中国海洋大学复习资料-港口航道与海岸工程-港口水工建筑物I重点

码头可分为：主体结构、码头附属结构。主体结构包括上部结构、下部结构和基础。

各部分作用：

·上部结构：

1、将下部结构的构件连成整体；

2、直接承受船舶荷载和地面使

用荷载并将这些荷载传给下部结构；3、作为设置防冲设施、系船设施、工艺设施和安全设施的基础。

（位于水位变动区，又直接承受波浪、冰凌、船舶的撞击磨损作用，要求有足够的整体性和耐久性）

·下部结构和基础：

1、支承上部结构，形成直立岸壁；

2、将作用在上部结构的和本

身荷载传给地基。

（高桩码头设置的挡土结构，板桩码头设置拉杆、锚碇结构，其作用分别是为了挡土和保证结构的稳定）

2*码头结构上的作用如何分类？

一、按时间的变异分类：

1、永久作用：在设计基准期内，其量值随时间的变化与平均值相

比可忽略不计的，其作用代表取值仅有标准值

2、可变作用：在设计基准期内，其量值随时间变化与平均值相比

不可忽略的作用，如堆货荷载、流动荷载，其作用代表取值有标准值、频遇值和准永久值

3、偶然荷载：在设计基准期内不一定出现其量值很大而且持续时

间很短的作用其作用代表取值一般根据观测和试验综合分析确定。

二、按空间位置分类：

1、固定作用：在结构上具有固定分布的作用，如结构自重力。

2、自由作用：在结构的的一定范围内可以任意分布的作用，如堆

货、流动起重运输机械荷载等。

三、按结构反应分类：

1、静态作用：加载过程中结构产生的加速度可以忽略不计的作用，

如自重力。

2、加载过程中产生的不可忽略的加速度的作用如船舶撞击力。

3*码头上作用代表值如何取值？

一、承载能力极限状态：

1、持久组合：主导可变作用取标准值，非主导可变作用取组合值（标准值乘以组合系数Φ）

2、短暂组合：对由环境条件引起的可变作用，按有关结构规范的

规定确定，其他作用取可能出现的最大值为标准值。3.偶然组合：均按现行业标准中的有关规定执行。

正常使用极限状态：

1、持久状况：a.短期效应（频遇）组合：取可变作用的频遇值（标

准值乘以频遇系数，0.8）；b.长期效应（准永久）组合：取可变作用的准永久值（标准值乘以准永久值系数，0.6）

2、短暂状况：取标准值。

4*码头地面使用荷载如何确定？试分析影响上述荷载值确定的主要因素及产生影响的原因

码头地面使用荷载:堆货荷载、流动起重运输机械荷载、铁路荷载、人群荷载等。

1、堆货荷载：码头建筑物上的重要使用荷载，有堆货所处的港口

码头所属地带来确定其值。三个地带：码头前沿、前方堆场、后方堆场

主要因素：

a、装卸工艺确定堆存情况,装卸机械的不同性能能直接影响货物

的堆存的极限高度，因而影响堆货荷载值

b、货种及包装方式：在相同的堆存高度条件下由于货物的重度不

同，其荷载不同

c、货物的批量和堆存期

d、码头结构形式：不同的结构形式的码头对堆货荷载反应的敏感

度有很大的差别

e、港口管路营运水平

2、人群荷载：码头的类型、码头的不同地带决定是否考虑人群荷

载

3、流动起重运输机械荷载：其荷载值直接与机型有关，机型由装

卸工艺决定在确定起重机械荷载时，根据装卸工艺所选定的机型机器要求的起重量和幅度选取相应的荷载值

4、铁路荷载：主要为铁路列车在重力作用下产生的竖向荷载。因

素：实际使用的机车和车辆类型。

5、汽车荷载：由单辆汽车总质量确定其等级，并由登记确定其技

术指标和平面尺寸进而确定其荷载值，还与港口结构形式有关，其对汽车荷载的敏感程度不同

5*胸墙的作用

墙身和胸墙是重力式码头必需的主体结构，其作用是：构成船舶系靠所需要的直立墙面；阻挡墙后回填料坍塌；承受作用在码头上的各种荷载，将这些荷载传到下面的基础和地基中。此外胸墙还起着将墙身连接成整体的作用，冰用来固定防冲设施、系船设施、系网环、铁扶梯等。

