港口水工建筑—碼頭簡(jiǎn)述PPT課件.ppt

,港口水工建筑碼頭概論,大連水產(chǎn)學(xué)院土木工程學(xué)院港工教研室桂勁松,1,第一章碼頭概論,其他載荷,船舶載荷,碼頭地面使用載荷,碼頭結(jié)構(gòu)上的作用及組合,碼頭的分類和組成,2,一、碼頭分類,順岸式：滿堂式、引橋式。突堤式：窄突堤、寬突堤。（主要用于海港）墩式：常用于外海開敞式碼頭島式：不設(shè)引橋的墩式碼頭，主要用于裝卸石油。,第一節(jié)碼頭分類和組成,1、按平面布置分類,3,4,2、按斷面形式分類,直立式：多用于水位變幅不大的港口，如海岸港、河口港。斜坡式：多用于水位變幅較大的港口，如上、中游河港或水庫(kù)港。半直立式：適用于高水位時(shí)間較長(zhǎng)，而低水位時(shí)間較短的情況，水庫(kù)港。半斜坡式：適用于枯水期較長(zhǎng)而洪水期較短的山區(qū)河港。(5)多級(jí)式,5,3、按結(jié)構(gòu)型式分類重力式碼頭、板樁碼頭、高樁碼頭和混合式碼頭,（1）重力式工作特點(diǎn)：是依靠結(jié)構(gòu)本身及其上面填料的重量來(lái)維持穩(wěn)定。特點(diǎn)：耐久性好，對(duì)超載、工藝變化適應(yīng)能力最強(qiáng)。適用條件：地質(zhì)條件較好的地基。,6,（2）板樁式,工作特點(diǎn)：依靠板樁入土部分的側(cè)向土抗力和安設(shè)在板樁上部的錨碇結(jié)構(gòu)來(lái)維持其整體穩(wěn)定。適用：除特別堅(jiān)硬或過于軟弱的地基外。,2019/12/16,7,高樁碼頭,工作特點(diǎn)：通過樁臺(tái)將作用在碼頭上的荷載經(jīng)樁基傳給地基。適用：軟弱地基。,8,混合式碼頭,根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)、水文、材料、施工條件和碼頭的使用要求，也可采用各種不同型式的混合結(jié)構(gòu)。如透空重力式結(jié)構(gòu)等。,9,4、按實(shí)體透空,實(shí)體式碼頭：重力式碼頭、板樁碼頭、前板樁高樁碼頭透空式碼頭：高樁碼頭、墩式碼頭,5、按用途分類,貨運(yùn)碼頭、客運(yùn)碼頭、工作船用碼頭、漁碼頭、軍用碼頭、修船碼頭等.貨運(yùn)碼頭：件雜貨、煤碼頭、油碼頭、集裝箱碼頭等,2019/12/16,10,二、碼頭的組成部分,11,、上部結(jié)構(gòu)的作用,(1)將下部結(jié)構(gòu)的構(gòu)件連成整體。(2)直接承受船舶荷載和地面使用荷載，并將這些荷載傳給下部結(jié)構(gòu)。(3)作為防沖設(shè)施、系船設(shè)施、工藝設(shè)施和安全設(shè)施的基礎(chǔ)。、下部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)的作用支承上部結(jié)構(gòu)，形成直立岸壁。將作用在上部結(jié)構(gòu)和本身上的荷載傳給地基。、碼頭附屬設(shè)施用于船舶系靠和裝卸作業(yè)。,12,第二節(jié)碼頭結(jié)構(gòu)上的作用和組合,結(jié)構(gòu)上的作用施加在結(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。直接作用集中力和分布力，工程上習(xí)慣稱之為荷載。間接作用地基沉降、砼收縮變形、濕度變形等。,13,一、作用的分類,、按時(shí)間變異分類永久作用：在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)，其量值隨時(shí)間的變化與平均值相比可忽略不計(jì)的作用，如自重力，預(yù)加應(yīng)力，土重力及由永久作用引起的土壓力等?？勺冏饔茫涸谠O(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)，其量值隨時(shí)間的變化與平均值相比不可忽略的作用，如堆貨荷載、流動(dòng)起重運(yùn)輸機(jī)械荷載、可變作用引起的土壓力、船舶荷載、波浪力等。偶然作用：在設(shè)計(jì)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(shí)間很短的作用，如地震作用。港口工程鋼筋砼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為50年。