港口水工建筑物-港航专业课.doc

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1、何谓实体式码头？何谓透空式码头？实体式码头与透空式码头在考虑设计荷载方面有何区别？重力式码头、板桩码头和具有前板桩的高桩码头，码头前沿有连续的挡土结构，故又称为实体式码头。一般的高桩码头和墩式码头的下部不连续，为透空式码头。实体式码头的基本设计荷载是水平土压力；由于土压力没有作用在建筑物上，所以透空式码头的设计荷载为使用荷载。叙述两种极限状态，三种设计状况与作用组合之间的关系？（给出必要的公式）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和正常使用极限状态的长期组合或短期组合分

2、别进行设计。短暂状况时应对承载能力极限状态的短暂组合进行设计，必要时可同时对正常使用极限状态的短暂状况设计。 偶然状况时应按承载能力极限状态的偶然组合进行设计。如何确定码头的前沿地带、前方堆场和后方堆场？对于集装箱码头，如何选择这三个区域的堆货荷载值？前沿地带q1一般采用20kN/m2，前方堆场q2主要是根据国内各港的实际情况而定，构件设计时不考虑通道和货垛坡角的影响，q2较大，码头整体设计时，采用大面积的平均堆货荷载，q2较小。后方堆场对码头结构设计一般影响很小，主要用于堆场地坪设计。集装箱码头q1=30kPa，q2=60kPa，q3=3040kPa船舶荷载分哪几种？都是如何定义的？有哪些区

3、别？船舶荷载按其作用方式分为船舶系缆力、船舶挤靠力和船舶撞击力。通过系船缆而作用在码头系船柱（或系船环）上的理成为系缆力。船舶停靠码头时，由于风和水流的作用，使船舶直接作用在码头建筑物上的力称为挤靠力。船舶靠岸或在波浪作用下撞击码头时产生的力称为撞击力。如何计算船舶系缆力的大小？（给出必要的图示和计算公式）N，系缆力标准值 、，分别为可能同时出现的风和水流对船舶作用产生的横向分力总和（kN）与纵向分力总和（kN） K，系船柱不均匀系数，当实际受力的系船柱数目n2时K1.2，n2时，K1.3 n计算船舶同时受力的系船柱数目。，系船缆的倾角，为系船的水平投影与码头前沿线所成的夹角，为系船缆与水平面

4、的夹角，实际计算中，对海船码头取30、15；对河船码头取30、0；系船柱不只在孤立墩柱上时，取30、30我国常用的重力式码头按墙身结构分为哪几种类型？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

5、：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。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抛石基床设计应考虑的主要问题。(1)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100200mm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。(2)抛石基床的

6、基床形式有暗基床，明基床和混合基床三种形式。暗基床适用于原地面水深小于码头设计水深的情况。明基床适用于原地面水深大于码头水深且地基较好的情况。但当水流流速较大时应避免采用明基床，或在基床上设防护措施。混合基床适用于原地形水深大于码头设计水深且地基较差的情况，此时需将地基表层的软土全部挖除填以块石，软土层很厚时可部分挖除换砂。(3)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。如何确定胸墙的底部高程，顶宽，底宽和提高胸墙的耐久性？为了保证胸墙有良好的整体性和足够的刚度，胸墙高度越高越好。但对于现浇或

7、现砌的胸墙，底部高程不应低于施工水位。施工水位根据胸墙的浇筑量或砌筑量，结构形式，施工能力和水文条件综合考虑后确定。有潮港的胸墙施工水位一般取平均潮位，河港一般在枯水季节施工。胸墙的顶宽由构造确定。为适应船舶的撞击作用，顶宽一般不小于0.8m。对于停靠小型内河船舶的码头，顶宽不小于0.5m。胸墙底宽由抗滑和抗倾稳定性计算确定。提高胸墙耐久性：适当增大钢筋混凝土构建厚度和钢筋的混凝土保护层厚度，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钢筋混凝土板镶面，花岗岩镶面或抗蚀性强，耐磨性高，抗冻性好的材料。在设计中还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

8、表面排水不畅等情况。抛石棱体和倒滤层的作用是什么？墙后抛石棱体有哪几种形式？设置抛石棱体和倒滤层是防止回填土流失。抛石棱体通常采用三角形，梯形和锯齿形三种。重力式码头的土压力，地面使用荷载，船舶荷载分别如何确定？试述地面使用荷载的布置形式及其相应的验算项目。土压力：库伦理论，朗肯理论，索科洛夫斯基理论地面使用荷载：堆货荷载，门机荷载和铁路荷载船舶荷载：系缆力沿码头方向的分布长度，按沿墙高以45角向下扩散的原则确定布置形式：1，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验算整体滑动稳定性2，作用在码头上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