6*抛石基床棱体和倒虑的作用是什么？墙后抛石棱体有哪几种？

如何避免码头“漏砂”？

抛石基床棱体：防止工料流失并减小墙后土压力

倒滤层的作用：防止回填土流失，在抛填棱体顶面、坡面，胸墙变形缝和卸荷板顶面接缝处应设到滤层

抛石棱体的断面形式分为三角断面与梯形和锯齿断面，三角形的主要为防止回填土流失，梯形和锯齿形主要目的为减压

码头“漏砂”问题与倒滤层的设计和施工有关。避免方法：①倒滤层必须高出卸荷板顶面；②倒滤层分段施工时一定要搭接好。

土工织物倒滤层的搭接宽度一般为1m。

7*重力式码头设计状况P32

持久状况：正常条件下，结构使用过程中的状况。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别进行设计

短暂状况：施工期或使用初期等可能临时承受某种特殊荷载而持续时间较短的状况。应对承载能力极限状态的短暂组合进行设计，必要时也对正常使用极限状态的短暂状况进行设计

偶然状况：结构承受设防地震等持续时间很短的状况。仅按承载能力极限状态的偶然组合进行设计

8*重力式码头的作用P32

施加在重力码头上的作用可分为以下三类：1.建筑物自重力、固定机械设备自重力、墙后填料产生的土压力、剩余水压力等为永久作用；2.堆货载荷、流动机械荷载、码头面可变作用产生的土压力、船舶荷载、施工荷载、冰荷载和波浪力等可变作用；3.地震作用等为偶然作用。

9*卸荷板如何卸荷

在路基土方施工前，挖基，支模，灌注片石混凝土，挡土墙施工一定高度后，进行土方施工，挡土墙成型后，上下墙背间有衡重台或卸荷平台，利用部分填土重和墙身共同作用增加稳定。

10*单锚板桩墙计算方法？为什么要进行“踢脚”稳定性验算？试述罗迈尔法和自由支承法

计算内容：板桩墙入土深度、板桩墙弯矩、拉杆拉力

计算方法有：弹性线法（单锚板桩墙的弹性嵌固状态）、竖向弹性地基梁法（单锚和多锚板桩墙的任何状态）和自由支承法（单锚板桩墙的自由支承工作状态）

板桩墙入土深度是根据板桩墙底端线变位和角变位都等于零的假定来确定的，但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，因此也提出板桩墙入土深度要满足“踢脚”稳定的要求。

