《港口水工建筑物》课后思考题习题答案.doc 15页

'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F）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>=10Ej时E>=Es=Ub、Es<10Ej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。5）墙底面合力作用总位置：承载能力极限状态，持久组合6）码头施工期稳定性和构件承载力：承载能力极限状态，短暂效应组合7）地基沉降：正常使用极限状态，长期效应组合包括均匀沉降和不均匀沉降，均匀沉降不会引起建筑物的破坏，沉降量过大将影响建筑物使用。不均匀沉降发生在建筑物横断面方向和沿码头长度方向。八、方块码头、沉箱码头有几种结构形式？各自优缺点？除重力式码头一般计算外，尚应进行哪些特殊计算？方块码头按其墙身结构分实心方块、空心方块、异形方块实心方块码头的坚固耐久性最好，施工维修简便。空心块体节省混凝土用量，分为有底板和无底板两种。无底板空心块体码头与构件接触的基底局部压力大，且由于填料仅部分参加扛倾工作，扛倾能力小，故多用于小码头。异形块体空腔内不填满块石，以减小作用在墙上的土压力，从而使码头结构轻，材料省和造价低。计算除重力式码头基本计算，还包括卸荷板的稳定性和承载力验算，无底板空心方块码头的稳定性和构件计算。沉箱码头按平面形式分为矩形和圆形圆形沉箱受力情况较好，一般按构造配筋，用钢筋少，箱内可不设内隔壁，既省混凝土又大大减轻沉箱重量，箱壁对水流阻力小。缺点是模板复杂，一般适用于墩式栈桥码头。矩形沉箱制作较简单，浮游稳定性好，施工经验成熟，适用于岸壁式码头，可分为对称式和非对称式。对称式构造简单，便于预制浮运和安放，非对称式节省混凝土，但制作麻烦。计算：除进行重力式码头基本计算，还包括沉箱的吃水，干舷高度，浮游稳定性，构件承载力和裂缝宽度。第三章一、板桩码头有几种结构形式？使用条件分别是？1）按材料分：木板桩码头，由于强度低，耐久性差，耗木量大，很少使用。钢筋混凝土板桩码头：钢混结构强度有限，除地下连续墙外，为防止在板桩上产生过大弯矩或应力，只适用于水深不大的中小型码头钢板桩码头：强度高，锁口紧密，止水性好并且沉桩又容易，因而适用于水深较大的海港码头。2）按锚碇系统分:无锚板桩码头：类似于悬臂梁结构，当自由高度上升将使其固端弯矩急剧增加，因而适用于墙较矮，地面荷载不大的情况。有锚板桩码头：1.单锚板桩，适用于中小型矛头2.双锚板桩，两根拉杆难以按理论设计的情况相互配合，施工又较为困难，因而使用较少。3.斜拉板桩，施工工序较少，土方量少，便于施工机械化施工，适用于施工场地狭小，不便埋设拉杆和锚碇结构的场合。但斜桩需承受大部分水平力，且其承受能力有限，因而也只适用于中小型码头。3）按板桩墙结构分: 普通板桩墙：由于各桩相同，便于施工因而运用广泛，但其对地基土条件有一定要求，适用于地基较良好的情况。长短板桩结合：长短结合，提升了整体稳定性，可用于地基条件较差时。主桩板桩结合：在普通板桩或长短板桩的基础之上为使长板桩作用得以充分发挥而采用的形式。主桩挡板或套板;：由于该结构受很大的力，因而适用于水深不太大的情况。地下墙式：由于墙体连续性好，有效防渗和止水，可用于大型深水码头。由于需要干地施工，并且抗冻性较差，因而在无干地施工条件或地处寒冷地区港口不适用。