(港口工程课件）第五章 开敞式码头

(港口工程 课件 超市陈列培训课件免费下载搭石ppt课件免费下载公安保密教育课件下载病媒生物防治课件 可下载高中数学必修四课件打包下载 ）第五章开敞式码头开敞式码头的发展及特点几个问题船舶大型化、专业化港口深水化，沿岸建港可行吗？是否可以深水建造防波堤？深水建造防波堤存在哪些困难？深水条件下建码头而不建防波堤，可能吗？开敞式码头——概述开敞式码头的发展及特点开敞式码头由于大型船舶的抗风浪能力强，而这些货物装卸通常又采用高效率的专业化装卸机械，装卸作业对船舶泊稳条件要求低，这就给不建防波堤的深水码头建设创造了条件无防波堤或无天然屏障掩护的码头即为开敞式码头开敞式码头——概述开敞式码头的发展及特点开敞式码头首次使用于秦皇岛油码头一期工程，多用于油码头、矿石码头、煤码头，也有一部分集装箱码头特点码头前沿水深、波浪大，码头面高程高撞击力、动力荷载，大拉力系缆结构、吸能好的大型护舷装配程度高、弹性好、波浪反射较轻的结构开敞式码头——概述开敞式码头的发展及特点分类开敞式码头——概述带引桥（或引堤）的栈桥式带引桥（或引堤）的孤立墩式岛式（码头为墩式，由海底油管与岸联系）单点或多点系泊式固定式栈桥式码头孤立墩式码头高桩栈桥式码头重力墩栈桥式码头固定式码头（按结构型式）开敞式码头的发展及特点开敞式码头——概述船舶泊稳及作业条件船舶在靠泊中的允许动荡值船舶运动6个自由度：纵摇、横摇、升沉、纵荡、横荡、艏摇即船舶在波浪作用下的6种动荡方式开敞式码头——概述船舶泊稳及作业条件影响系泊和作业的直接因素：船舶在靠泊中的允许动荡值与波高、周期、波向有关，也与船舶的尺度、型式、系泊系统的自震周期有关挪威Brunn教授提出允许动荡值的限度开敞式码头——概述船舶泊稳及作业条件开敞式码头——概述船舶泊稳及作业条件船舶作业条件的规定不同载重吨的船舶、不同货种的码头，允许作业波高如下：开敞式码头——概述船舶靠离码头作业标准一般因波浪超过船舶抵御能力而不能作业的天数不超过10天开敞式码头——概述一般规定开敞式码头的平面布置应符合现行行业标准《海港总平面 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 》有关规定油品及其他散装液体化工品码头的设计，应符合《装卸油品码头防火设计规范》有关规定。受长周期波或平均周期大于9s的波浪影响的大、中型开敞式码头，应通过模拟试验验证总体布局和设计取值的合理性，确定优选 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 。物理模型试验使用的不规则波的谱型应采用《海港水文规范》中的风浪频率谱或方向谱新建的开敞式码头，应充分论证泥沙运动对港区的影响开敞式码头——平面布置平面布置形式开敞式码头的平面布置形式，应根据建设规模、设计船型和装卸工艺等要求，综合考虑地形、水深、地质、泥沙、风、浪、流、潮汐等自然条件的影响可选用一字形或蝶形等布置形式当固定式码头的布置形式不能保证作业天数时，经论证可在码头前增设系泊浮筒开敞式码头——平面布置平面布置形式一字形开敞式码头——平面布置平面布置形式一字形油码头、干散货码头均适用对抵御沿码头的纵向力比较有效，适用于主波向较明显的海区受装卸设备和码头宽度限制，船舶横缆难于布置，抵御横向力的条件较差在允许波高作用下，横浪周期大于6s时船舶作业感到困难开敞式码头——平面布置平面布置形式蝶形布置开敞式码头——平面布置平面布置形式蝶形布置仅限用于油码头及中央固定式装卸机械墩台对浪、流条件较为复杂的海区开敞式泊位较为适宜为克服一字形布置中横缆长度不足、抵御横向力差的缺点，将横缆墩向码头后方移动，使横缆加长到20～30m以上艏艉缆墩也可离开码头前沿而后移，以便起到既加大缆绳长度又可调整系缆角度的作用，从而改善缆绳的受力条件开敞式码头——平面布置平面布置形式增设系泊浮筒设施的开敞式码头当浪高和周期均较大时，需增设码头防冲吸能设施于码头外侧的开浮筒拉开式系泊法（breastingoff）当需要时，借住开浮筒把船绞离码头约2m，以防止在周期大于10s的横浪作用下的船体对码头的撞击开敞式码头——平面布置平面布置形式开敞式码头——平面布置码头轴线的选择选择码头轴线方位，应满足港口营运和船舶靠泊、系泊、装卸和离泊作业的要求。