第一章 碼頭概述

第一章碼頭概論第一節(jié)

碼頭分類和組成一、碼頭分類1．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

墩式由靠船墩、系船墩、工作平臺墩、引橋、人行橋組成。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。墩式碼頭多級式2．按斷面形式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）3按結(jié)構(gòu)型式分類（重力式碼頭、板樁碼頭、高樁碼頭）重力式碼頭特點：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：較好地基板樁碼頭特點：靠打入地基中的板樁墻擋土，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高樁碼頭特點：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：軟土地基混合式碼頭貨運碼頭客運碼頭工作船碼頭漁碼頭軍用碼頭修船碼頭

4.其它分類二、碼頭的組成部分

上部結(jié)構(gòu)下部結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)碼頭設(shè)備①將下部結(jié)構(gòu)的構(gòu)件連成整體；②直接承受荷載，并傳給下部結(jié)構(gòu)；③作為設(shè)置各種設(shè)施的基礎(chǔ)①支承上部結(jié)構(gòu)，形成直立岸壁；②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)碼頭組成示意圖第二節(jié)碼頭結(jié)構(gòu)上的作用及組合2.1作用基本概念

作用：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。直接作用：集中力和分布力，工程上習(xí)慣稱它們?yōu)楹奢d。間接作用：引起結(jié)構(gòu)外加變形和約束變形的原因，如地 基沉降、混凝土收縮變形、溫度變形等。

2.2作用的分類 目的：作用效應(yīng)組合的需要。（一）按時間的變異

永久作用：在設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)，其量值隨時間的 變化與平均值相比可忽略不計 可變作用：在設(shè)計基準(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（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（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 加速度的作用正常條件下，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2.３設(shè)計狀況和作用組合設(shè)計狀況

持久組合承載能力 短暫組合極限狀態(tài) 偶然組合

正常使用持久狀況極限狀態(tài)短暫狀況短期效應(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2.４設(shè)計表達(dá)式

（一）承載能力極限狀態(tài)設(shè)計表達(dá)式為：Sd≤Rd

式中：Sd——作用效應(yīng)設(shè)計值，如法向應(yīng)力、剪力和彎矩等的設(shè)計值，與作用效應(yīng)組合有關(guān)；Rd——結(jié)構(gòu)抗力設(shè)計值，如抗壓、抗拉、抗剪和抗彎強度等的設(shè)計值。1、持久組合第一大項永久作用第二大項主導(dǎo)可變作用第三大項非主導(dǎo)可變作用永久作用可變作用分項系數(shù)效應(yīng)系數(shù)組合系數(shù)結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)2、短暫組合3、偶然組合按《水運工程抗震設(shè)計規(guī)范》有關(guān)規(guī)定執(zhí)行

（二）正常使用極限狀態(tài)設(shè)計表達(dá)式為： S≤R式中：S——作用效應(yīng)設(shè)計值，如變形、裂縫寬度和 沉降量等的設(shè)計值； R——限值，如規(guī)定的最大變形、裂縫寬度和 沉降量等的設(shè)計值。1、持久狀況的短期效應(yīng)(頻遇)組合

2、持久狀況的長期效應(yīng)(準(zhǔn)永久)組合

3、短暫狀況當(dāng)需要考慮正常使用極限狀態(tài)時第三節(jié)碼頭地面使用荷載3.1堆貨荷載與人群荷載

影響因素：堆存貨種、裝卸工藝、結(jié)合結(jié)構(gòu)型式、地基條件、不同計算項目《荷載規(guī)范》將堆貨荷載分成三個區(qū)域：

碼頭前沿區(qū)、前方堆場和后方堆場。1、前沿區(qū)有門機的碼頭：14m 沒有門機的海港碼頭：10m 河港碼頭：4—8m2、前方堆場有門機的碼頭，按門機吊臂可伸到的范圍確定的； 不設(shè)門機的碼頭，可根據(jù)各港采用的裝卸設(shè)備和管理情況確定。3、后方堆場是指前方堆場以后的堆場。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)計一般影響很小，主要用于堆場地坪設(shè)計。海港雜貨碼頭堆載取值3.2流動起重運輸機械荷載起重運輸機械：門機，輪胎式，汽車式，履帶式起重機，

集裝箱裝卸橋和纜車等。裝卸搬運機械：叉式裝卸車，電瓶搬運車，牽引車，單斗

車等。1、門座起重機荷載吊臂位置支腿豎向荷載標(biāo)準(zhǔn)值2、輪胎式起重機荷載又稱輪胎吊空載行駛不打支腿工作打支腿工作3.3鐵路和汽車荷載1、鐵路荷載采用中華人民共和國鐵路標(biāo)準(zhǔn)荷載(又稱中一活載)。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。2、汽車荷載包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作用有兩臺或以上汽車如何考慮？試總結(jié)各種流動起重運輸機械的沖擊作用是如何考慮的？第四節(jié)船舶荷載

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4.1船舶系纜力系纜力：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)的對計算船舶共同作用所產(chǎn)生的橫向分力總和∑Fx和縱向分力總和∑Fy。

4.2船舶擠靠力擠靠力：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)。

2、防沖設(shè)施間斷布置作用于一組或一個防沖設(shè)施上的擠靠力標(biāo)準(zhǔn)值按下式計算：式中：---擠靠力不均勻系數(shù)，取1.3；

n---與船舶接觸的防沖設(shè)施組數(shù)或個數(shù)。4.3船舶撞擊力撞擊力: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（通過模型試驗確定，當(dāng)缺乏試驗資料時，按規(guī)范提供的經(jīng)驗公式確定）

式中：---有效動能系數(shù)；M---船舶質(zhì)量(t)，按滿載排水量計算；---船舶靠岸法向速度(m／s)。船舶靠岸時的有效撞擊能量：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。如何確定