二、单锚板桩墙几种工作状态？其土压力分布特点？（图P89,3-3-1）第一种工作状态，板桩入土不深，底端水平位移大，板桩内只有一个方向的弯矩且值最大。土压力分布呈线性，且在地面位置与板桩底部分别有主动和被动土应力最大值。第二种：板桩入土稍深，底端截面只有转角而无位移，桩内弯矩同第一种状态。土压力仍成线性分布，在地面位置与地面下某位置处有主动土应力最大值。第三种：板桩入土段比较长，向前入土段位移甚小，板底端形成嵌固支承，并且后侧有少量位移，入土段出现反弯矩。土压力呈“R”形分布，底部出现方向相反的被动土压力。第四种：入土深度更大，固端弯矩大于跨中弯矩，土压力呈“R”形分布，板桩为柔性墙结构，土压力分布与第三种相似。三、单锚板桩墙计算方法？为什么要进行“踢脚”稳定性验算？试述罗迈尔法和自由支承法计算方法有：弹性线法、竖向弹性地基梁法和自由支承法板桩墙入土深度是根据板桩墙底端线变位和角变位都等于零的假定来确定的，但从板桩墙的工作可靠性考虑，还要求板桩墙有足够的稳定性，因此也提出板桩墙入土深度要满足“踢脚”稳定的要求。罗迈尔法：1.墙前主动土压力和被动土压力按古典土压力理论计算公式(3-3-1)~(3-3-4)2.1）假定板桩墙底端嵌固，拉杆锚碇点的位移和板桩墙在底端Ep’作用点的线变位和角变位都为0.2）由ΣH=0和ΣM=0分别求出未知数Ra’（拉杆拉力）和Ep’（墙后被动土压力合力）3）采用图解试算法，先假定入土深度，通过计算确定符合条件的to值。3.考虑跨中最大弯矩会发生折减，分别乘相应系数得设计弯矩值和设计拉杆值（3-3-5）（3-3-6）为保证板桩墙有足够的稳定性，对于to进行踢脚稳定性验算公式3-3-7）自由支承法1.由踢脚稳定性验算确定入土深度to，且其为最小入土深度。2.在to=tmin情况下，由ΣH=0,ΣM=0平衡方程求Mmax和Ra四、如何验算锚碇墙（板）的稳定性和确定锚碇墙（板）到板桩墙的距离？为什么要计算锚碇墙（板）的位移？稳定性验算：锚碇墙（板）在拉杆拉力RA和墙（板）后主动土压力的作用下依靠墙（板）前的被动土压力Epx来维持稳定。图（3-3-6）公式（3-3-14）注意：验算稳定性只需要按设计低水位和设计高水位两种情况验算，并取相应Rax值。锚碇墙（板）到板桩墙的距离：若计算最佳距离即板桩墙后土体的主动破裂面和锚碇墙(板)前面土体被动破裂面交于地面。公式（3-3-15）计算锚碇墙（板）的水平位移是为采用竖向弹性地基梁法计算板桩墙提高参数。五、拉杆、帽梁、导梁的作用？如何计算？ 拉杆作用：起到在板桩墙和锚碇结构之间传导力的作用。拉杆拉力标准值计算：公式（3-3-22）帽梁作用：使板桩能够共同工作和码头前沿线整齐，主要承受由于各板桩不均匀沉降产生的变形应力和船舶荷载的作用。计算：1)有专门承受系船力的锚碇结构时，帽梁所受内力很小，按其构造确定尺寸和配筋。2）当帽梁与系船柱块体浇筑成整体而不设专门承受系船力的锚碇结构时，帽梁应按强度配筋，并验算裂缝宽度。帽梁在水平力的作用下，可视为以板桩顶为弹性支承的连续梁，其内力按文克尔地基上的弹性地基梁计算。基床系数K公式（3-3-24）导梁作用：使每根板桩都能被拉杆拉住按刚性支承连续梁计算其内力，拉杆拉力标准值产生的导梁和导梁悬臂段最大弯矩按公式(3-3-25)(3-3-26)六、试说明板桩码头的整体稳定性验算方法采用圆弧滑动法，一般只考虑滑动面通过板桩桩尖的情况，若桩尖以上或以下附近有软弱土层时，应验算滑动面通过软弱土层的情况，以防土体沿软弱土层发生整体滑动。