第7章 港口工程

第7章港口工程港口的分類；港口規(guī)劃與布置；碼頭建設(shè)；防波堤；護(hù)岸建筑；港口倉庫與貨場；我國港口工程的未來發(fā)展前途1我國港口布局與現(xiàn)代化港口1海運(yùn)事業(yè)的發(fā)展：船舶總運(yùn)力達(dá)2210余萬載重噸，居世界海運(yùn)第9位；2港口的作用：港口是水陸運(yùn)輸進(jìn)行轉(zhuǎn)換的重要樞紐，是貨物和旅客集散與變化運(yùn)輸方式的場所；3世界主要港口：鹿特丹、紐約、新奧爾良、休斯頓、神戶、橫濱、馬賽、倫敦港等；4國內(nèi)主要港口：大連、天津、青島、上海、寧波、珠海、深圳、湛江、防城港等2§7.1港口分類1按地理位置分類：海港(海岸港與河口港)、河港、水庫港、湖港；2按性質(zhì)分類：商港（大連港）、工業(yè)港（上海寶山港）、漁港（浙江舟山港）與軍港（大連旅順港）；3按使用分類：貨運(yùn)港（重慶九龍坡港）、客運(yùn)港（朝天門港）；4安裝卸方式分類：集裝箱港、散裝貨物港、油港大連港3§7.1港口分類5港口的特點(diǎn)1)海岸港：船舶進(jìn)出港方便，相隊(duì)而言港池內(nèi)泥沙淤積較小，但港池受風(fēng)浪影響嚴(yán)重，如果沒有天然的避風(fēng)屏障，需要修建防止海浪的防波堤等港口建筑物；2)河口港：由于位于河口地帶，港池內(nèi)與進(jìn)出港航道泥沙淤積嚴(yán)重，港口水位既要受河流洪水的影響，同時(shí)也要受海洋潮汐的作用，但河口陸地多為沖積性平原，港口縱深建設(shè)容易得到保障；3)河港：港口位于河流上，受河水漲落影響，港口水位變幅較大，嚴(yán)重影響港口生產(chǎn)作業(yè)，而且，受到河水流動(dòng)的影響，船舶必須逆水進(jìn)港；4)工業(yè)港：作業(yè)種類單一，生產(chǎn)效率較高，但是要求貨物充足，否則港口容易出現(xiàn)閑置狀態(tài)；寶山港4§7.1港口分類5港口的特點(diǎn)5)油港：港口土建工程簡單，對岸邊地形要求不嚴(yán)，不需要碼頭前緣建筑物，僅需在滿足船舶吃水深度的地方建造系船柱或墩既可；6)漁港：由于漁船規(guī)模小、吃水淺，通常漁港不需要宏大的土木建筑物，一般是利用天然的避風(fēng)港灣作為漁港，可以節(jié)省建造防波堤等防護(hù)建筑物的費(fèi)用。5§7.2港口規(guī)劃與布置一港口的組成1地域組成：港口在地域上由水域與陸域兩部分組成；2港口水域：航道、池外錨地、池內(nèi)停泊地、港池、防波堤、護(hù)岸建筑物等；3港口陸域：前緣碼頭建筑、堆貨場或倉庫、港區(qū)鐵路、港區(qū)公路、裝卸與運(yùn)輸機(jī)械設(shè)備、門機(jī)軌道梁、生活及輔助設(shè)施；4海岸港口的平面布置如圖7.7所示；5內(nèi)河港口的平面布置如圖7.9所示；6內(nèi)河船舶進(jìn)出港：由于內(nèi)河水流始終沿同一方向運(yùn)動(dòng)，船舶進(jìn)港需逆水靠岸，因此，內(nèi)河船舶沿逆流方向進(jìn)出港（圖7.8）。6§7.2港口規(guī)劃與布置二港口規(guī)劃1港口貨物吞吐量：港口一年從水運(yùn)轉(zhuǎn)陸運(yùn)或從陸運(yùn)轉(zhuǎn)水運(yùn)的貨物數(shù)量總和（以噸計(jì)）。