第一章 碼頭概述

1、港口水工建筑物碼頭防波堤和護(hù)岸修造船建筑物第一章 碼頭概論碼頭 供船舶停靠、裝卸貨物和上下旅客的水工建筑物。分類組成設(shè)計(jì)按平面布置分按結(jié)構(gòu)形式分類碼頭分類 按平面布置分類按斷面形式分類按結(jié)構(gòu)形式分類其他分類按平面布置分類順岸式突堤式墩式順岸式滿堂式引橋式滿堂式順岸碼頭（長沙霞凝港）施工期營運(yùn)期引橋式順岸碼頭（岳陽城陵磯松陽湖港區(qū)）引橋式順岸碼頭突堤式窄突堤碼頭沿寬度方向是一個整體結(jié)構(gòu)。寬突堤碼頭沿寬度方向兩側(cè)為碼頭結(jié)構(gòu)，中間通過填筑構(gòu)成碼頭地面。窄突堤寬突堤寬突堤碼頭墩臺與岸用引橋連接，墩臺之間用人行橋連接，船舶的系靠由系船墩和靠船墩承擔(dān)，裝卸作業(yè)在工作平臺墩上進(jìn)行。墩式墩式墩式碼頭按斷面形式

2、分類直立式斜坡式半直立式半斜坡式（水位差較小的海港、河港）（水位變化大的上、中游河港）（高水位時間較長的水庫港）（枯水期較長的山區(qū)河港）（在水位差大且洪水期不長的上游河港。上級碼頭供洪水期使用；下級碼頭供枯水期或一般水位時使用，而在洪水期被淹沒）多級式按結(jié)構(gòu)形式分類重力式板樁式高樁式混合式按結(jié)構(gòu)形式分類重力式板樁式具有前板樁的高樁式一般的高樁式墩式實(shí)體式；能承受較大的船舶和冰凌的撞擊力，耐久性好，但碼頭前波浪反射較嚴(yán)重透空式；下部不連續(xù)，耐久性較差，但碼頭前波浪反射較輕特點(diǎn)：靠自重抵抗建筑物滑動和傾覆，是對超載和工藝變化適應(yīng)能力最好的一種耐久性結(jié)構(gòu)。適用：較好地基重力式特點(diǎn)：靠打入地基中的板樁

3、墻擋土，受有較大的土壓力，鋼筋混凝土板樁適用于萬噸級以下的碼頭。鋼板樁則可用于大型碼頭。適用：所有板樁可沉入的地基。板樁式特點(diǎn)：主要由上部結(jié)構(gòu)和樁基組成，通過上部結(jié)構(gòu)將作用在碼頭上的荷載經(jīng)樁基傳給地基，其耐久性、對超載以及工藝變化的適應(yīng)能力較差。適用：軟土地基高樁式混合式透空的重力式其他分類貨運(yùn)碼頭客運(yùn)碼頭工作船碼頭漁碼頭軍用碼頭修船碼頭 碼頭組成主體結(jié)構(gòu) 上部結(jié)構(gòu) 下部結(jié)構(gòu) 基礎(chǔ)附屬設(shè)施 上部結(jié)構(gòu)下部結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)碼頭設(shè)備將下部結(jié)構(gòu)的構(gòu)件連成整體；直接承受荷載，并傳給下部結(jié)構(gòu)；作為設(shè)置各種設(shè)施的基礎(chǔ)支承上部結(jié)構(gòu)，形成直立岸壁；將作用在上部結(jié)構(gòu)和本身上的荷載傳給地基。用于船舶系靠和裝卸作業(yè)碼頭組成碼

4、頭組成部分碼頭組成部分碼頭設(shè)計(jì)重力式碼頭設(shè)計(jì)與施工規(guī)范（JTS167-2-2009）2009-09-01實(shí)施板樁式碼頭設(shè)計(jì)與施工規(guī)范（JTS167-3-2009）2009-09-01實(shí)施 特點(diǎn)： 承受的作用復(fù)雜（波浪、潮汐、海流、冰凌、風(fēng)、地震等自然力和使用、施工荷載）； 施工條件多變； 建設(shè)周期長； 投資較大。碼頭設(shè)計(jì)內(nèi)容：結(jié)構(gòu)選型結(jié)構(gòu)布置與構(gòu)造建筑物的穩(wěn)定與結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算荷載項(xiàng)目荷載分類荷載組合作用的基本概念 施加在結(jié)構(gòu)上的集中力和分布力以及引起結(jié)構(gòu)外加變形和約束變形的原因，分為直接作用和間接作用兩種。o 直接作用：集中力和分布力，工程上習(xí)慣稱它們?yōu)楹奢d。o 間接作用：引起結(jié)構(gòu)外加變形和約束