,14,2、按空間位置的變化分類固定作用：在結(jié)構(gòu)上具有固定分布的作用，如自重力等。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，如堆貨，流動(dòng)輕重運(yùn)輸機(jī)械、按結(jié)構(gòu)的反應(yīng)分類靜態(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(jì)的作用，如自重力，土壓力等。動(dòng)態(tài)作用：加載過程中結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的加速度不可忽略不計(jì)的作用，如船舶的撞擊力，汽車荷載等。,15,二、作用組合和作用代表值的取值,、組合原則.對(duì)實(shí)際有可能同時(shí)出現(xiàn)的作用，應(yīng)按其最不利情況進(jìn)行組合。.對(duì)于不同的計(jì)算項(xiàng)目，應(yīng)分別按各自的最不利情況進(jìn)行組合。3.受水位影響的建筑物，應(yīng)把水位作為一個(gè)組合組合條件。,16,、作用效應(yīng)組合和作用代表值的取值,承載能力極限狀態(tài)：持久組合：永久作用和持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)的可變作用組成的作用效應(yīng)組合。短暫組合：包含持續(xù)時(shí)間較短的可變作用所組成的作用效應(yīng)組合。偶然組合：包含偶然作用所組成的作用效應(yīng)組合。正常使用極限狀態(tài)：持久狀況和短暫狀況，其中持久狀況作用又可分為短期效應(yīng)（頻遇）組合和長(zhǎng)期效應(yīng)（準(zhǔn)永久）組合兩種。,17,、作用代表值的取值對(duì)承載能力極限狀態(tài)，可變作用應(yīng)分別按如下規(guī)定取值：持久組合：主導(dǎo)可變作用取標(biāo)準(zhǔn)值，非主導(dǎo)可變作用取組合值。（組合值是將標(biāo)準(zhǔn)值乘以組合系數(shù)，0.7）短暫組合：對(duì)由環(huán)境條件引起的可變作用，按有關(guān)結(jié)構(gòu)規(guī)范的規(guī)定確定，其它作用取可能出現(xiàn)的最大值為標(biāo)準(zhǔn)值。偶然組合：按現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)水運(yùn)工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范中的有關(guān)規(guī)定取值,18,、對(duì)正常使用極限狀態(tài)，可變作用應(yīng)分別按如下規(guī)定取值：,持久狀況作用的短期效應(yīng)（頻遇）組合，取可變作用的頻遇值，即作用在結(jié)構(gòu)上時(shí)而出現(xiàn)的較大值。（標(biāo)準(zhǔn)值乘以頻遇值系數(shù)1=0.8）持久狀況作用的長(zhǎng)期效應(yīng)（準(zhǔn)永久）組合，取可變作用的準(zhǔn)永久值，即作用在結(jié)構(gòu)上經(jīng)常出現(xiàn)的量值，它在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)具有較長(zhǎng)的總持續(xù)期。（標(biāo)準(zhǔn)值乘以準(zhǔn)永久系數(shù)2=0.6）短暫狀況：當(dāng)需要考慮正常使用極限狀況時(shí)，取標(biāo)準(zhǔn)值。,19,三.結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)狀況和極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式,1、承載能力極限狀態(tài)式中：Sd作用效應(yīng)設(shè)計(jì)值，其表達(dá)式與作用效應(yīng)組合有關(guān)；Rd結(jié)構(gòu)抗力設(shè)計(jì)值。,20,持久組合,式中：Gk，Q1k，Qik分別為永久作用、主導(dǎo)可變作用和第I個(gè)非主導(dǎo)可變作用的標(biāo)準(zhǔn)值。CG，CQ1，Cqi分別為永久作用、主導(dǎo)可變作用和第i個(gè)非主導(dǎo)可變作用的效應(yīng)系數(shù)。G永久作用的分項(xiàng)系數(shù)。