并应与航道、港池、接岸建筑物的布置相协调码头轴线的方位应与风、浪、流的主导方向一致。当无法同时满足时，应服从控制性影响因素。北方冰冻地区码头的位置及其轴线的方位尚应考虑冰的作用确定码头轴线的控制性因素、主要影响因素和次要影响因素时，应论证在不同码头方位和船舶装载量情况下风、浪、流对船舶作业条件的影响开敞式码头——平面布置港口水域制动水域船舶制动水域宜设在进港方向的直线上，当布置有困难时，可设在半径不小于5～6倍设计船长的曲线上船舶制动距离可取4～5倍设计船长50000DWT以上的船舶，其制动距离可适当加大，但不宜超过7倍设计船长。开敞式码头——平面布置回旋水域船舶回旋水域应设在方便船舶进出港口和靠离码头的位置，其尺度应考虑当地风、浪、流等条件以及港作船配备和定位标志等因素，船舶回旋圆直径可取2.5倍设计船长当水流较急且流向与码头轴线基本平行时，其回旋水域可为椭圆形，椭圆长轴可取2.5～3.0倍设计船长，短轴可取1.5～2.0倍设计船长回旋水域可以占用航行水域，其设计水深不应小于航道设计水深。对货物流向单一的码头，经论证后，其部分回旋水域的设计水深可按船舶压载吃水计算码头前停泊水域宽度应为2倍设计船宽港口水域开敞式码头——平面布置码头码头顶面高程应满足码头顶面不被波浪淹没的要求和上部结构受力的限制，并应与引堤、引桥的高程相协调。开敞式码头——平面布置高程=HWL++h+式中：HWL——设计高水位——设计高水位时50年一遇的H1%(波列累积频率为1%的波高）波峰面高度h——码头上部高度——码头上部结构底面到波峰面的实际高度（0.0~1.0m）码头当码头上部结构允许承受一定的波浪作用时，可根据结构受力条件，适当降低码头顶面高程，必要时应通过模型试验确定。码头顶面高程应用极端高水位进行校核，其超高值可取为0.5～1.0m开敞式码头——平面布置码头码头前沿设计水深，应能保证在设计低水位时设计船型满载安全停靠。开敞式码头——平面布置T——设计船型满载吃水Z1——龙骨富裕，与水底土质有关，淤泥0.2m，松砂0.3m，夹砂块状土和密砂0.4m，岩石0.6mZ2——波浪富裕，Z2=KH4%，K是系数，顺浪0.3，横浪0.5H4%——码头前允许停泊的波高(m)(波列累积频率为4%的波高)，根据当地波浪和港口条件确定Z3——船舶因配载不均匀而增加的船尾吃水值(m),散货船和油船可取0.15mZ4——备淤富裕，根据回淤强度、维护挖泥间隔期及挖泥设备的性能确定，不应小于0.4m码头开敞式码头——平面布置当自然资料不足时T——设计船型满载吃水K2——系数，取1.15～1.2码头泊位长度，应满足船舶安全靠离作业和系缆的要求。Lb=（1.4～1.5）LLb——泊位长度(m)L——设计船长(m)引堤与引桥结构特点宽度不大，一般8～15m垂直荷载轻，一般只受波浪力、水流力等自然水平荷载作用，无船舶荷载，从而可采用轻型结构近岸浅水段——引堤距岸边深水段——引桥开敞式码头——结构型式引堤与引桥结构引堤适用条件：近海浅水段，当地有大量石料来源的情况，特别是对港口水域有掩护要求时可兼做防波堤优点：结构简单，施工容易，可以利用当地廉价的石料，不用或少用钢材和水泥，并可起防波堤作用，对港口水域有掩护作用缺点：破坏海岸和海域的自然平衡状态，工程量大，施工速度慢结构：与一般突堤式防波堤基本相同，只是堤顶需要有足够的宽度和高度布置皮带机或油管和交通道路，并筑有足够高的防浪墙开敞式码头——