9、性 3，作用在码头上的垂直力最大水平力最小，用于验算基底面后踵的应力重力式码头的一般计算项目有哪些？试说出对应采用的极限状态和效应组合，并说明为什么？ 1，对墙底面和墙身各水平缝及齿缝计算面前趾的抗倾稳定性，承载能力极限状态，持久组合 2，沿墙底面，墙身各水平缝和基床底面的抗滑稳定性，承载能力极限状态，持久组合 3，基床和地基承载力，承载能力极限状态，持久组合 4，整体稳定性，承载能力极限状态，持久组合 5，墙底面合力作用点位置，承载能力极限状态，持久组合 6，构件的承载力，承载能力极限状态，持久组合 7，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 8，构件裂缝宽度，正常使用

10、极限状态，准永久组合 9，地基沉降，正常使用极限状态，准永久组合方块码头，沉箱码头，扶壁码头，大直径圆筒码头分别有哪几种结构形式？各有什么优缺点？除重力式码头的一般计算外，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

11、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。扶壁码头按其施工方法可分为预制安装结构和现浇连续结构。预制安装结构使用的混凝土和刚才用量比钢筋混凝土用量少但其结构整体性较差。现浇连续结构

12、的施工快捷简便但稳定性不好。计算还需进行扶壁结构的计算。大直径圆筒码头按基础形式分为基床式，浅埋式，深埋式基床式或浅埋式特点与重力式结构类似，深埋式的工作机理更复杂，但适用于软土地基，经济可行。计算：要进行筒内填料压力，筒后回填土压力，筒前土抗力计算请画出带卸荷板的重力式码头前后主动土压力的分布图板砖码头有哪几种结构形式？适用条件分别是什么？可分为普通板砖墙、长短板砖结构、主桩板桩结构、主桩挡板（或套板）和地下墙式等形式普通板桩墙由断面和长度相同的板桩组成，其优点是板桩类型少，便于施工。当地基土质较差时，为了保证岸壁的整体稳定性，需增大板桩的入土深度，为了降低造价，板桩可隔几根加长一根，构成长

13、短板桩结合的形式。为了充分发挥长板桩的作用，可将长板桩的断面加大，成为主桩，而将短板桩的断面减小，构成主桩板桩结合的结构形式。当水平放置在主桩后面的挡板或插放在主桩之间的套板代替板桩挡土时，形成主桩挡板结构，其主桩受力很大，故适用于水深不太大的情况。地下墙式板桩码头是一种干地施工的码头，可用于大型深水码头，施工速度较快，不需大型、复杂的施工机械，造价较低。板砖码头的錨锭结构有哪些形式，各有哪些优缺点？有錨锭墙（板）、錨锭桩、錨锭板桩和錨锭叉桩等形式。錨锭墙结构简单，主要依靠其前面的被动土压力，不需打桩设备，但必须开挖基坑或基槽，增加了开挖工程并破坏了原土结构。其缺点是其水平位移较大。錨锭桩（板

14、桩）的特点是直接沉入水中，填挖土方少，不破坏原状土，但需要打桩设备。其水平位移也较大。錨锭叉桩的特点是与板桩墙的距离可以很近，他的承载能力大，位移小，缺点是造价较高。根据板桩码头设计与施工规范，如何计算板桩墙前和墙后的土压力？三个公式单锚板桩墙有哪几种工作状态？其土压力分布有什么特点？有四张图p89第一种工作状态：板桩入土不深，由于墙后主动土压力的作用，板桩产生弯曲变形，并围绕板桩上端支撑点转动。此时板桩入土深度最小，板桩中只有一个方向的弯矩且数值最大，入土部分位移较大，所需板桩长度最短，但断面最大。这种状态按地段自由计算。第二种工作状态：其入土情况和受力情况介于第一种工作状态和第三种工作状态

15、之间。第三种工作状态：随着板桩入土深度增加，入土部分出现与跨中相反方向的弯矩，板桩弹性嵌固于地基中。这种工作状态下按地段嵌固计算，算得的板桩断面较小，入土部分位移小，板桩墙稳定性较好。第四种工作状态：与第三种工作状态类似，但入土深度更大，固端弯矩大于跨中弯矩，稳定性有富余。针对单锚板桩墙的弹性嵌固状态，试述罗迈尔法板桩墙内力的计算要点？ 1基本假定：板桩墙底端嵌固，它的线变位和角变位都等于零，拉杆锚碇点的位移等于零2一般采用图解试算法，即先假定入土深度，利用上述变形条件，试作板桩墙变形曲线的方法求解。3考虑墙后土压力重分布和拉杆锚碇点的位移会使板桩墙跨中弯矩减小的影响，将求得的跨中最大弯矩乘以

16、折减系数，求得的拉杆拉力乘以不均匀系数，作为设计弯矩和设计拉杆拉力的标准值：4板桩墙入土深度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，因此板桩墙入土深度要满足“踢脚”稳定的要求将按上述两种方法求得的入土深度比较，取大值作为板桩墙的设计入土深度。横向排架中桩基的布置遵循哪些原则？答：纵梁下布桩考前沿的门机梁下布置双直桩，叉桩布置在后门机梁下门机下无铁路，双直桩和叉桩中间设1-2根直桩门机下有双线铁路，布置2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，门机梁下布置叉桩.高桩板梁式码头构造设计时，应如何根据纵横梁的连接方式选择合理的横梁断面形式？如选择倒T型横梁，以双向板上

