土木工程概論第10章港口、海洋和飛機(jī)場(chǎng)工程概述

第10章

港口、海洋和飛機(jī)場(chǎng)工程概述10.1港口工程概述港口的重要性。國(guó)際運(yùn)輸我國(guó)的港口情況。117個(gè)港口港口（Harbour）：是具有水陸聯(lián)運(yùn)設(shè)備和條件，有一定面積的水域和陸域，是供船舶出入和停泊、旅客及貨物集散并變換運(yùn)輸方式的場(chǎng)地。港口工程：是興建港口所需的各項(xiàng)工程技術(shù)的名稱(chēng)。10.1.1港口的類(lèi)型（1）按所處位置：河口港、海岸港、河港（2）按用途：商港、軍港、漁港、工業(yè)港（3）按成因：天然港和人工港（4）是否凍結(jié)：凍港、不凍港（5）潮汐關(guān)系：閉口港、開(kāi)口港（6）是否辦理報(bào)關(guān)手續(xù)：報(bào)關(guān)港、自由港河港－重慶朝天門(mén)碼頭商港－天津港商港：以一般商船和客貨運(yùn)輸為服務(wù)對(duì)象的港口。商港－上海港深圳蛇口碼頭沙特阿拉伯石油碼頭油港：專(zhuān)門(mén)裝卸原油或成品油的港口。10.1.2港址的選擇（1）有廣闊的經(jīng)濟(jì)腹地，有足夠的貨源（2）與腹地有方便的交通運(yùn)輸（3）與城市發(fā)展相協(xié)調(diào)（4）有發(fā)展的余地（5）滿足船舶航行與停泊要求（6）有足夠的岸線長(zhǎng)度和陸域面積（7）滿足艦船調(diào)動(dòng)的迅速性（8）對(duì)附近水域、生態(tài)、景觀不影響（9）盡量利用荒地、劣地。10.1.3港口的組成港口由水域和陸域兩大部分組成。水域包括進(jìn)港航道、港池和錨地。海港港口陸域則由碼頭、港口倉(cāng)庫(kù)及貨場(chǎng)、鐵路及道路、裝卸及運(yùn)輸機(jī)械、港口輔助生產(chǎn)設(shè)備等組成。港口組成水域陸域進(jìn)港航道防波堤港內(nèi)錨地港內(nèi)錨地大連港加拿大港口碼頭港池倉(cāng)庫(kù)貨場(chǎng)道路10.1.4港口水工建筑物碼頭防波堤護(hù)岸碼頭是提供船舶系靠、裝卸貨物或上下旅客的建筑物的總稱(chēng)，它是港口中主要水工建筑物之一。碼頭布置形式：順岸式、突堤式和挖入式。（1）碼頭碼頭的布置①順岸式優(yōu)點(diǎn)：陸域?qū)掗?、疏運(yùn)交通方便、工程量小。順岸碼頭的布置形式順岸式－重慶朝天門(mén)碼頭②凸堤式優(yōu)點(diǎn)：一定水域建設(shè)較多的泊位。缺點(diǎn)：凸堤寬度有限，每泊位的平均庫(kù)場(chǎng)面積較小，作業(yè)不方便。突堤與順岸結(jié)合部位的布置突堤式碼頭－寧波港③挖入式優(yōu)點(diǎn)：滿足現(xiàn)代碼頭要求有較大陸域縱深（集裝箱碼頭縱深達(dá)350～400m）和庫(kù)場(chǎng)面積。新建碼頭縱深有加寬趨勢(shì)，天津新港東突堤的平均寬度達(dá)650m。挖入式－加拿大港口按橫斷面外形：①直立式：水位變化不大，海港，河口港。②斜坡式：水位變化大，河上、中游，水庫(kù)港。碼頭型式③半直立式：高水位期長(zhǎng)、枯水期短，水庫(kù)港。④半斜坡式：洪水期短，枯水期長(zhǎng)的山區(qū)河流。⑤多級(jí)式：水位差大，洪水期不長(zhǎng)的上游河流。碼頭的結(jié)構(gòu)形式①重力式：地基較好的碼頭重力式碼頭②板樁式：墻高不大的碼頭（小于10m）板樁式碼頭③高樁式：軟土地基④混合式：高樁和板樁配合，板樁和基礎(chǔ)板配合等形式。