结构型式引堤与引桥结构引桥适用条件：离岸较远的深水段，当地石料缺乏、对港口水域无掩护要求的情况，特别是当海岸有泥沙运动时优点：较少破坏海岸和海域自然条件的平衡，对于有泥沙运动的海岸特别重要；工程量小、施工速度快、造价低，当建筑地段水深较大时尤为明显缺点：结构相对引堤较为复杂，需要大量钢材和水泥开敞式码头——结构型式引堤与引桥结构引桥结构主要由桥墩和桥梁组成桥墩：重力式高桩承台式重力式墩：一般适用地基较硬或岩基情况（即地基条件较好）基本要求：整体性好，便于快速施工，对波浪、水流和冰凌阻力小，耐久性高开敞式码头——结构型式引堤与引桥结构开敞式码头——结构型式鲇鱼湾油码头引桥桥墩引堤与引桥结构桩基桥墩：一般适用地基较软或桩能打入的情况（即地基条件较差）预应力混凝土桩——波浪力不大、钢筋混凝土桥梁钢管桩——波浪力较大、大跨钢桥梁根据我国目前的条件，优先考虑钢筋混凝土桩基每个桥墩的基桩数和上部结构尺寸，根据垂直和水平荷载的大小由计算确定开敞式码头——结构型式引堤与引桥结构开敞式码头——结构型式北仑港矿石码头前引桥桥墩引堤与引桥结构桥梁：引桥多为钢桥，抛物线形、平行弦形（1）抛物线形空腹桁架桥适合均布荷载情况优点：杆件类型少，受力均匀，外形美观，应力集中程度小缺点：对焊接质量要求很高（2）平行弦三角形腹杆桁架桥构造简单，构件类型少，实际工程中应用较多开敞式码头——结构型式引堤与引桥结构开敞式码头——结构型式引堤与引桥结构开敞式码头——结构型式鲇鱼湾油码头引桥钢桥日照港煤码头引桥钢桥栈桥式码头高桩栈桥式码头与梁板式高桩码头基本相同特点：较多的叉桩较高的上部结构（梁板式、框架式）装卸机械轮压大，堆载较小水平剪力撑课本P165图5-2-1开敞式码头——结构型式栈桥式码头重力墩栈桥式码头当地基较好，特别是桩打不下去的情况，应考虑重力墩栈桥式码头墩子：多采用钢筋混凝土沉箱或圆筒结构当施工条件限制，单个沉箱不能满足工艺尺度或稳定要求，可采用多个墩子组成的群墩结构，在墩子上部设置联系梁，以加强群墩的整体性上部结构采用梁板式，与高桩码头中的梁板式上部结构基本相同，但纵梁一般采用简支梁开敞式码头——结构型式孤立墩式码头油码头、固定式装煤机的煤码头组成及功能工作平台（装卸平台）：放置装卸机械靠船墩：停靠船舶系船墩：系船，上设系船柱人行桥：供操作人员在墩间行走防冲桩：保护系船墩和人行桥开敞式码头——结构型式孤立墩式码头开敞式码头——平面布置靠船墩码头宜设置两个靠船墩，对称于工作平台，两墩中心间距可为设计船长的30%～45%当停靠船型差别较大时，可设置辅助靠船墩靠船墩中心线与泊位中心线的夹角可取0°～6°，靠船墩至艏艉系缆墩的前沿线与码头前沿线的夹角可取0°～12°孤立墩式码头开敞式码头——平面布置系船墩满足缆绳长度和系缆角度的要求布置形式及距离：根据当地风、浪、流和船舶尺度确定与有掩护的码头系缆设施区别：考虑缆绳对船舶运动的缓冲作用及其吸能承受横浪和水流作用下的横向系缆力孤立墩式码头开敞式码头——平面布置孤立墩式码头开敞式码头——平面布置孤立墩式码头开敞式码头——平面布置孤立墩式码头开敞式码头——平面布置孤立墩式码头开敞式码头——平面布置系船墩布缆形式——模型试验确定系缆力——波浪产生的为主加强横向系泊能力和缆绳长度下列情况可适当缩短艏艉缆和码头泊位长度：(1)船舶以横向运动为主的码头(2)采用加强倒缆和调整系缆系统布置等措施的码头孤立墩式码头工作平台（装卸平台）一般布置在码头中央尺度根据机械设备、操纵室、计量站等的布置要求确定设置倒系缆用的系船柱结构多采用直斜桩兼用的刚性平台和柔性平台开敞式码头——结构型式孤立墩式码头墩子重力式：钢筋混凝土沉箱高桩墩式（应用较多）基础为桩基，上部结构为刚性墩台，两者组成高桩墩一般由工作墩、靠船墩、系船墩形成，各墩之间用便桥联系适用于无行走式装卸机械的情况开敞式码头——结构型式孤立墩式码头开敞式码头