Q1，Qi分別為主導(dǎo)可變作用和第i個(gè)非主導(dǎo)可變作用的分項(xiàng)系數(shù)，按表1-2-2取值。組合系數(shù)，=0.7；0結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)。,21,、短暫組合,式中：Qi第i個(gè)可變作用的分項(xiàng)系數(shù)，取值按表3.3.5中所列數(shù)值減小0.1。偶然組合按水運(yùn)工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。,22,、正常使用極限狀態(tài),S作用效應(yīng)設(shè)計(jì)值，如變形，裂縫寬度和沉降量等的設(shè)計(jì)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(jì)值。對(duì)正常使用極限狀態(tài)，應(yīng)分別考慮以下可能的作用效應(yīng)組合。持久狀況的短期效應(yīng)（頻遇）組合,23,持久狀況的長(zhǎng)期效應(yīng)（準(zhǔn)永久）組合,短暫狀況當(dāng)需要考慮正常使用極限狀態(tài)時(shí)式中：Ss，S1分別為作用的短期效應(yīng)（頻遇）和長(zhǎng)期效應(yīng)（準(zhǔn)永久）組合；S短暫狀況的效應(yīng)組合；1，頻遇值系數(shù)1=0.8，2,準(zhǔn)永久值系數(shù)2=0.6。,24,第三節(jié)、碼頭地面使用荷載,堆貨，人群，流動(dòng)機(jī)械，鐵路，汽車等一、堆貨荷載堆貨荷載的分區(qū)與取值：碼頭前沿地帶，前方堆場(chǎng)和后方堆場(chǎng)不同的地帶采用不同的堆貨荷載值。,2019/12/16,25,門座起重機(jī)：不再考慮沖擊系數(shù)輪胎吊和汽車式起重機(jī)：沖擊系數(shù)1.11.3纜車：用于河港斜坡碼頭集裝箱裝卸橋：未定型化,二、流動(dòng)起重運(yùn)輸機(jī)械,三、鐵路和汽車荷載,鐵路汽車：10t,15t,20t,30t,55t五個(gè)等級(jí)沖擊系數(shù)1.1-1.3,26,1、風(fēng)和水流產(chǎn)生的系纜力：,一、船舶系纜力,第四節(jié)、船舶荷載,式中：Fx、Fy分別為可能同時(shí)出現(xiàn)的風(fēng)和水流對(duì)船舶產(chǎn)生的橫向分力總和（KN）與縱向分力總和（KN）。K系船柱受力不均勻系數(shù)。,船舶荷載按其作用方式可分為：系纜力、擠靠力、撞擊力,27,n計(jì)算船舶同時(shí)受力的系船柱個(gè)數(shù),根據(jù)船長(zhǎng)不同按表1-4-1確定。系船纜的傾角。海船碼頭=30，=15；河船碼頭，=30=0；孤立墩柱，=30，=30。K系船柱受力不均勻系數(shù)。由圖示可知：Nx=NSinCos，Ny=NCosCos，Nz=Nsin式中：Nx，Ny，Nz分別為系纜力的垂直碼頭前沿線，平行碼頭前沿線和垂直碼頭面的分力。、風(fēng)對(duì)船舶作用的荷載計(jì)算風(fēng)壓力分力：Fxw=73.610-5AxwVx2，F(xiàn)yw=49.010-5AywVy2式中：Fxw，F(xiàn)yw分別為船體水面以上橫向和縱向受風(fēng)面積（m2）。Vx，Vy分別為計(jì)算風(fēng)速的橫向和縱向分量。風(fēng)壓不均勻折減系數(shù)。、水流對(duì)船舶作用的荷載（荷載規(guī)范P74附錄E，經(jīng)驗(yàn)公式）,28,2、系纜力的取值標(biāo)準(zhǔn),、計(jì)算系纜力標(biāo)準(zhǔn)值不應(yīng)大于纜繩的破斷力；、計(jì)算系纜力的標(biāo)準(zhǔn)值不應(yīng)低于規(guī)范規(guī)定的下限值，若低于則取下限值。,29,二、船舶擠靠力,1、當(dāng)橡膠護(hù)舷連續(xù)布置時(shí)，擠靠力標(biāo)準(zhǔn)值：Fj=KjFx/Ln(KN/m)2、當(dāng)橡膠護(hù)舷間斷布置時(shí)，擠靠力標(biāo)準(zhǔn)值：Fj=KjFx/n(KN),30,1、船舶靠岸時(shí)對(duì)碼頭產(chǎn)生的撞擊力E0MVn2/2(KNm)式中：有效動(dòng)能系數(shù)，采用0.70.8，M船舶質(zhì)量，按滿載排水量計(jì)算，Vn船舶靠岸時(shí)的法向速度(m/s)，可根據(jù)船舶