高樁碼頭防波堤（Mole）的主要功能是為港口提供掩護(hù)條件，阻止波浪和漂沙進(jìn)行港內(nèi)對(duì)港口水域產(chǎn)生侵襲，保持港內(nèi)水面的平穩(wěn)和所需要的水深，使船舶在港口停泊和進(jìn)行裝卸作業(yè)。同時(shí)，兼有防沙、防冰的作用。（2）防波堤因自然條件及建港規(guī)模要求而異，可分為：?jiǎn)瓮坏?、雙突堤、島堤和組合堤。防波堤的平面布置防波堤的平面布置雙突堤－大連港按構(gòu)造形式（或斷面形狀）及對(duì)波浪的影響分為：(1)斜坡式(2)直立式(3)混合式(4)透空式(5)浮式(6)噴氣消波設(shè)備(7)噴水消波設(shè)備等多種類(lèi)型。(a)斜坡式(b)直立式(c)混合式(d)透空式(e)浮式(f)噴氣消波設(shè)備(g)噴水消波設(shè)備（3）護(hù)岸建筑天然河岸或海岸，因受波浪、潮汐、水流等自然力的破壞作用，會(huì)產(chǎn)生沖刷和侵蝕現(xiàn)象。1）直接護(hù)岸建筑：斜面式護(hù)坡（加固岸坡）；直立式護(hù)岸墻（保護(hù)陡岸）。2）間接護(hù)岸建筑：潛堤（平行海岸線、鞏固）；丁壩（垂直海岸線、穩(wěn)固）。直接護(hù)岸建筑波浪拍擊護(hù)岸墻波浪在凹區(qū)墻面回卷入海護(hù)岸墻斷面圖護(hù)坡和護(hù)岸墻的混合結(jié)構(gòu)不同的護(hù)岸型式直立式護(hù)岸墻斜面式護(hù)坡間接護(hù)岸建筑潛堤促淤丁堤的結(jié)構(gòu)形式10.1.5我國(guó)港口發(fā)展的特點(diǎn)兩縱三橫兩縱：沿海南北主通道、京杭運(yùn)河淮河主通道三橫：長(zhǎng)江、西江、黑龍江松花江主通道10.2、海洋工程概述海洋工程（OffshoreEngineering）：在近海區(qū)域設(shè)置或建造的工程構(gòu)筑物，如海洋石油鉆井、儲(chǔ)油平臺(tái)、海上導(dǎo)航燈塔。特點(diǎn)：（1）環(huán)境條件復(fù)雜且隨機(jī)性大（2）結(jié)構(gòu)尺度大且設(shè)計(jì)安全度要求高（3）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)考慮作用力的多樣性（4）施工方法的特殊性采油平臺(tái)（１）

selfelevating采油平臺(tái)（2）

OffshorePlatform采油平臺(tái)（3）

872mWaterDepth采油平臺(tái)（4）

10.3飛機(jī)場(chǎng)工程概述飛機(jī)場(chǎng)：航空運(yùn)輸基礎(chǔ)設(shè)施。機(jī)場(chǎng)工程：指規(guī)劃、設(shè)計(jì)和建造各項(xiàng)設(shè)施的統(tǒng)稱(chēng)。內(nèi)容包括：機(jī)場(chǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)、場(chǎng)道工程、導(dǎo)航工程、通訊工程、旅客航站、指揮樓工程、地面道路工程及其他輔助工程等。（1）機(jī)場(chǎng)分類(lèi)。國(guó)際機(jī)場(chǎng)：指供國(guó)際航線用，并設(shè)有海關(guān)、邊防檢查、衛(wèi)生檢疫、動(dòng)植物檢疫、商品檢驗(yàn)等聯(lián)檢機(jī)構(gòu)的機(jī)場(chǎng)。干線機(jī)場(chǎng)：指省會(huì)、自治區(qū)首府及重要旅游、開(kāi)發(fā)城市的機(jī)場(chǎng)。