注意：当滑动面通过桩尖以上附近软土层时，不计桩力的有效作用，当滑动面在锚碇结构前通过时，可不计拉杆力对稳定性的影响第四章二、.试述高桩码头结构形式及其特点适用范围?1.按桩台宽度和接岸结构可分为满堂式和引桥式满堂式码头分为窄桩台和宽桩台.前者设有较高的挡土结构,后者无当土结构或设有较矮的挡土墙.窄桩台码头:码头岸坡主要靠挡土结构来维持稳定,相对码头宽度较窄.在地基较好,土方回填较小或回填料较便宜的地区,采用此法比较经济宽桩台码头:在软弱地基上修建满堂式码头时,采用岸坡自然稳定的码头形式为宜,他岸回填土方量少,对岸坡稳定有利.设计通常用纵向变形缝将宽桩台划分为前桩台和后桩台2按上部结构分为:A梁板式码头:各个构件受理明确合理,由于能采用预应力结构,提高了构建的抗裂性能,横向排架间距大,桩的承载力能充分发挥,比较节省材料,此外装配程度高,结构高度比桁架小,是施工迅速,造价较低,一般适用与水位差不大,荷载较大,且较复杂的大型码头B桁架式码头:码头整体性好,刚度大,由于上部结构高度大,当水位差较大时采用两层或多层系览,但施工麻烦,材料用量多,造价较高,目前在水位差较大需多层系览的内河港口有应用C无板梁式:结构简单,施工造价低,面板为双向受力构件,采用双预应力有困难,面板位置高,使靠船构件悬臂长度增大,给靠船构件设计带来困难,庄的自由高度大,对结构的整体刚度和桩的耐久性不利,因此仅适用于水位差不大,集中荷载较小的中小型码头.D承台式:一般采用混凝土或钢混结构,结构刚度大,整体性好,但自重大需桩多,承台现浇工作量大,目前很少使用三、高装码头有哪几部分组成,试述个部分的作用,常用形式及特点搞桩码头一般构造:桩和桩帽,横梁与纵梁,面板与面层,靠船构件作用:1桩:使上部荷载传给地基,叉桩可防止倾覆2桩帽:使上部高程一致,便于设置横梁纵梁,方便铺设面板3横梁:主要受力构件,作用在码头上的几乎所有荷载通过他传给基桩 4纵梁:将荷载传给横梁或桩基,也可作为轨道梁,增强结构整体性5面板与面层:最终形成码头工作区域,并平整场地,面层作为磨耗层将力传给下部构件6靠船构件:固定防冲设置形成及特点:1桩:钢筋混凝土桩,钢管桩.桩帽:钢混结构与桩整体连接.2横梁:有矩形,侧t形和花篮形三种3纵梁:花篮形,半花篮形,和派形4面板:实心版,空心板,异形板实心板按施工方法分为现浇板,预制板,叠合板三种.现浇板整体性好但只能是非预应力板,抗弯和抗裂能力小,特别是现浇工作量大,施工速度慢.可用于没有预制条件和适合起重设备的地方小码头.预制板通常采用分块预制并现场安装拼接.档板厚较大时，一般采用叠合板的形式，他除能充分发挥预制板的预应力作用外，版的整体性也较好，与面层一起浇注，面层不会出现的脱皮现象，缺点是现场工作量较大。空心板的自重轻，抗弯，抗裂能力高，刚度大，一般适用于大型码头的后桩台，引桥和中小型码头。异形板主要有板梁组合型何不规则断面型。四、宽桩台和窄桩台各适用于什么情况？什么情况下需把桩台分为前桩台和后桩台？宽桩台码头适用于软弱地基，采用岸坡自然稳定的码头形式。窄桩台码头适用于地基较好，土方回填量较小或回填料较便宜的地区宽桩台码头前后方的使用要求并不一致。前沿地带适用荷载比较复杂，既有门机，堆货等引起的竖向荷载，又有系靠船引起的水平力，对码头结构的整体性要求较高，后方则一般作为堆场或形式小型流动机械通道。