2港口規(guī)劃：就是根據(jù)地形地貌和地質(zhì)勘察結(jié)果選擇港址，根據(jù)選定的港址、貨物吞吐量和旅客運(yùn)輸量的大小、來源、流向以及未來發(fā)展趨勢等因素，確定港口的規(guī)模、舶位數(shù)目、吃水深度、裝卸機(jī)械數(shù)量與規(guī)格、貨場和倉庫的面積、場內(nèi)交通線路與場內(nèi)場外交通銜接方式等。3港口規(guī)劃應(yīng)注意的問題：規(guī)劃港口時(shí)應(yīng)當(dāng)充分考慮港口建設(shè)與城市發(fā)展、港口水域岸線長度與陸域縱深大小、陸域地形平緩開闊、水域泥沙運(yùn)動(dòng)方向穩(wěn)定且流量少、波浪較小水面平穩(wěn)等問題。4概算技巧：概算是工程投資計(jì)劃的依據(jù)和管理部門年度預(yù)算的依據(jù)，它是依據(jù)初步設(shè)計(jì)文件編制，由于編制概算的依據(jù)自身存在誤差甚至錯(cuò)誤，因此，編制概算時(shí)應(yīng)當(dāng)合理地采用計(jì)算結(jié)果上限，以便日后為設(shè)計(jì)更改預(yù)留空間。7三港口布置1布置原則：統(tǒng)籌安排、合理布局、遠(yuǎn)近結(jié)合、分期建設(shè)。2港口常用布置方式如圖7.11和圖7.12。突出式挖入式Y(jié)字型平行式天然離岸島天然港的建設(shè)河口港人工港島8§7.3碼頭建筑1碼頭的平面布置：根據(jù)地形地貌，碼頭平面通常可布置成順岸碼頭、突堤碼頭和挖入式碼頭等三種（圖7.13～7.15）。9§7.3碼頭建筑2碼頭斷面布置：碼頭常用布置形式如下圖所示。a直立式：使用方便，碼頭裝卸能力高，適用水位變幅較低的下游河流港口、河口港和海岸港口；b斜坡碼頭：能夠適應(yīng)較大的水位變化幅度，碼頭建設(shè)費(fèi)用低，場地要求不嚴(yán)，但貨物吞吐能力較小；c半直立式：當(dāng)高水位歷時(shí)較長時(shí)，采用這種碼頭就比較合適；d半斜坡式：該碼頭形式適用于低水位過程較長的河流港口。10§7.3碼頭建筑3碼頭的分類：按結(jié)構(gòu)形式碼頭可分為重力式碼頭、板樁碼頭、高樁碼頭、混和式碼頭以及框架碼頭。11§7.3碼頭建筑4卸荷板的作用：在重力式碼頭上采用卸荷板可以減小作用于墻背的土壓力、增加穩(wěn)定彎距、均勻基底應(yīng)力，進(jìn)而提高碼頭的穩(wěn)定安全性，減少地基不均勻沉降。5有卸荷板與無卸荷板基底受力對比，對比結(jié)果可以定性的用下圖表示。12§7.4防波堤一防波堤的平面布置1布置類型：根據(jù)使用要求，港口規(guī)模，港口地理?xiàng)l件等因素，可采用的防波堤形式有單突地堤、雙突堤、島堤和混合堤四種類型；2各種突堤的適用條件1)單突堤：當(dāng)波浪平率集中在某一方向、泥沙運(yùn)動(dòng)方向單一、且擁有天然的灣澳或港口規(guī)模較小時(shí)，適用于采用單突堤；2)雙突堤：適用于波浪、泥沙主要來自順岸方向（圖7.18ab），或一個(gè)是主方向另一個(gè)是次方向（圖7.18c），或水深較大的天然灣澳且灣口中央水深大、泥沙淤積少的情況；3)島堤：適用于波浪與泥沙主要來自迎面方向、海岸順直、水深足夠、或擁有水深灣澳等情況；4)混合堤：建筑特點(diǎn)是同時(shí)采用突堤與島堤，這樣既能夠阻擋順岸方向的波浪與泥沙，也能構(gòu)防止迎面襲來的波浪與泥沙影響，能夠提供寬闊的港池水面，因而，這種防波堤適用于大型港口建設(shè)（圖7.18）。