5、變形的原因，如地基沉降、混凝土收縮變形、溫度變形等。荷載項(xiàng)目碼頭地面荷載船舶荷載其他荷載 堆貨荷載與人群荷載流動起重運(yùn)輸機(jī)械荷載鐵路和汽車荷載第三節(jié) 碼頭地面使用荷載試總結(jié)各種流動起重運(yùn)輸機(jī)械的沖擊作用是如何考慮的？試總結(jié)各種流動起重運(yùn)輸機(jī)械的沖擊作用是如何考慮的？影響因素：裝卸工藝 貨種及包裝方式 貨物的批量與堆存期 碼頭結(jié)構(gòu)形式 港口營運(yùn)管理水平 結(jié)構(gòu)計(jì)算方式堆貨荷載與人群荷載港口工程荷載規(guī)范將碼頭分成三個地帶： 碼頭前沿區(qū)：裝卸、運(yùn)輸，不堆貨 前方堆場：利用率最高的堆場 后方堆場：前方堆場以后的堆場堆貨荷載與人群荷載有門機(jī)的碼頭：14m 沒有門機(jī)的海港碼頭：10m 河港碼頭：48 m前沿

6、堆貨荷載值q1根據(jù)結(jié)構(gòu)計(jì)算上的需要并參照以往經(jīng)驗(yàn)值確定。前沿地帶有門機(jī)的碼頭，按門機(jī)吊臂可伸到的范圍確定的；不設(shè)門機(jī)的碼頭，可根據(jù)各港采用的裝卸設(shè)備和管理情況確定。前方堆場堆貨荷載值q2根據(jù)國內(nèi)各港的實(shí)際情況確定。構(gòu)件設(shè)計(jì)/整體計(jì)算前方堆場 后方堆場堆貨荷載通常位于港口水工建筑物邊緣或以外，對碼頭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一般影響很小，主要用于堆場地坪設(shè)計(jì)。q1、q2、q3和人群荷載標(biāo)準(zhǔn)值的具體取值可查閱附錄一。后方堆場海港雜貨碼頭堆載取值海港雜貨碼頭堆載取值起重運(yùn)輸機(jī)械：門機(jī)，輪胎式，汽車式，履帶式起重機(jī)，集裝箱裝卸橋和纜車等。裝卸搬運(yùn)機(jī)械：叉式裝卸車，電瓶搬運(yùn)車，牽引車，單斗車等。裝卸工藝機(jī)型起重量和幅度流

7、動起重運(yùn)輸機(jī)械荷載門座起重機(jī)荷載考慮了0.4KN/m2的風(fēng)荷載，無須考慮沖擊系數(shù)。吊臂位置吊臂位置支腿豎向荷載支腿豎向荷載標(biāo)準(zhǔn)值標(biāo)準(zhǔn)值門座起重機(jī)工作狀態(tài)下支腿豎向荷載l空載行駛l不打支腿工作l打支腿工作輪胎式起重機(jī)荷載一般起重量時，沖擊系數(shù)取1.11.3；最大起重量時，不考慮沖擊系數(shù)。纜車必須與選定的坡頂絞車配套使用，荷載應(yīng)根據(jù)纜車的自重、載重、輪數(shù)等確定。纜車荷載tKGQngP)(鐵路荷載采用中華人民共和國鐵路標(biāo)準(zhǔn)荷載(又稱中-活載)。普通活載一般對大跨度結(jié)構(gòu)起控制作用；特種活載一般對小跨度(小于3-5m)結(jié)構(gòu)起控制作用。鐵路和汽車荷載鐵路機(jī)車在碼頭上行駛速度較低，不考慮沖擊力等。汽車荷載包

8、括各級汽車和平板掛車荷載汽車荷載按單輛汽車總重量分為：10t、15t、20t、30t、55t一般的透空式結(jié)構(gòu)，沖擊系數(shù)取1.11.3；實(shí)體式結(jié)構(gòu)或填料厚度大于500mm的透空式結(jié)構(gòu)，不計(jì)沖擊系數(shù)；裝載鋼鐵重件或用抓斗裝卸化肥及用門機(jī)、集裝箱裝卸橋裝汽車時，沖擊系數(shù)取大值。汽車荷載考慮因素：1.自然因素（風(fēng)、浪、流）2.操作因素（系泊、靠離岸等）按作用方式分：1.系纜力2.擠靠力3.撞擊力第四節(jié) 船舶荷載通過系船纜而作用在碼頭系船柱(或系船環(huán))上的力分為縱、橫向系纜力兩種，主要由風(fēng)作用產(chǎn)生。 當(dāng)碼頭前沿水流較大時，系纜力應(yīng)考慮風(fēng)與水流可能同時出現(xiàn)的對計(jì)算船舶共同作用所產(chǎn)生的橫向分力總和Fx 和縱