设计的通常用纵向变形缝将宽桩台划分为前桩台和后桩台。五、预制装配的高装码头中构件连接应满足什么条件？怎样满足这些条件？1符合构件连接处的受力条件，且连接不是越牢固越好2确保连接质量。为使连接处现浇混凝土与预制件的结合良好，应将预制件的结合面凿毛。接缝处现浇混凝土的强度等级一般比预制件的混凝土强度等级高一极。预制件与比其尺寸大的现浇构件连接时，预制构件萤埋入现浇混凝土规定的深度。接缝处的钢筋根据受理和整体性要求进行配置，保证所需的数量，搭接长度和锚固长度。3便于施工。构件接缝处的钢经比较密集，不知构建钢筋的应尽量错开，接缝宽度除考虑受理和整体性要求外，还应考虑施工的可能和方便。六、高装码头的面板，纵梁，横梁有哪些布置方式？他们对结构内力计算有何影响？面板：布置方式有两边支撑两边自由和四边支撑等形式。其中两边支撑两边自由板按单向板计算。纵梁：分在支座处断开和在支座处整体连接。前者按简支梁计算，后者按连续梁计算。横梁：有面板直接搁置在横梁，面板四边支撑，两边在横梁上，两边在纵梁上1计算时面板直接搁置在横梁上，荷载视为由面板直接传向横梁，并按均布力计算2面板为四边简支梁的情况，若为单向板，荷载视为由面板传向纵梁，且为均布力，再由纵梁内力计算的其支座反力，即集中力，作用到横梁上计算3若为双向板情况，则横梁受力由两部分组成，第一部分为前单向板情况下的集中力，另一部分为面板直接链接传递给横梁的分布荷载七、高桩码头桩基布置的原则是什么？有哪些构造要求？原则1充分发挥桩基承载力，且使同一桩台下的各桩受力尽量均匀，使码头的沉降和不均匀沉降最小2应使整个码头工程的建设比较经济 3应考虑桩基施工的可能性与方便性构造要求：1横向排架：桩距一般采用3－5米，对于摩擦桩。桩与桩间的中距应尽量不小于桩经（或桩宽）的六倍以减小群桩效应。斜桩的倾斜度一般不超过3：1.组成叉桩的两根桩在桩顶处的净距不小于30cm2纵向布置：对于小方庄，前桩台的横向排架间距一般为6－7m，对于大管桩，前桩台的横向排架间距可达8－12m，后桩台相应的排架间距约为3－5m，沿整个码头长度，排架间距应尽量一致3平面布置：注意斜桩倾斜方向，斜桩在设计时应在平面内扭转一个小角度，考虑到打桩偏差，两根叉桩交叉时的净距不小于50cm八、如何进行横向排架的桩基布置?如何进行桩基纵向布置?1横向排架桩基布置:纵梁下布置。门机梁下布置。前方轨道梁下布桩，后梁布两根斜桩。门机下无铁路，双直桩和叉桩中间设直桩；门机下有双线铁路，布置两根直桩。不设门机和铁路，桩等间距布置，窄突堤码头，中间布置叉桩，门机梁下布置版叉桩。2桩基纵向布置：取决于横向排架的间距。当码头纵向刚度较差时，在码头两端排架上设纵向半叉桩。风暴于船柱和船面装码头中试车系船柱在纵向上可能受到较大的力，也宜在系船柱块体下设纵向叉桩。此外无掩护码头沿主要波浪作用方向或沿强度方向或沿强潮流作用方向设置叉桩或斜桩.九、如何确定桩基承载力?如何确定桩长1单桩承载力A实验法:桩的静荷载实验或高应变动测法B计算法:单桩抗压极限,承载力设计值:单桩抗拔桩极限承载力设计值:2单桩水平承载力:中小型码头仍然用"m"法线弹性计算;大型码头,尤其如桩身在泥面处水平变形大于10mm时,应采用p-r曲线法,NL法等线性计算桩长的确定:对于端承桩,由持力层深度确定.对于摩擦桩,有承载力计算确定.同一桩台下的桩打入同一土层,桩长标高不宜相差太大,接桩数不宜多于一个.