13§7.4防波堤二防波堤的類型1分類：目前港口工程中常用的防波堤截面有斜坡式、直立式、混合式、透空式、浮式、噴氣消波設(shè)備和噴水消波設(shè)備等。14§7.4防波堤2各種防波堤的特點(diǎn)1)斜坡式：結(jié)構(gòu)簡單、施工經(jīng)驗(yàn)成熟、對地基要求低、易于修復(fù)，但是，工程量較大、防波堤不能用于?？看?；15§7.4防波堤2)直立式：結(jié)構(gòu)斷面較小、工程量少、且能夠用于?？看唬腔讘?yīng)力較大、對地基承載能力要求較高、一旦破壞、修復(fù)比較困難；3)混合式：混合式同直立式類同，如果直立式防波堤的基礎(chǔ)規(guī)模制作比較大，它就轉(zhuǎn)化成了混合式；16§7.4防波堤4)直立式防波堤的結(jié)構(gòu)構(gòu)造：直立式防波堤主要采用重力結(jié)構(gòu)、雙排板樁結(jié)構(gòu)與鋼筋混凝土箱形結(jié)構(gòu)，其中重力式結(jié)構(gòu)由可分為普通方塊與巨型方塊砌筑兩種。17§7.5護(hù)岸工程一直接護(hù)岸工程1護(hù)岸工程的作用：由于港口岸坡受到波浪、潮汐以及水流力的作用，岸坡會(huì)產(chǎn)生沖刷和侵蝕現(xiàn)象，為了防止這種現(xiàn)象的發(fā)生，就需要在岸坡表面修建一層防護(hù)建筑物，即護(hù)岸建筑物將岸坡同波浪沖刷與侵蝕力隔開，防止沖毀岸坡，確保港口安全營運(yùn)。2護(hù)岸工程分類：根據(jù)護(hù)岸工程的建筑位置和發(fā)揮的作用可分為直接防護(hù)建筑物與間接防護(hù)建筑物。18§7.5護(hù)岸工程3直接護(hù)岸工程：擋岸坡前水深較大、難于采用海底人工潛堤進(jìn)行破碎，波浪頻率高而且對岸坡破壞作用強(qiáng)時(shí)，應(yīng)當(dāng)修建直接護(hù)岸建筑物；有時(shí)為了降低工程造價(jià)，也可以做成接近天然岸坡的斜坡護(hù)岸（圖7.22）。19§7.5護(hù)岸工程4護(hù)岸建筑物構(gòu)造：根據(jù)岸坡地形、波浪頻率、岸前水深等情況，直接護(hù)岸建筑物通常被建成直壁、曲面、組合折線與混合結(jié)構(gòu)等。20§7.5護(hù)岸建筑二間接護(hù)岸建筑1間接護(hù)岸原理：當(dāng)海岸較緩時(shí)，在臨近波浪破碎水深的海灘處設(shè)置潛堤，認(rèn)為造成泥沙在潛堤內(nèi)則淤積、波浪破碎，據(jù)此減小波浪力對于岸坡的沖刷與侵蝕破壞作用，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)保護(hù)岸坡的目的（圖7.27）。212丁壩護(hù)岸：當(dāng)波浪從斜向朝海岸襲來貨平行于海岸時(shí)，可用滲入海中丁壩阻礙波浪，使其反向或破碎，從而減小它對岸坡的破壞作用。3丁壩的構(gòu)造形式：常用的丁壩結(jié)構(gòu)形式圖7.28所示。22§7.6港口倉庫與貨場1倉庫與貨場的作用：港口是貨物集散與車船轉(zhuǎn)