港口水工建筑物复习资料

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资源描述

码头是供船舶停靠、装卸货物和上下旅客的水工建筑物,它是港口的主要组成部分。挤靠力船舶停靠码头时,由于风和水流的作用,使船舶直接作用在码头建筑物上的力。撞击力船舶靠岸或在波浪作用下撞击码头时产生的力。沉箱是一种巨型的有底空箱,箱内用纵横格墙隔成若干舱格。扶壁是由立板、底板和肋板互相整体连接而成的钢筋混凝土结构。剩余水压力墙前计算低水位与墙后地下水位的水位差称为剩余水头,由此产生的水压力。拉杆是板桩墙和锚碇结构之间的传力构件,是板桩码头的重要构件之一。斜坡码头是以岸坡上建造的固定斜坡道结构作为载体,供货物装卸运输、旅客或车辆上下的码头。浮码头是以趸船或浮式起重机与引桥为载体,供货物装卸运输、旅客和车辆上下的码头。滑道斜面上供船舶上墩下水的专用轨道。纵向滑道在船舶上墩或下水时,船舶纵轴和移动方向与滑道中心线一致时。横向滑道船舶纵轴与滑道中心线垂直,而移动方向与滑道中心线一致时。船台船舶在岸上修造的场地。船坞有效长度是指坞门内壁外缘至坞尾墙底表面在坞底纵轴线上的投影距离。坞室底标高是指船坞中剖面处中板顶面标高。码头结构上的作用施加在码头结构上的集中力和分布力以及引起结构外加变形和约束变形的原因总称。系缆力凡通过系船缆而作用在码头系船柱(或系船环)上的力。极限状态整个结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求,此特定状态。设计基准期按结构预期使用寿命规定的时间参数。持久状况从结构建成到预期使用寿命完结的整个期间。短暂状况施工期间或建成后某一可预见的特定较短期间。偶然状况指地震作用的偶然事件。轴向反力系数桩顶在单位轴向力作用下产生的轴向位移。突堤防波堤的一端与岸相连时称为。岛式防波堤防波堤的两端均不与岸相连时称为岛式防波堤。设计波浪重现期是指某一特定波列累计频率的波浪平均多少年出现一次,它代表波浪要素的长期统计分布规律。设计波浪列的累计频率是指设计波列在实际海面上不规则波列中出现概率,它代表波浪要素的短期分布规律。坞室宽度是指船坞中剖面处的坞底宽度。坞口宽度是指坞口内侧底宽。梁板式高桩码头的纵梁的计算荷载包括哪些?纵梁的计算荷载包括:(1)纵梁自重;(2)直接作用在纵梁上的使用荷载(如门机荷载);(3)由面板自重及面板上使用荷载产生的面板支座反力。重力式码头的变形缝间距确定与哪些因素有关?变形缝一般设置在何处?(1)变形缝间距根据气温情况、结构型式、地基条件和基床厚度确定,一般采用10~30m。(2)在下列位置应设置变形缝:1)新旧建筑物衔接处;2)码头水深或结构型式改变处;3)地基土质差别较大处;4)基床厚度突变处;5)沉箱接缝处。简述板桩码头的整体稳定性验算方法。(1)板桩码头整体稳定性的验算可采用圆弧滑动法,并应遵守现行行业标准《港口工程地基规范》(JTJ250)中的有关规定。(2)板桩码头整体稳定性的验算一般只考虑滑动面通过板桩桩尖的情况,如果桩尖以上或以下附近有软土层时,尚应验算滑动面通过软土层的情况,当圆弧从桩尖以上附近软土层中通过时,计算时可不计截桩力的影响。(3)当滑动面在锚碇结构前通过时,可不计拉杆拉力对稳定性的影响。橡胶护舷按吸收能量的方式可分为哪几种?如何布置橡胶护舷?(1)橡胶护舷按吸收能量的方式可分为压缩型、充气型、转动压缩型、剪切型等。(2)要使橡胶护舷较好地发挥其防冲作用,在布置护舷时要考虑下列因素:1)护舷在码头高度方向的布置必须保证船舶在不同水位和吃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艰巨与护舷的型式及尺寸、码头结构型式、船舶尺度、船舶靠泊角度有关。对于墩式码头,护舷布置在靠船墩上。对于岸壁式码头,一般采用等间距布置,间距常取5~20m。护舷间距应保证在靠泊时船不会撞到两相邻护舷之间的岸壁上。试述堆货荷载的布置形式及相应的验算项目。