十、为提高高桩码头的整体性,可以在结构布置和构造上采用哪些措施?1采用双向连续板,提高整体性2横梁,纵梁尽量等间距布置,选用连续现浇,增强稳定性3变形缝设置为凹凸型,中间以泡沫塑料填充4纵梁支座与横梁或桩帽进行整体连接5使面板后上部现浇面层增加连续性6布置时预留结合部分,使各部分焊接成一个整体十一、试述梁板式高装码头的面板,纵梁,横向排架,靠船构件的计算方法,计算图式和计算荷载.1面板：荷载：均布力和集中力单向板计算：均布荷载下取单宽1m，集中荷载作用下取计算宽度，其中集中荷载是将荷载按所处板型转化为均布荷载作为计算荷载.荷载确定后将简支板,连续板,悬臂板分别按一般的简支梁,连续梁和悬臂板来计算。若是整体连续的单向连续板，其中弯矩还需按系数法计算M=mMO 双向板计算：弯矩一般采用字数查表法。而剪力计算则需分情况，四边支撑板承受均布荷载时，可根据跨中相等的原则把均布荷载分配与两个位于跨中且相互正交的单位宽度的板条上,板条按简支梁的方法计算,四边支撑板受集中荷载时,按受冲切计算2纵梁:计算荷载:纵梁自重,直接作用在纵梁上的使用荷载3由面板自重及面板上使用荷载产生的面板支座反力计算方法:各跨跨度,刚度不相等的刚性支撑或弹性支撑连续梁,内力计算应采用相应的三弯矩方程式或五弯矩方程式,弹性支撑法连续纵梁的支撑反力系数按规定采用:1对于支撑于桩帽上的纵梁,取其与承处桩的轴向反力系数2.对于搁置在横梁上的纵梁,其支座反力系数取搁置处横梁在单位力作用下的垂直变形值.等跨,等刚度的刚性支撑连续梁,其内力计算用查表法,超过5跨时按5跨计算.3横向排架荷载:1上部结构自重力,固设设备自重力2堆货荷载，起重运输机械荷载，铁路荷载，船舶荷载，施工荷载，波浪力3地震作用计算：简化为平面问题，取一个横向排架作为计算单元，计算段长度等于横向排架间距4靠船构件：主要为撞击力和挤靠力，对于大水位差的码头前沿设置多层系船构件时，还应考虑自重，人群荷载，系缆力竖向和水平分力计算:撞击力取为设计荷载,按最不利情况设计,全部撞击力由一个构件承受,作用点取在设计低水位以上第五章开敞式码头一.开场时码头具有哪些特点，在我国发展前景如何？特点：1.码头前沿水深、波浪大，要求码头面高程高，使码头顶面不被淹没和满足上部结构受力的限制；2.系泊船舶在波浪作用下对码头的撞击力往往是码头的主要水平荷载，码头结构承受较大的波浪和海流共同作用的动力荷载，需配备大拉力的系缆结构和吸能好的大型护舷；3.为适应恶劣施工条件、荷载的动力性质和使用要求，宜选用装配程度高、弹性好和波浪反射较轻的结构。发展前景：开敞式码头的建设在我国是从20世纪70年代初开始，最早是在秦皇岛油码头一期工程采用的。此后相继建成了一系列开敞式码头，其中多数为油码头、矿石码头和煤码头，也有集装箱码头。二、开敞式码头有哪几种主要形式？它们的适用条件？1.带引桥（或引堤）的栈桥式；2.带引桥（或引堤）的孤立敦式；3.岛式（码头为墩式，由海底油管与岸联系）；4.单点系泊式5.多点系泊式。码头上设置移动装船机和集装箱装卸桥时采用整片式栈桥码头；设置固定式装卸船机时可采用墩式码头;当码头距岸较近时，可以采用引桥（或引堤）和墩式码头组成；当深水区距岸较远时，也可以不要引桥（或引堤），而把油管敷设在海底，其码头可以采用单点或多点系泊，也可以采用固定的墩式码头，后者也称为岛式码头。三、开敞式码头中的桩基栈桥式码头与一般高桩梁板式码头有何异同点？