港口水工建筑物(全)

'第一章码头结构型式和荷载1、码头由哪些部分组成？各部分主要作用是什么？码头由主体结构和码头设备两部分组成。主体结构包括上部结构、下部结构和基础。上部结构作用：a.直接承受船舶荷载和地面使用荷载，并将这些荷载传给地基；b.作为设置防冲设施、系船设施、工艺设施和安全设施的基础；c.将下部结构的构件连成整体。　下部结构作用：a.支承上部结构，形成直立岸壁；b.将作用在上部结构和本身上的荷载传给地基。基础作用：承接码头上部、下部结构荷载；扩散应力；防止冲刷。码头设备作用：用于船舶系靠和装卸作业。2、码头按结构型式分类有那些型式、优缺点，按断面型式分、最佳适用条件？按结构型式分：重力式码头、板桩码头、高桩码头、混合式码头重力式码头的工作原理：依靠结构本身和其上部结构的重量维持自身的稳定性。重力式码头的优点是：耐久性好，能抵抗大船、漂浮物的撞击，对超载、工艺变化适应能力最强。缺点是：自重大，波浪反射严重，泊稳条件差，地基应力大，一般须作抛石基床。适用条件：地质条件较好的地基板桩码头工作原理：依靠板桩入土部分的侧向土抗力和安设在板桩上部的锚碇结构来维持稳定。板桩码头的优点：耐久性好（相对），结构简单，材料用量少，便于预制，施工方便，可以先打桩，后挖墙前港池，能大量减少土方量。缺点是：耐久性差，波浪反射严重，泊稳条件差，对钢板桩需采取防锈措施，增加费用，对开挖超深反应敏感（应预留0.5m）。适用条件：能打板桩的地基，万吨级以下的泊位，适用于有掩护的海港。高桩码头工作原理：通过桩台将作用在码头上的荷载经桩基传给地基。高桩码头的优点：波浪反射小，泊稳条件好；砂、石用量少；对挖泥超深适应能力强。缺点是：耐久性差，码头构件易损坏，损坏后修理比较麻烦；对地面超载、工艺变化的适应能力差；水平承载能力低，须设叉桩（大直径管柱例外）。码头按断面型式分：直立式：水位变化不大的港口；斜坡式：试用于水位变化较大的情况；半直立式：高水位时间较长而低水位时间较短；半斜坡式：枯水位时间较长而高水位时间较短。3、作用的分类有那些？作用的标准值如何确定？（1）作用的分类，a.按时间变异分：永久作用、可变作用、偶然作用永久作用：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作用，如自重力，预加应力，土重力，永久作用引起的土压力等。可变作用：在设计基准期内，其量值随时间的变化与平均值相比不可忽略不计的作用，如堆货，流动起重运输机械，可变作用引起的土压力，船舶荷载，波浪力等。偶然作用：在设计基准期内，不一定出现，但一旦出现其量值很大且持续时间很短的作用，如地震作用。b.按空间位置变化分：固定作用和自由作用固定作用：在结构上具有固定分布的作用，如自重力等。自由作用：在结构的一定范围内可以任意分布的作用，如堆货，流动机械c.按结构的反应分：静态作用和动态作用静态作用：加载过程中产生的加速度可以忽略不计的作用，如自重力，土压力等。动态作用：加载过程中产生的加速度不可忽略不计的作用，如船舶的撞击力，汽车荷载等。（2）作用标准值的确定方法：首先根据观测到的作用数据，按概率统计的方法确定其概率模型；然后根据对结构的不利状态选取在建筑物设计基准期内作用最大（或最小）值的概率分布的某一分位值。4、作用效应组合的原则是什么？（1）对实际有可能同时出现在建筑物上的各种作用，应按其可能形成最不利的组合效应进行组合。（2）对受水位变化有影响的建筑物，在作用组合时应把水位作为一个组合条件。（3）对于不同的计算项目，应分别按各自的最不利情况进行组合。5、堆货的影响因素：码头用途；装卸及码头堆码工艺；货种和包装方式；堆货批量，堆存期；码头断面形式；19 管理水平确定堆货荷载时应考虑下列主要因素：⑴装卸及码头堆码工艺：不同货物，其堆存的极限高度不一样；即使是同一种货物，由于所用装卸工艺不同，其堆货荷载值也不相同。⑵货种和包装方式⑶货物批量和堆存期：小批、临时，小堆，利于货物的转运；大批、堆存期较长，大堆，提高库场利用率；⑷码头结构型式：不同结构型式的码头，对堆货荷载反应的敏感程度不同。⑸管理水平：管理严格－堆存有序－库场利用率高，不会出现超载。堆货分区：码头前沿地带、前方堆场、后方堆场6、门机荷载的取值原则：（1）单机作用主要考虑三种工作状态下的支腿、竖向荷载（2）两台门机作业一般只考虑状态1，且两台门机的最小距离为1.5m（3）不考虑门机荷载的冲击系数。(4)门机荷载作用下，计算土压力时，应将门机荷载换算成等代线荷载:Pm=∑Pi/(2l1+2l0)7、火车荷载的取值原则及加载规定：１、港内铁路荷载通常按“中华人民共和国铁路标准荷载”即“中－活载”取代实际机车和车辆轮压进行设计，普通活载一般对大跨度结构起控制作用，特种活载一般对小宽度（小于3~5m）结构起控制作用。