支線機(jī)場(chǎng)：又稱(chēng)地方航線機(jī)場(chǎng)，指各省、自治區(qū)內(nèi)地面交通不便的地方所建的機(jī)場(chǎng)，其規(guī)模通常較小。（2）民航飛機(jī)的種類(lèi)。干線運(yùn)輸機(jī)，是指載客量>100人，航程>3000km的大型運(yùn)輸機(jī)。以美國(guó)波音公司的Boeing757(以后簡(jiǎn)稱(chēng)B757)、B767、B747、B777、DCl0(美國(guó)麥道公司制造，現(xiàn)麥道公司已并人波音公司)、MDll(DCl0的改進(jìn)型)；歐洲空中客車(chē)公司的A380、俄羅斯的伊爾81等為代表。支線運(yùn)輸機(jī)，是指載客量<100人，航程200－400km的中心城市與小城市及小城市之間的運(yùn)輸機(jī)。以美國(guó)的DC3、英國(guó)宇航公司的SH330和BAEl46、中國(guó)與美國(guó)聯(lián)合制造的MD82、MD90等為代表。Boeing777空中客車(chē)380協(xié)和超音速客機(jī)MD9010.3.1機(jī)場(chǎng)的組成機(jī)場(chǎng)由空側(cè)和陸側(cè)兩個(gè)區(qū)域組成。空側(cè)主要由飛行區(qū)、旅客航站區(qū)、貨運(yùn)區(qū)、機(jī)務(wù)維修設(shè)施、供油設(shè)施、空中交通管制設(shè)施、安全保衛(wèi)設(shè)施、救援和消防設(shè)施。陸側(cè)行政辦公區(qū)、生活區(qū)、輔助設(shè)施、后勤保障設(shè)施、地面交通設(shè)施、機(jī)場(chǎng)空域組成。航站樓是兩個(gè)區(qū)域的分界線。(1)跑道跑道是機(jī)場(chǎng)飛行區(qū)的主體，直接供飛機(jī)起跑、起飛滑跑和著陸滑跑之用。①跑道構(gòu)形跑道構(gòu)形是指跑道數(shù)量、位置、方向和使用方式、它取決于交通量需求，還受氣象條件、地形、周?chē)h(huán)境等影響。一般跑道構(gòu)形有如下五種：（1）單條跑道。是大多數(shù)機(jī)場(chǎng)跑道構(gòu)形的基本形式。10.3.2機(jī)場(chǎng)主要構(gòu)筑物（2）兩條平行跑道。兩條跑道中心線間距根據(jù)所需保障的起降能力確定，如有條件，其間距宜不大于1525m，以便較好地保障同時(shí)精密進(jìn)近。（3）兩條不平行或交叉的跑道。下列情況時(shí)需要設(shè)置兩條不平行或交叉的跑道：①需要設(shè)置兩條跑道，但是地形條件或其他原因無(wú)法設(shè)置平行跑道；②當(dāng)?shù)仫L(fēng)向較分散，單條跑道不能保障風(fēng)力負(fù)荷>95％時(shí)。（4）多條平行跑道。（5）多條平行及不平行或交叉跑道。機(jī)場(chǎng)的跑道方案②決定機(jī)場(chǎng)跑道長(zhǎng)度的因素：機(jī)型、最大起飛全重、氣溫、飛機(jī)場(chǎng)的海拔高程、風(fēng)速、跑道坡度。決定機(jī)場(chǎng)跑道長(zhǎng)度的條件還有：(a)全發(fā)正常起飛距離；(b)一發(fā)失效起飛距離；(c)加速－停止距離；(d)著陸距離機(jī)場(chǎng)跑道長(zhǎng)度的限制條件③跑道的分類(lèi)跑道按其作用可分為：主要跑道、輔助跑道、起飛跑道等三種。