1.因为开敞式码头所受的水平荷载大，故需设置较多的叉桩，其中纵向叉桩的设置应通过计算波浪，海流及装卸船设备制动力的作用确定2.为了避免码头受波浪力作用，一般将码头面高程提高到波浪作用不到的高度，形成较高的上部结构 3.由于采用高效率的装卸机械，装卸机械荷载大，而堆货荷载较小4.不仅要求有良好的横向刚度，还要求有较好的纵向刚度，故结构上往往要在相邻排架之间加设水平剪力撑。第六章斜坡码头和浮码头一、斜坡码头和浮码头有哪些形式？各有什么特点？分别适用于什么条件？斜坡码头分为实体斜坡和架空斜坡两类。实体斜坡道是利用天然岸坡加以修整填筑，再用人工护面而成。它施工简单，造价低。当天然岸坡起伏不大，坡脚处水深足够的，应优先考虑采用实体斜坡道。架空斜坡道的结构复杂，造价一般比实体斜坡道高，并且桥面又被漂浮物碰损的危险。但透水性好，对沿岸水流影响小，因此，除流水地区外，在河岸较陡，而河滩平缓的凹形岸坡，或者是在修实体斜坡可能造成港区回淤的地区，修建架空斜坡式适宜的。浮码头分为单跨活动引桥式浮码头，适用于水位差不是很大而岸坡又较陡的地区，当岸坡平缓时，就需加固定式引桥与岸相连。多跨活动引桥式浮码头，当水位差较大而岸坡又平缓，活动引桥偶遇坡质和跨径的限制，采用单跨活动引桥不能满足需求时，可采用多跨引桥式。活动室浮码头，该种浮码头的钢引桥一端以铰接形式连接在趸船上。二、实体斜坡道与架空斜坡道分别有哪些组成部分？其作用是什么？实体斜坡道坡身：经受住水流、波浪的冲刷和作用。承受各种书车辆的荷载，与车辆行驶。坡脚：主要承受水流、波浪的动水压力作用，支持堤身和防止水流对地基的淘刷。坡顶：衔接斜坡道与岸坡，用于埋置固定缆绳用的耳环。架空斜坡道墩台：经受水流、波浪的冲刷的作用，将上部结构受到的荷载传递给地基上部结构：承受各种运输车辆的荷载，便于车辆行驶三、斜坡码头和浮码头设计对采用的趸船有哪些要求？趸船由钢筋混凝土铸成，钢筋混凝土强度等级不宜低于C30，趸船正浮时，趸船甲板布满均布荷载时，要求横向的定倾高度大于等于0.6m，甲板上设置有起重机的趸船，起重机一般应固定在趸船纵向中心线上。四、实体斜坡道和架空斜坡道可能作用的载荷有哪些？实体斜坡道：水流荷载、码头的垂直荷载、船舶的系缆荷载、风荷载、人荷载架空斜坡道：船舶系缆荷载、风荷载、人荷载、垂直荷载 五、试述趸船的系留方式和锚链系统的计算方法趸船的系留方式主要有：锚链和锚系留，撑杆系统系留和定位墩(桩)系留三种，应根据当地的自然条件和地区经验选择。F=1/cosθ=T+ωHl=T/ωarch(ωH/T+1)L=T/ωsh(ωl/T)第七章码头附属设施一、码头附属设施主要包括哪些设施？其作用分别是什么？为了船舶的安全系靠和码头的安全，需设置防冲设备和系船设备；为了各种装卸作业的需要，需设置轨道、车挡、锚钉、顶升等设施；港务管理部门为了给船舶提供水、电、气服务，需设置管沟；为了检查维修码头需设置爬梯等。二、护舷按材料可分为哪几类？试述各自的特点和适用的情况可分为橡胶护舷、轮胎护舷、木护舷、钢护舷、聚氨脂护舷和塑料护舷等，早期常用木护舷作为防冲设备，但木护舷弹性小，吸能低，耐磨性差，易腐蚀且维修任务较重。橡胶护舷尽在1000吨级以下的小码头中可应用。轮胎护舷可用于3000吨级以下的中。小型码头。橡胶护舷一起吸能高，反力小，面压低，耐久性好等优点得到普遍使用。钢护舷一般设置在浮码头趸船前沿，高桩码头排架间距较小时，有时也采用钢护舷。