罗迈尔法

1、墙前主动土压力和被动土压力都按古典土压力理论计算

2、基本假定：假定板桩墙底端嵌固，其线变位和角变位都等于零，

拉杆锚碇点的位移等于零；

3.由ΣH=0 和ΣM=0 分别求出未知数R’a（拉杆拉力）和E’p（墙

后被动土压力合力）

4.采用图解试算法，先假定入土深度，通过计算确定符合条件的

板桩墙入土深度。

5.考虑墙后土压力重新分布和拉杆锚碇点的位移会使跨中最大弯

矩会发生折减，分别乘相应系数得设计弯矩值和设计拉杆值，

6.从板桩墙的工作可靠性考虑，为保证板桩墙有足够的稳定性，对于板桩墙入土深度需进行“踢脚”稳定性验算

自由支承法

1、由踢脚稳定性验算确定入土深度，且其为最小入土深度。

2、在t 0=t min 情况下，由ΣH=0,ΣM=0 平衡方程求M max 和Ra

11 *如何验算锚碇墙（板）的稳定性？

稳定性验算：锚碇墙（板）在拉杆拉力RA 和墙（板）后主动土压力的作用下依靠墙（板）前的被动土压力Epx 来维持稳定。图（3-3-6）公式（3-3-14）

注意：验算稳定性只需要按设计低水位和设计高水位两种情况验算，并取相应Rax 值。

12 *防冲设备有哪些？

根据使用要求：

防冲设备：吸收船舶撞击动能，以减小产生的反力。

固定式护舷：固定在码头上

漂浮式护舷：充气型、充填泡沫型橡胶护舷等系在码头上，可随水位升降在水上漂浮

转动式护舷：安装在码头上的可转动的轮胎型橡胶护舷

防冲桩、防冲簇桩、重力式、液压式

按材料：

可分为橡胶护舷、轮胎护舷、木护舷、钢护舷、聚氨脂护舷和塑料护舷等，早期常用木护舷作为防冲设备，但木护舷弹性小，吸能低，耐磨性差，易腐蚀且维修任务较重。橡胶护舷尽在1000 吨级以下的小码头中可应用。轮胎护舷可用于3000 吨级以下的中。小型码头。橡胶护舷一起吸能高，反力小，面压低，耐久性好等优点得到普遍使用。钢护舷一般设置在浮码头趸船前沿，高桩码头排架间距较小时，有时也采用钢护舷。聚氨脂护舷是有聚氨酯材料制造的一种新型护舷，拉伸较高耐磨性好，抗剪能力强，具有漂浮性能。塑料护舷是近年来出现的可替代木护舷、钢护舷的一种环保型新型护舷。

13 *系船设备有哪几种？各用于什么情况？根据什么条件来选择系

船设备？

系船柱：普通：9 级风及以下栓系缆绳时用；风暴：9 级风及以上不离开码头的船舶系缆用

绞缆机：大，中型码头

快速脱缆钩：特别用于大中型危险品码头和开敞式码头、

14*作用于直立式防波堤的波浪形态

立波、远破波和近破波

立波：当波浪遇到直立堤建筑物时，当水深足够，波浪会形成全反射，入射波和反射波迭加后形成立波。其特点是拨高增加一倍，波长和周期不变。

当水深较浅或直立堤本身有较高的抛石基床时，波浪会产生破碎。

近破波：当直立墙前面较远处水深很大，而距建筑物前面半个波长以内或是基床顶面水深不足时，波浪行进到此处发生剧烈变形，造成破碎，冲击墙身，产生近破波。

这种波一般发生在中、高基床的情况。

远破波：直立墙前面距墙身半个波长或梢远处，其水深小于波浪破碎水深情况下，进行波将在到达建筑物之前破碎，形成一股向前运动的水流冲击墙身。这种波浪形态称为远破波。

这种波一般发生在平缓海底，而且基床为暗基床或低基床

15*护面块体

块体的质量和结构应依设计波要素及堤体断面计算确定。世界上用得最早的是四脚椎体，其消浪性能及稳定性表现良好，目前世界上已报道的研究成果，各类混凝土异形块体约130种，如：四脚椎体(法)、三柱体(美)、四足椎体、扭王块体、六脚椎体、合掌块体(日)、四角空心方块(日)、铁砧体、扭工字型块体(南非) 作用：增强自身稳定性，增加堤表面的糙度和渗透性，因此也提高了消浪能力

优秀的护面块体：①消浪性能好；②稳定性好；③强度较高；④易加工制造，混凝土用量低；⑤施工简单，安放适应性强，不易产生错位；⑥对垫层整平要求尽可能低

16*斜坡式防波堤的计算

计算内容：①护面块体的稳定重量和护面层厚度；②栅栏板的强度；③堤前护底块石的稳定重量；④胸墙的强度和抗滑、抗倾稳定性；⑤地基的整体稳定性和地基沉降。

持久状况：应考虑以下的持久组合：1.设计高水位时，波高应采用相应的涉及波高；2.设计低水位时，波高的采用分为以下两种情况：当有推算的外海设计波浪时，应取设计低水位进行波浪浅水变形分析，求出提前的设计波高；当只有建筑物附近不分水位统计的设计波浪时，可取与设计高水位时相同的设计波高，但不超过低水位时的浅水极限波高；3.极端高水位时，波高应采取相应的设计波高；极端低水位时，可不考虑波浪的作用。