17、的件杂货荷载为例，简述该可变荷载在梁格内的荷载传递方式，并附图表示？答：当纵梁高度小于横梁高度较多时，形成纵梁搁置在横梁上的非等高连接，横梁断面采用倒T形；当纵横梁高度相差不大时，可采用等高连接，横梁断面采用矩形和花篮形。如何计算桩的轴向反力系数？如何根据桩的轴向反力系数计算支座的竖向压缩系数？桩顶在单位轴向力作用下产生的轴向位移为桩的轴向反力系数K.摩擦桩应根据试桩资料确定，如无试桩资料，按下式K=Lo/EpAP+1/C,C=(115145)Qud.支撑在岩石上的桩：K=L/EpAp.。对于第n支座的直桩，轴向反力系数就是支座竖向反力系数Kn，双直桩的竖向反力系数为Kn/2.叉桩近似按下式：

18、K=（sin21K2+sin22K1）/sin2(1+2）.试述多个集中荷载作用下双向板内力计算的一般步骤，给出必要的图示和公式？开敞式码头具有哪些特点？有哪几种主要形式？答：1码头前沿水深、波浪大，要求码头面高程高，使码头顶面不被波浪淹没和满足上部结构受力限制。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为适应恶劣的施工条件、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。主要形式：1带引桥的栈桥式2带引桥的孤立墩式3岛式4单点系泊式5多点系泊式开敞式码头中的

19、桩基栈桥式码头与一般高桩梁板式码头相比有何异同点？答：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。在一般情况下，可以采用梁板式上部结构；如果码头面过高，则可考虑采用框架是上部结构；当码头上部结构允许承受一定的波浪作用时，可根据结构受力条件，适当降低码头顶面高程；必要时应通过模型试验确定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不经要求要求有良好的横向刚度，还要求有良好的纵向刚度，故结构上往往要在相邻排架之间加设

20、水平剪力撑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？答：斜坡式码头是以岸坡上建造的固定斜坡道结构作为载体，供货物装卸运输，旅客或车辆上下的码头。不同水位时，船舶停泊的平面位置随水位变化相应移动。适用于大水位差河港及水库港，是河流上游采用的主要码头结构形式浮码头是以趸船或浮式起重机与引桥为载体，供货物装卸运输和旅客上下的码头。不同水位时，靠泊于码头的船舶平面位置基本不变，仅随水位位置垂直升降。适用于船与码头之间的作业以及客码头、渔码头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？实体斜坡道由坡身、坡脚和坡顶三部分组成。坡身：承受各种运输车辆的荷载。坡脚：支持堤身和防

21、止水流对地基的淘刷。坡顶：斜坡道与岸的衔接。架空斜坡道由墩台和上部结构组成。浮码头中趸船的系留方式有哪些？如设计为锚链和锚系留，如何选择锚链的直径和锚的重量？系留方式有锚链和锚系留、撑杆系统系留和定位桩系留。公式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？分为压缩型，充气型，充填泡沫型，转动压缩型，剪切型等。选择橡胶护舷时一般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。在确定护舷的吸能时，尚应计入产品的性能公差，一般为正负10% 。2.橡胶护舷的面压值应小于船舶侧板的容许面压值。

22、船舶的容许面压值依据船舶结构给出，当缺乏实际资料时，对货船可取0.340.4MPa，对大型油船可取0.20.4MPa。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，当橡胶护舷受斜向压缩时，有些形式的护舷吸能量将下降。因此要反对与吸能进行修正。5.在选择门重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。布置护舷时要考虑下列各种因素：护舷在码头高度方向的布置必须保证船舶在不同水位和吃水深度时都能用船体干舷部分接触护舷。对于停靠船舶吨级相近的大型码头，由于大中型船舶的

23、干舷较高，护舷可间断布置；对于停靠船舶吨级差别大的码头，由于小型船舶干舷较低，为避免水位涨落或靠泊船舶的摇摆对护舷产生刮，卡等破环，护舷宜连续布置。此外，对于水位变幅大设置多层系靠船结构的码头，宜分层布置护舷，也可考虑设置漂浮式护舷。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，船舶尺寸，船舶靠泊角度有关。岸壁式码头，一般采用等间距布置，间距常取520m。高桩码头一般布置在排架上。墩式码头，护舷布置在开船墩上。护舷间距应保证在靠泊时船不会撞到两相邻护舷之间的岸壁上，间距值按下式计算：L2防波堤的基本功能是什么？按平面形式和结构形式分，防波堤各可分为哪些类型？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，便于船舶停靠系泊，顺利进行货物装卸作业和上下旅客。 按结构形式可分为斜坡式，直立式以及特殊形式三类,按平面形式可分为突堤和岛式防波堤两类。作用于直立式防波堤上的波浪有哪几种形态？请画出规则波作用于直立堤时的立波（波峰与波谷），远破波（波峰与波谷），近破波（波峰）的波压力图示？有立波，远破波和近破波三种形态。