，对超载、工艺变化适应能力最强。缺点是：自重大，波浪反射严重，泊稳条件差，地基应力大，一般须作抛石基床。适用条件：地质条件较好的地基

板桩码头工作原理：依靠板桩入土部分的侧向土抗力和安设在板桩上部的锚碇结构来维持稳定。

板桩码头的优点：耐久性好（相对），结构简单，材料用量少，便于预制，施工方便，可以先打桩，后挖墙前港池，能大量减少土方量。缺点是：耐久性差，波浪反射严重，泊稳条件差，对钢板桩需采取防锈措施，增加费用，对开挖超深反应敏感（应预留0.5m）。适用条件：能打板桩的地基，万吨级以下的泊位，适用于有掩护的海港。

高桩码头工作原理：通过桩台将作用在码头上的荷载经桩基传给地基。

高桩码头的优点：波浪反射小，泊稳条件好；砂、石用量少；对挖泥超深适应能力强。缺点是：耐久性差，码头构件易损坏，损坏后修理比较麻烦；对地面超载、工艺变化的适应能力差；水平承载能力低，须设叉桩（大直径管柱例外）。

码头按断面型式分：

直立式：水位变化不大的港口；斜坡式：试用于水位变化较大的情况；半直立式：高水位时间较长而低水位时间较短；半斜坡式：枯水位时间较长而高水位时间较短。

3、作用的分类有那些？作用的标准值如何确定？

（1）作用的分类，a.按时间变异分：永久作用、可变作用、偶然作用

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作用，如自重力，预加应力，土重力，永久作用引起的土压力等。

可变作用：在设计基准期内，其量值随时间的变化与平均值相比不可忽略不计的作用，如堆货，流动起重运输机械，可变作用引起的土压力，船舶荷载，波浪力等。

偶然作用：在设计基准期内，不一定出现，但一旦出现其量值很大且持续时间很短的作用，如地震作用。

b.按空间位置变化分：固定作用和自由作用

固定作用：在结构上具有固定分布的作用，如自重力等。

自由作用：在结构的一定范围内可以任意分布的作用，如堆货，流动机械

c.按结构的反应分：静态作用和动态作用

静态作用：加载过程中产生的加速度可以忽略不计的作用，如自重力，土压力等。

动态作用：加载过程中产生的加速度不可忽略不计的作用，如船舶的撞击力，汽车荷载等。

（2）作用标准值的确定方法：首先根据观测到的作用数据，按概率统计的方法确定其概率模型；然后根据对结构的不利状态选取在建筑物设计基准期内作用最大（或最小）值的概率分布的某一分位值。

4、作用效应组合的原则是什么？

（1）对实际有可能同时出现在建筑物上的各种作用，应按其可能形成最不利的组合效应进行组合。

（2）对受水位变化有影响的建筑物，在作用组合时应把水位作为一个组合条件。

（3）对于不同的计算项目，应分别按各自的最不利情况进行组合。

5、堆货的影响因素：码头用途；装卸及码头堆码工艺；货种和包装方式；堆货批量，堆存期；码头断面形式；管理

水平

确定堆货荷载时应考虑下列主要因素：

⑴装卸及码头堆码工艺：不同货物，其堆存的极限高度不一样；即使是同一种货物，由于所用装卸工艺不同，其堆货荷载值也不相同。

⑵货种和包装方式

⑶货物批量和堆存期：小批、临时，小堆，利于货物的转运；大批、堆存期较长，大堆，提高库场利用率；

⑷码头结构型式：不同结构型式的码头，对堆货荷载反应的敏感程度不同。

⑸管理水平：管理严格－堆存有序－库场利用率高，不会出现超载。

堆货分区：码头前沿地带、前方堆场、后方堆场

6、门机荷载的取值原则：（1）单机作用主要考虑三种工作状态下的支腿、竖向荷载（2）两台门机作业一般只考虑状态1，且两台门机的最小距离为1.5m（3）不考虑门机荷载的冲击系数。(4)门机荷载作用下，计算土压力时，应将门机荷载换算成等代线荷载: P m=∑P i/(2l1+2l0)

7、火车荷载的取值原则及加载规定：１、港内铁路荷载通常按“中华人民共和国铁路标准荷载”即“中－活载”取代实际机车和车辆轮压进行设计，普通活载一般对大跨度结构起控制作用，特种活载一般对小宽度（小于3~5m）结构起控制作用。２、“中－活载”是轴压，计算轮压要除2、铁路机车在码头上行驶一般不考虑冲击力，离心力，制动力。３、对直接承受铁路荷载的结构和构件（如梁，单向板，轨枕），港口铁路荷载的标准值应将“中－活载”分别乘以荷载系数Kt。4、计算铁路荷载产生的土压力时，为方便计算，其竖向计算活载采用线荷载形式。

加载影响线的规定：（1）分别用“普通活载”和“特殊荷载”图式加载取最不利者,作为控制条件。加载时，两种荷载图式均可按最不利情况任意截取其加载荷载的长度.(2)、对同号不连续区加载，可截取两种荷载图式中任意数量的荷载加载。(3)、对同号连续区，则只能用一种荷载图式加载。

8、、系缆力、撞击力产生的因素有那些？在计算中主要考虑什么因素，如何计算？

系缆力产生的因素是：

有掩护的海港：系缆力主要有风引起。

无掩护的海港：系缆力主要由风、波浪引起。

河港：系缆力主要由风、水流、冰等引起。

系缆力的取值标准：⑴、计算系缆力标准值不应大于缆绳的破断力；

⑵、∑Fx、∑Fy－应根据可能同时出现的风和水流的情况，不应将两者最大值叠加，一般可按最大计算吹开风和可能同时出现的水流来叠加。

⑶、计算系缆力的标准值不应低于规范规定的下限值，若低于则取下限值。

撞击力产生：1、船舶以一定速度靠向码头，此撞击力是一般高桩码头和墩柱码头的一项设计荷载。2.系泊中船舶受横向波浪作用，此撞击力为外海开敞式码头的主要设计荷载。

挤靠力：1系泊于码头的船舶受到风、水流和波浪共同作用；2船舶离开码头时，在甩尾过程中，船首对码头的挤压。

9、库仑、朗肯理论的适用条件是什么？各种情况下土压力如何计算？

库仑公式是根据滑动土楔体的受力平衡条件推导出来的。

库仑理论适用条件：

⑴、适用于无粘性土，不适用于粘性土；

⑵、适用于地面倾斜或水平，墙背倾斜或垂直的陡墙，不适用于坦墙

⑶、适用于墙背粗糙或光滑，即δ≠０或δ=０。

朗肯公式是以微分体极限应力状态理论推导出来的

朗肯理论假定：土体为半无限弹性体，滑动楔体内土体每一点均达到塑性极限平衡状态。

朗肯理论适用条件：

⑴、适用于粘性土（C≠０）及砂性土（C=0 ）；

⑵、适用于地面水平，墙背垂直且光滑。