——结构型式结构型式和构造桩基钢筋混凝土桩钢管桩外海开敞式码头——多采用钢桩钢桩：抗弯、弹性好、易锈蚀，但造价高受水平力较小的墩子（如工作平台）——多采用钢筋混凝土桩钢筋混凝土桩：耐久、造价低开敞式码头——高桩墩台结构型式和构造预应力混凝土大直径管桩较好的开敞式深水码头桩基结构强度高、耐久性好、耐锤击性好，成本约为钢管桩的1/3～1/2，使用年限长，维修费用低大直径钢管桩开敞式码头——高桩墩台结构型式和构造基桩的布置基桩布置一般有两种形式：扇形式和叉桩式开敞式码头——高桩墩台扇形式由单斜桩和直桩组成各桩的轴向力比较均匀，但墩台位移和桩端弯矩较大适用于水深较浅、垂直荷载较大而水平荷载较小的情况。结构型式和构造开敞式码头——高桩墩台叉桩式由直桩、单斜桩和叉桩(包括半叉桩)组成在设有叉桩方向的墩台位移和桩端弯矩较小，而叉桩桩力较大适用于水深较深、水平荷载较大而垂直荷载较小的情况。结构型式和构造基桩布置时的注意点：对称布置钢桩满足强度要求，扇形布置钢筋混凝土桩荷载引起的扭矩较小，扇形、叉桩图（a）荷载引起的扭矩较大，扇形、叉桩图（b），避免基桩轴线延长线在平面上交于一点考虑打桩可行、方便开敞式码头——高桩墩台结构型式和构造墩台刚性结构，多采用混凝土和钢筋混凝土有实体式、空箱式、刚架式和桁架式四种实体式由混凝土浇筑而成，有时在外侧布置少量分布钢筋特点：自重大、耗钢量少、施工方便，墩台刚度大、结构整体性好，桩的布置不受墩台结构约束适用：水位差不大的中小型墩式码头水平荷载较大而垂直荷载较小的情况开敞式码头——高桩墩台结构型式和构造空箱式钢筋混凝土空箱箱底一般设进水孔，以减轻浮托力作用箱顶设排气孔和人孔，以便排气和检修特点：与实体式相比，自重较轻、耗钢量较大、施工较麻烦适用：垂直荷载较大而水平荷载较小的情况开敞式码头——高桩墩台结构型式和构造刚架式与桁架式开敞式码头——高桩墩台结构型式和构造刚架式与桁架式开敞式码头——高桩墩台结构型式和构造刚架式与桁架式钢筋混凝土杆件组成，刚架式无腹杆框架和桁架每层高3～5m，水位差很大时可采用双层特点：与实体式、空箱式相比，自重较轻、挡水面积小，节省混凝土，但钢筋用量多，施工较麻烦适用：一般适用于水位差较大的内河码头开敞式码头——高桩墩台墩子的计算开敞式码头——高桩墩台荷载墩子为空间结构，需考虑：垂直荷载，码头垂直方向的水平荷载，顺着码头方向的水平荷载荷载产生的各向扭矩荷载种类刚性墩台，为方便计算，将荷载换算为Px、Py、Pz、Mx、My、Mz墩子的计算开敞式码头——高桩墩台桩力计算基本假定：墩台为刚体，桩与墩台固接，桩与地基弹性嵌固确定计算图式要解决的问题：①墩台刚度②桩两端的连接性质墩子的计算开敞式码头——高桩墩台桩力计算墩子的计算计算图式计算方法基桩有一个对称面布置、上端固接下端弹性嵌固的情况、按空间问题计算为例基本思路：位移法基本位移桩轴向力、桩顶弯矩、剪力桩的内力计算桩台内力开敞式码头——高桩墩台墩子的计算开敞式码头——高桩墩台墩子的计算开敞式码头——高桩墩台墩子的计算开敞式码头——高桩墩台平面问题的简化墩子的计算刚性墩台的平面计算开敞式码头——高桩墩台墩子的计算上部结构计算实体墩台一般不需要进行强度计算，按构造确定尺寸空箱式墩台箱壁和箱顶根据具体结构，按各种支承的板计算框架式和桁架式墩台按一般的框架和桁架计算，将前面方法求得的桩力作为外力加在框架或桁架的下节点上有底平台时，按下端固接于底平台的刚架和下端铰接于底平台的桁架进行计算开敞式码头——高桩墩台电算程序设计桩入土段任意截面内力桩端力（轴向力Nn，桩顶弯矩Mn）{Fm}基本变位hi，φi{Y}开敞式码头——高桩墩台各桩的位移转换阵[Tm]各桩的桩顶刚度矩阵[Km]桩台刚度矩阵[K]作用在小直径柱体上的波浪力开敞式码头——波浪力作用在小直径柱体上的波浪力开敞式码头——波浪力作用在大直径柱体上的波浪力开敞式码头——波浪力