聚氨脂护舷是有聚氨酯材料制造的一种新型护舷，拉伸较高耐磨性好，抗剪能力强，具有漂浮性能。三、橡胶护舷按吸收能量的方式可分为哪几种？如何选择和布置橡胶护舷？压缩型，充气型，充填泡沫型，转动压缩型，剪切型等选择橡胶护舷是一般应考虑并满足下列技术要求（1）任意一种橡胶护舷在达到护舷设计变形时的总吸能量必须大于船舶的有效撞击能量。对应的护舷总反力必须小于码头的容许反力（2）橡胶护舷的面压值应小于船舶侧板的容许面压值（3）船舶与护舷间的摩擦力应小于橡胶护舷的抗剪能力（4）应考虑船舶靠岸时的角度对护舷的影响（5）在选择门座起重机等起吊机具的最大吊距时必须考虑橡胶护舷的高度（6）选用橡胶护舷时，要注意不同类型或同一类型不同厂家生产的橡胶护舷设计压缩量的不同布置：1）保证船舶在不同水位和吸水深度时都能用船体干舷部分接触护舷 2）护舷在码头长度方向的布置间距与护舷的形式及尺寸，码头结构形式，船舶靠泊角度有关。四、系船设备有哪几种？各用于什么情况？根据什么条件来选择系船设备？系船柱：普通：9级风及以下栓系缆绳时用风暴：9级风及以上不离开码头的船舶系缆用系船环：主要用于直立式码头上的小船带缆和斜坡式码头的系船系船浮筒：类似于系船环绞缆机：大，中型码头快速脱缆钩：特别用于大中型危险品码头和开敞式码头、五、系网环，护轮栏，护栏一般如何布置？系网环：沿码头长度方向布置，间距为1~3m。对于设有护轮栏的情况，常设在护轮栏内侧。系网环宜布置在距码头前沿线300～600mm范围的码头凹坑内。护轮栏：设置在码头前沿，采用直角式，高度一般为15~30cm，底部宽度一般为30~40cm，底部设置坡向临水侧的排水孔。在系船柱附近断掉护轮槛，并用钢板护角。护轮槛在码头结构伸缩缝处应断开。护栏：设置在码头引桥操作平台、系靠船墩及其他需要防护的地方，应不影响装卸作业。高度为1~2m，开敞式高度不大于0.5m，间距一般为1.5~2m第八章防波堤与护岸一、防波堤的基本功能是什么？防波堤的功能主要是防御波浪对港域的侵袭，保证港口具有平稳的水域，便于船舶靠船系泊，顺利进行货物装卸作业和上下旅客。有的防波堤还具有防沙、防流、防冰、导流或内侧兼作码头的功能。1.防波堤按平面形式和结构形式如何分类？其基本特点是什么？按平面形式：突堤和岛式防波堤两类。防波堤的一端(堤根)与岸相连时称为突堤；防波堤的两端均不与岸相连时称为岛式防波堤。按结构形式：斜坡式、直立式、特殊型式。斜坡堤：结构简单，波浪反射小，可就地取材，施工方便，修复容易，整体稳定性较高，对地基沉降不敏感，可适用于各种地基情况。直立式：波浪反射比斜坡堤大，内侧可兼作码头，与斜坡堤相比，建筑材料用量少，且随水深增大两者差值越大，因此一般适用于水深较大的情况。但直立堤消能效果较差，建造过程需大型专门的施工机械，施工较复杂；采用重力式结构时，一般用于地基较好情况，如果是软弱地基，需进行加固处理。直立堤一旦发生破坏，后果较严重，修复极其困难。2.直立式防波堤的主要形式有哪几种？各自的基本特点是什么？重力式和桩式防波堤。重力式：按堤身结构分，主要有：钢筋混凝土沉箱式，普通混凝土方块式，巨型混凝土方块式和大直径圆筒式等，1,方块式直立堤⑴墙身块体型式方块式墙身主要有：普通方块(正砌方块,斜砌方块)，巨型方块和消浪方块。⑵优点：墙身坚固耐久，施工简便，能抵御较大的波浪。