堆货荷载一般有以下三种布置方式:(1)作用在码头上的垂直力和水平力(以土压力为主)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验算整体滑动稳定性;(2)作用在码头上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;(3)作用在码头上的垂直力最大水平力最小,用于验算基底面后踵的应力。简述高桩码头的桩基布置原则。高桩码头的布置原则是:(1)应能充分发挥桩基承载力,且使同一桩台下的各桩受力尽量均匀,使码头的沉降和不均匀沉降较小;(2)应使整个码头工程的建设比较经济;(3)应考虑桩基施工的可能与方便。倒滤层的作用是什么?主要设置在何处?主要有哪些形式?(1)倒滤层的主要作用是为了防止回填土的流失。(2)在抛填棱体顶面、坡面、胸墙变形缝和卸荷板顶面接缝处均应设置倒滤层。(3)主要有碎石倒滤层和土工织物倒滤层两种形式。港口工程中常用哪几种理论计算墙后土压力?各自的适用范围如何?(1)计算墙后土压力的理论主要有库仑理论、朗肯理论和索科洛夫斯基理论;(2)库仑理论适用于无粘性土,但考虑了墙背倾斜、地面倾斜和墙被有摩擦力的情况;朗肯理论适用于粘性土、墙后土体水平成层的情况;但未考虑墙背倾斜、地面倾斜和墙背有摩擦力的情况;索科洛夫斯基理论适用范围较宽,计算较精确,但计算繁琐,应用较少。1.单锚板桩有哪几种计算方法?弹性线法适用于单锚板桩墙的弹性嵌固状态,其中罗迈尔法较常用;自由支承法仅用于单锚板桩墙的自由支承工作状态;竖向弹性地基梁法可适用于单锚和多锚板桩墙的任何工作状态。2.重力式码头计算中如何考虑船舶荷载,为什么?在进行重力式码头一般计算时(抗倾、抗滑稳定等),对于墙后填土的重力式码头,一般只考虑系缆力,不考虑挤靠力和撞击力,因为这些力作用方向是向岸的,而码头不会向岸一侧滑动或倾倒。但当进行沉箱、扶壁码头相应的外壁强度的计算时,必须按实际情况分别考虑船舶荷载中的三种力,进行强度、裂缝宽度等的计算。3.简述高桩码头桩台按其刚度分类及其主要特点。桩台按刚度可分为刚性桩台、柔性桩台和非刚性桩台三类。其特点分述如下:(1)刚性桩台:桩台刚度(EI)接近无穷大,排架受力后,桩台只有变位而无变形,如承台式、桁架式。(2)柔性桩台:桩台有一定刚度,EI=C,排架受力后,桩台不仅发生变位,而且还有变形,如梁板式、无梁面板。(3)非刚性桩台:桩台在支座处刚度很小,EI=0,桩台按简支梁工作,如采用钢结构、木结构等。4.码头堆货荷载如何进行分区?各分区荷载取值是根据什么来确定的?(1)码头堆货荷载根据码头实际运行情况及多年经验,可划分为码头前沿地带、前方堆场和后方堆场,具体宽度根据装卸工艺确定。(2)前沿地带一般不堆货,其上对载取值是根据结构计算的需要并参照以往设计采用的书桌及建成后的使用情况确定的;前方堆场荷载值主要根据各港的实际情况确定,构件设计时不考虑通道或货垛坡角的影响,取较大值,码头整体计算时,采用大面积的平均堆货荷载;后方堆场荷载对码头结构设计的影响很小。简述重力式码头、板桩码头以及高桩码头的工作特点。重力式码头的工作特点是依靠结构本身及其上面填料的重量来保持结构自身的滑移稳定和倾覆稳定。板桩码头的工作特点是依靠板桩入土部分的倾向土抗力和安设在码头上部的锚碇结构来维持其整体稳定。高桩码头的工作特点是通过桩台将作用在码头上的荷载经桩基传给地基。简述码头的组成及其各组成部分的作用。码头由主体结构和码头设备两部分组成。主体结构又包括上部结构、下部结构和基础。上部结构的作用是: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。下部结构和基础的作用是:①支承上部结构,形成直立岸壁;②将作用在上部结构和本身上的荷载传给地基。码头设备用于船舶系靠和装卸作业。简述重力式码头的特点。重力式码头是我国分布较广、使用较多的一种码头结构型式。其结构坚固耐久,抗冻和抗冰性能好;能承受较大的地面荷载和船舶荷载,对较大的集中荷载以及码头地面荷载和装卸工艺变化适应性较强;施工比较简单,维修费用少。试比较圆形沉箱和矩形沉箱的优缺点。圆形沉箱受力情况较好,一般按构造配筋,用钢量少;箱内可不设内隔壁,既省混凝土又大大减轻沉箱的重量;环形箱壁对水流的阻力小。