主要跑道是指在條件許可時(shí)比其他跑道優(yōu)先使用的跑道，按使用該機(jī)場(chǎng)最大機(jī)型的要求修建，長(zhǎng)度較長(zhǎng)，承載力也較高。輔助跑道也稱(chēng)次要跑道，是指因受側(cè)風(fēng)影響，飛機(jī)不能在主跑道上起飛著陸時(shí)，供輔助起降用的跑道，由于飛機(jī)在輔助跑道上起降都有逆風(fēng)影響，所以其長(zhǎng)度比主要跑道短些。起飛跑道是指只供起飛用的跑道。④輔助用的道路設(shè)施：跑道道肩，是作為跑道和土質(zhì)地面之間過(guò)渡用，以減少飛機(jī)一旦沖出或偏離跑道時(shí)有損壞的危險(xiǎn)，也減少雨水從鄰近土質(zhì)地面滲入跑道下的土基基礎(chǔ)的作用，確保土基強(qiáng)度。道肩一般用水泥混凝土或?yàn)r青混凝土筑成，由于飛機(jī)一般不在道肩上滑行，所以道肩的厚度比跑道要薄一些。停止道，停止道設(shè)在跑道端部，供飛機(jī)中斷起飛時(shí)安全停住用。設(shè)置停止道可以縮短跑道長(zhǎng)度。機(jī)場(chǎng)升降帶土質(zhì)地區(qū)。跑道兩側(cè)的升降帶土質(zhì)地區(qū)，主要保障飛機(jī)在起飛著陸滑跑過(guò)程中一旦偏出跑道時(shí)的安全，不允許有危及飛機(jī)安全的障礙物。跑道端的安全區(qū)。設(shè)置在升降區(qū)兩端，用來(lái)保障起飛著陸的飛機(jī)偶爾沖出跑道以及提前接地時(shí)的安全。凈空道。機(jī)場(chǎng)設(shè)置凈空道，是確保飛機(jī)完成初始爬升(10.7m高)之用。凈空道設(shè)在跑道兩端，其土地由機(jī)場(chǎng)當(dāng)局管理，以確保不會(huì)出現(xiàn)危及飛機(jī)安全的障礙物。(2)滑行道與停機(jī)坪①滑行道：主要供飛機(jī)從飛行區(qū)的一部分通往其他部分用。種類(lèi)有5種：進(jìn)口滑行道、旁通滑行道、出口滑行道、平行滑行道、聯(lián)絡(luò)滑行道。②停機(jī)坪停機(jī)坪：是設(shè)在航站樓前的機(jī)坪。供客機(jī)停放、上下旅客、完成起飛前的準(zhǔn)備和到達(dá)后各項(xiàng)作業(yè)用。飛機(jī)場(chǎng)的機(jī)坪主要有等待坪和掉頭坪。前者供飛機(jī)等待起飛或讓路而臨時(shí)停放用，通常設(shè)在跑道端附近的平行滑行道旁邊。后者則供飛機(jī)掉頭用，當(dāng)飛行區(qū)不設(shè)平行滑道時(shí)，應(yīng)在跑道端部設(shè)掉頭坪。(3)機(jī)場(chǎng)道面的使用要求①?gòu)?qiáng)度②平坦度③粗糙度④橫坡⑤穩(wěn)定性⑥潔凈(4)旅客航站樓、機(jī)場(chǎng)停車(chē)場(chǎng)、機(jī)場(chǎng)維護(hù)區(qū)航站樓供旅客完成從地面到空中或從空中到地面轉(zhuǎn)換交通方式之用。是機(jī)場(chǎng)的主要建筑。機(jī)場(chǎng)停車(chē)場(chǎng)：設(shè)在機(jī)場(chǎng)的航站樓附近，停放車(chē)輛很多且土地緊張時(shí)宜用多層車(chē)庫(kù)。機(jī)場(chǎng)維護(hù)區(qū)：是飛機(jī)維修，供油設(shè)施、空中交通管制設(shè)施、安全保衛(wèi)設(shè)施、救援和消防設(shè)施、行政辦公區(qū)等設(shè)置的地方。上海浦東國(guó)際機(jī)場(chǎng)航站樓上海浦東國(guó)際機(jī)場(chǎng)航站樓10.3.3