⑶缺点：自重大,地基应力大，砼用量多，水下安装和潜水工作量大,施工进度慢，堤身整体性能差，易随地基沉降而变形，对不均匀沉降比较敏感。⑷适用条件：施工期波浪不大，现场起重设备能力较大和地基较坚实的情况. 2,沉箱直立堤⑴沉箱墙身主要有：矩形，圆形和带消能室的砼沉箱⑵优点：堤身整体性好，水上安装工作量小，不需要大型起重设备,施工进度快，箱中填以砂砾可降低造价。⑶缺点：沉箱的预制和水下需要相应的场地和设备，要有足够的水深的航道。箱壁较薄，在水位变动区易受还水侵蚀而损坏，而沉箱一旦破坏,修复困难。⑷适用条件：有条件的地方(有预制能力，滑道和船坞，浮运水深足够)在实际工程中，矩形沉箱采用较多。圆形沉箱受力条件较好，对波浪、水流的反射较小，但其制作、浮运及安装较麻烦，使用受一定限制。带节能室的沉箱，在前墙一定范围内开孔，使舱格形成消能室，适用于须消减波浪和减少墙前反射或岸线夹角处波能集中的地方.。3,大直径圆筒直立堤墙身直径为3m以上的薄壁无底砼圆筒，置于抛石基床或部分沉入地基之中，筒中填充砂石。1.置于抛石基床上的圆筒机构及其工作原理与一般重力式基本相同。2.部分沉入地基中的圆筒直立堤，适用于软基和持力层较深的情况⑴对于沉入地基较浅(1.5～3m)的圆筒,其工作状态同重力直立堤。⑵沉入较深的圆筒,由于受土的嵌固影响较大,其工作状态不同于重力式结构。桩式：一般适用于地基较弱的情况。分单排桩式,双排桩式和钢板桩格形结构等形式。1,单排桩防波堤：它由打入地基中的排桩,桩顶部的帽梁和连接构件组成。排桩结构呈悬工作状态，为了改善直状的受力状态，可间隔设置斜桩来顶撑直桩。2,双排桩式防波堤：两侧是打入地基中的排桩,每排桩由纵向导梁架住，然后用拉杆将双排桩对拉，双排桩中间用石料填充,顶部用混凝土覆盖,然后在盖板上浇注上部结构。这种防波堤的宽度和埋入地基深度决定于抗滑,抗倾稳定性。在内力计算时，可将内、外排桩视为各自独立的单排桩,按有锚板桩的计算方法进行计算。3,钢板桩格形结构防波堤：是由打入地基中的钢板桩组成封闭的系列格形结构，在空格中填充砂或石料，格形结构防波堤整体稳定性较好，适用于水深大，波浪强的情况，其缺点是钢板桩在水位变动区易锈蚀,需要采取保护措施。另沿突堤的纵轴线一般区分为三段：堤头段、堤身段和堤根段。岛式防波堤只有堤头段和堤身段。设计波浪的标准包括设计波浪的重现期和设计波浪的波列累积频率。重力式直立堤主要由墙身、上部结构和基床组成。作用于直立式防波堤的波浪形态：立波、远破波和近破波。直立堤前不规则波波浪仍分为立波、远破波及近破波三种。防波堤的基床采用明基床、暗基床或混合基床。选用的依据为波浪水深条件和地基条件。防波堤的上部结构一般由平台和挡浪墙构成，通常由现浇或整体装配式混凝土建成。重力式防波堤验算的内容为抗倾稳定性、抗滑稳定性、基床和地基的承载能力、地基沉降量、整体稳定性以及明基床的护肩块石和堤前护底块石的稳定质量。抛石防波堤是一种比较原始、简单的斜坡式防波堤，可分为不分级块石和分级块石两种。斜坡式防波堤的断面尺度：堤顶高程；堤顶宽度；斜坡的坡度；护面块体的支撑棱体和肩台斜坡式防波堤的构造：1.护面块体2.护面块体的垫层块石3.堤心石4.其他部位斜坡堤的设计计算 包括下述内容：护面块体的稳定重量和护面层厚度；栅栏板的强度；堤前护底块石的稳定重量；胸墙的强度和抗滑、抗倾稳定性；地基的整体稳定性和地基沉降。港口工程中采用的软基加固方法有：抛石挤淤、爆炸排淤、排水砂垫层、土工布、排水砂井和塑料排水板等。'