短暂状况：短暂状况，应考虑以下的短暂组合：对未成型的斜坡堤进行施工期复核时，水位可采用设计高水位和设计低水位，波高的重现期可采用2—5年。

偶然状况：在进行斜坡堤整体稳定计算时，应考虑地震作用的偶然组合，水位采用设计低水位，不考虑波浪对堤身的作用

17我国常用的重力式码头按强身结构分为哪几种？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：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

18墙后回填方式

①紧靠墙背用颗粒较粗和内摩擦角较大的材料（如抛石）做成抛

石棱体，以减小墙后土压力。并在棱体顶面和坡面设置倒滤层，防止墙后回填的细粒土从抛石棱体的缝隙中流失。

②墙后直接回填细粒土，只在墙身构件间的拼缝处设置倒滤装置，

防止土料流失。

19试叙述两种极限状态、三种设计状况与作用组合之间的相互关系两种极限状态：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

A、在正常条件下，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

B、结构施工和安装等持续时间较短的状况为短暂状况，对此状态

宜对承载能力极限状态的短暂组合进行设计

C、在结构承受设防地震等持续时间很短的状况为偶然状态，应按

承载能力极限状态的偶然组合进行设计

20码头船舶荷载如何确定？试分析影响上述荷载值确定的主要因素及产生影响的原因

船舶荷载：

1、船舶系缆力：由于风和流的作用，通过系船缆作用在码头系船

柱上的力。影响因素：风和水流的作用，风压力垂直作用于码头前沿线的横向分力Fxw 和平行于码头前沿线的纵向分力Fxy

2、船舶的挤靠力：由于迎岸的风和水流作用，是船舶直接作用在

码头的力。影响因素：可能出现的风和水流对船舶作用产生的横向分力总和

3、船舶撞击力：船舶靠岸或在波浪作用下撞击码头时产生的力。

a、对于装设橡胶护舷的靠船建筑物，橡胶护舷吸收的能量Es>>Ej。

当Es>=10Ej 时E>=Es=Ub、Es<10 Ej 时，有效撞击能量按护舷和靠船建筑物的刚度进行分配

影响因素：横向波浪、弧线种类及形式

21如何确定锚碇墙（板）到板桩墙的距离？为什么要计算锚碇墙（板）的位移？

锚碇墙（板）到板桩墙的距离：若计算最佳距离即板桩墙后土体的主动破裂面和锚碇墙(板)前面土体被动破裂面交于地面。公式（3-3-15）

计算锚碇墙（板）的水平位移是为采用竖向弹性地基梁法计算板桩墙提高参数。

22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？

压缩型，充气型，充填泡沫型，转动压缩型，剪切型等

选择橡胶护舷是一般应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

（2）橡胶护舷的面压值应小于船舶侧板的容许面压值

（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

（5）在选择门座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：

1）保证船舶在不同水位和吸水深度时都能用船体干舷部分接触护舷

2）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，船舶靠泊角度有关。

23重力式码头的土压力、地面使用荷载、船舶荷载如何确定？试述地面使用荷载的布置形式及其相应的验算项目。

1、土压力：库伦理论朗肯理论和所科洛夫斯基理论

地面使用荷载：堆货荷载门机荷载铁路荷载

船舶荷载：对于墙后有填土的重力式码头，一般不考虑船舶的撞击力和挤靠力，而必须考虑系揽力

2、码头地面使用荷载为活荷载，必须根据不同的计算项目。按最

不利情况进行布置，布置形式：

a、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

物的沉降和夯体滑动稳定性

b、作用在码头的水平力最大，垂直力最小，用于验算建筑物的滑

动和倾覆稳定性

c、垂直力最大，水平力最小用于验算基底面后踵的应力