其缺点是模板比较复杂,一般适用于墩式栈桥码头,特别是水流流速大、冰凌严重或波浪大的地区。矩形沉箱制作比较简单,浮游稳定性好,施工经验成熟,一般适用于岸壁式码头。矩形沉箱的断面形式又分为对称式和非对称式两种,对称式构造简单,便于预制、浮运和安装,是主要采用的一种断面形式。非对称式虽能节省混凝土,但制作较麻烦,拖运时需密封舱盖,安放时易发生不均匀沉降,采用较少。作用在港口水工建筑物上的冰荷载包括哪些方面?(1)风和水流作用下大面积冰场运动时产生的静冰压力;(2)风和水流驱动下流冰产生的撞击力;(3)冻结在建筑物上的冰因水位升降产生的竖向力;(4)建筑物内、外的冰因温度变化产生的膨胀力。在工程实践中,为什么将扶壁结构的底板尾部翘起?将扶壁结构的底板尾部翘起,不仅减少了底板前趾后踵之间的反力差,使基底反力均匀,合力作用点位置不超过三分点;而且还可以减小基床宽度,不仅减少了抛石基床的工程量,也减少了岸坡的填挖方量。简述大直径圆筒码头的优缺点。P26优点:码头结构简单;混凝土与钢材用量少;适应性强,可不作抛石基床;造价低;施工速度快。缺点:抛石基床上的大圆筒产生的基底压力大,沉入地基的大圆筒码头施工较复杂,大圆筒与上部结构的连接以及护舷的布置不够方便等。简述重力式码头基础的作用。重力式码头基础的作用是将通过墙身传来的外力扩散到较大范围的地基上,以减小地基应力和建筑物沉降量;保护地基免受波浪和水流的淘刷;整平基面后便于墙身的砌筑和安装。如何确定重力式码头的基础型式?重力式码头的基础根据地基情况、施工条件和结构型式采用不同的处理方式。1)岩石地基:岩石地基承载力大,一般不需另做基础。对于现场灌注混凝土和浆砌石结构,可直接做在岩面上。当岩面向水域倾斜较陡时,为减小滑动的可能性,墙身砌体下的岩基面宜做成阶梯形断面。阶梯形断面最低一层台阶宽度不宜小于1m。对于预制安装结构,为使预制件安装平稳,应以二片石和碎石整平岩面,其厚度不小于0.3m。2)非岩石地基:当采用干地施工的现场灌注混凝土和浆砌石结构时,分两种情况处理,第一,地基承载力足够时可设置100~200mm厚的贫混凝土垫层,以保证墙身的施工质量,垫层的埋置深度不宜小于0.5m,且应在冲刷线以下;第二,地基承载力不足时应设置基础,采用块石基床、钢筋混凝土基础板或基桩等。当采用水下施工的预制安装结构时,应设置抛石基床。对于软土地基,也可采用加载预压加固淤泥质软基的工艺和深层水泥拌合加固软基的办法。试述抛石基床的型式和适用条件以及抛石基床设置应考虑的主要问题。抛石基床有暗基床、明基床和混合基床三种。暗基床适用于原地面水深小于码头设计水深的情况。明基床适用于原地面水深大于码头水深且地基较好的情况。但当海流流速较大时应避免采用明基床,或在基床上设防护措施。混合基床适用于原地形水深大于码头设计水深且地基较差的情况,此时需将地基表层的软土全部挖除填以块石,软土层很厚时可部分挖除换砂。墙后回填的方式有哪些?P33墙后回填一般分为两种情况,一种情况是紧靠墙背用颗粒较粗内摩擦角较大的材料作成抛石棱体,以减少墙后土压力。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填棱体的缝隙中流失。第二种情况是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。为防止码头漏砂应对倒滤层采取哪些措施?为避免码头漏砂,无论对何种形式的倒滤层,都要求:(1)倒滤层必须高出卸荷板顶面,即在卸荷板上面抛填不小于0.3m厚的二片石,然后在二片石上做倒滤层;(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。重力式码头设计时应考虑哪三种设计状况?P35重力式码头设计时应考虑三种状况:(1)持久状况,在结构使用期按承载能力极限在和正常使用极限状态设计;(2)短暂状况,施工期或使用初期可能临时承受某种特殊荷载时按承载能力极限状态设计,必要时也需按正常使用极限状态设计;(3)偶然状况,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