9、向分力總和Fy 。 系纜力coscoscossinyxFFnKNsincoscoscossinNNNNNNzyx系纜力系泊中的船舶，在吹攏風(fēng)或橫流的作用下，通過防沖設(shè)施對碼頭產(chǎn)生的力。1防沖設(shè)施連續(xù)布置2、防沖設(shè)施間斷布置擠靠力式中： -擠靠力分布不均勻系數(shù)，采用1.1； -可能同時出現(xiàn)的風(fēng)和流對船舶作用產(chǎn)生的橫向分力總和(kN)； -船舶直線段與防沖設(shè)施接觸長度(m)。 nxjjLFKFjKxFnL防沖設(shè)施連續(xù)布置 nFKFxjjjK防沖設(shè)施間斷布置船舶靠向碼頭時產(chǎn)生的撞擊力 船舶受橫向波浪作用產(chǎn)生的撞擊力（通過模型試驗(yàn)確定，當(dāng)缺乏試驗(yàn)資料時，按規(guī)范提供的經(jīng)驗(yàn)公式確定）2021nMVE式中：

10、 - 有效動能系數(shù)，取0.70.8； M - 船舶質(zhì)量(t)，按滿載排水量計(jì)算； - 船舶靠岸法向速度(ms) 。nV船舶靠岸時的有效撞擊能量：船舶撞擊力根據(jù)橡膠護(hù)舷廠家提供的Fx-U曲線，可查得橡膠防沖設(shè)施的反力Fx值，即船舶對碼頭撞擊力的法向分力標(biāo)準(zhǔn)值。V V型橡膠護(hù)舷性能曲線型橡膠護(hù)舷性能曲線土壓力波浪力地震荷載水流力冰荷載第五節(jié) 其他荷載水流力 對河港墩式碼頭、樁基碼頭及架空斜坡碼頭起控制作用; 當(dāng)外海建筑物水流速度較大時，也需考慮。 AvCFww22 對寒冷地區(qū)冰清嚴(yán)重的內(nèi)河及外海透空式高樁碼頭或支墩式碼頭，冰荷載是一項(xiàng)重要的設(shè)計(jì)荷載。 分類： 靜冰壓力、撞擊力、豎向力、膨脹力大面積

11、大面積冰場冰場流冰流冰水位升降水位升降溫度變化溫度變化冰荷載（一）按時間的變異 永久作用 ：在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)，其量值隨時間的 變化與平均值相比可忽略不計(jì) 可變作用 ：在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)，其量值隨時間變 化與平均值相比不可忽略 偶然作用 ：在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)，不一定出現(xiàn)，但 一旦出現(xiàn)其量值很大且持續(xù)時間很短荷載分類荷載分類（二）按空間位置的變化 固定作用：在結(jié)構(gòu)上具有固定分布的作用 自由作用：在結(jié)構(gòu)的一定范圍內(nèi)可以任意 分布的作用 荷載分類（三）按結(jié)構(gòu)的反應(yīng) 靜態(tài)作用：加載過程中結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的加速度可 以忽略不計(jì)的作用 動態(tài)作用：加載過程中結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不可忽略的 加速度的作用荷載組合不同設(shè)計(jì)狀況，荷載組合不同。正

12、常條件下，結(jié)構(gòu)使用過程中的狀況持久狀況短暫狀況偶然狀況結(jié)構(gòu)施工和安裝等持續(xù)時間較短的狀況結(jié)構(gòu)承受設(shè)防地震等持續(xù)時間很短的狀況荷載狀況短期效應(yīng)(頻遇)組合長期效應(yīng)(準(zhǔn)永久)組合作用組合永久作用的代表值：標(biāo)準(zhǔn)值為唯一代表值可變作用的代表值：標(biāo)準(zhǔn)值、頻遇值和準(zhǔn)永久值偶然作用的代表值：綜合分析確定。作用的代表值 （一）承載能力極限狀態(tài) 設(shè)計(jì)表達(dá)式 設(shè)計(jì)表達(dá)式為：SdRd 式中：Sd作用效應(yīng)設(shè)計(jì)值，如法向應(yīng)力、剪力和彎矩等 的設(shè)計(jì)值，與作用效應(yīng)組合有關(guān)； Rd結(jié)構(gòu)抗力設(shè)計(jì)值，如抗壓、抗拉、抗剪和抗彎 強(qiáng)度等的設(shè)計(jì)值。 承載能力極限狀態(tài)1、持久組合niikQiQikQQkGGdQCrQCrGCrrS21110)(第