２、“中－活载”是轴压，计算轮压要除2、铁路机车在码头上行驶一般不考虑冲击力，离心力，制动力。３、对直接承受铁路荷载的结构和构件（如梁，单向板，轨枕），港口铁路荷载的标准值应将“中－活载”分别乘以荷载系数Kt。4、计算铁路荷载产生的土压力时，为方便计算，其竖向计算活载采用线荷载形式。加载影响线的规定：（1）分别用“普通活载”和“特殊荷载”图式加载取最不利者,作为控制条件。加载时，两种荷载图式均可按最不利情况任意截取其加载荷载的长度.(2)、对同号不连续区加载，可截取两种荷载图式中任意数量的荷载加载。(3)、对同号连续区，则只能用一种荷载图式加载。8、、系缆力、撞击力产生的因素有那些？在计算中主要考虑什么因素，如何计算？系缆力产生的因素是：有掩护的海港：系缆力主要有风引起。无掩护的海港：系缆力主要由风、波浪引起。河港：系缆力主要由风、水流、冰等引起。系缆力的取值标准：⑴、计算系缆力标准值不应大于缆绳的破断力；⑵、∑Fx、∑Fy－应根据可能同时出现的风和水流的情况，不应将两者最大值叠加，一般可按最大计算吹开风和可能同时出现的水流来叠加。⑶、计算系缆力的标准值不应低于规范规定的下限值，若低于则取下限值。撞击力产生：1、船舶以一定速度靠向码头，此撞击力是一般高桩码头和墩柱码头的一项设计荷载。2.系泊中船舶受横向波浪作用，此撞击力为外海开敞式码头的主要设计荷载。挤靠力：1系泊于码头的船舶受到风、水流和波浪共同作用；2船舶离开码头时，在甩尾过程中，船首对码头的挤压。9、库仑、朗肯理论的适用条件是什么？各种情况下土压力如何计算？库仑公式是根据滑动土楔体的受力平衡条件推导出来的。库仑理论适用条件：⑴、适用于无粘性土，不适用于粘性土；⑵、适用于地面倾斜或水平，墙背倾斜或垂直的陡墙，不适用于坦墙⑶、适用于墙背粗糙或光滑，即δ≠０或δ=０。朗肯公式是以微分体极限应力状态理论推导出来的朗肯理论假定：土体为半无限弹性体，滑动楔体内土体每一点均达到塑性极限平衡状态。朗肯理论适用条件：⑴、适用于粘性土（C≠０）及砂性土（C=0）；⑵、适用于地面水平，墙背垂直且光滑。19 10、推导杨森公式，计算储仓压力。杨森公式假设：填料不可压缩，任意深度y处的垂直压力qy均布仓无限深，即不考虑仓底的影响。微元体平衡方程：qyS+rSdy-S(qy+dqy)-fqxUdy=0整理得：dy=dqy/(r-fkUqy/S)根据边界条件：y=0,qy=q；并令A=kUf/S，1-m=e-yA可得：qy=rm/A+(1-m)q，则qx=kqy若：q=0，则qy=rm/A=r(1-e-yA)/A，即为规范附录公式。见书P4311、什么叫地震荷载，考虑地震荷载的一般规定是什么？地震荷载有那些？答：在地震过程中，振动体本身产生振动惯性力，它包括建筑物自重的惯性力和动土压力、动水压力，统称为地震作用，即地震荷载。抗震设计的一般原则１、地震设计除了震中地区烈度为8,9度以外，一般只考虑横向水平力，不考虑竖向力。２、地震烈度小于7度地区，对水工建筑物一般不作抗震设计，但应按规范适当采取抗震构造措施。３、抗震设计以基本烈度作为设计烈度。基本烈度为考虑在一定时期内有可能出现的最大烈度，由国家地震局普查而得《中国地震烈度区划图》４、应把地震荷载作为特殊荷载和其它荷载进行组合，组合按抗震规范进行。第一章重　力　式　码　头1、重力式码头的组成部分及各部分的作用式什么？１.胸墙和墙身：是重力式码头的主体结构。构成直立墙面；挡土、承受并传递外力；连成整体；固定、安装码头设备。２.基础：⑴扩散、减小地基应力，降低码头沉降；⑵保护地基不受淘刷；⑶整平地基，安装墙身。３.墙后回填：形成地面；减小土压力（主要指抛石棱体，倒滤层）；防止水土流失。４.码头设施：靠船设施和系船柱等，减少船舶对码头的撞击和供船舶系靠，便于装卸作业。2、重力式码头建筑物的结构形式主要决定于墙身结构及施工方法。重力式码头基础的型式及其适用条件：基础型式决定于地基土的性质、码头建筑物的结构形式和施工方法。１、岩基：岩石地基本身坚固、承载力大、地基沉降量小,一般不需要做基础，而仅进行适当处理。⑴现浇砼和浆砌石结构可不作基础整平，可把岩基面凿成阶梯形断面，最低一层台阶宽度≮1m，1:10倒坡。⑵对预制结构（易倾斜），须用二片石和碎石整平，厚度≮0.3m２、非岩石地基：一般需要做基础。（1）对水下安装预制结构，一般做抛石基石床；⑵干地施工的现浇砼和浆砌石结构地基承载力不足时，要设置基础，如块石基础，钢筋砼基础或桩基等；如地基承载力足够，可不作基础，但应满足构造要求：a、在墙下铺10～20cm厚的贫质砼垫层，保证墙身施工质量。b、埋置深度≮0.5m，考虑挖泥超深。c、若码头前有冲刷，则基础埋深大于冲刷深度，或采用护底措施。（3）对软弱地基，可采用桩基或其他加固地基做基础。a、强夯加固；b、堆载或真空预压加固；c、深层水泥搅拌(CDM)加固软基。3、抛石基床的作用，型式、适用条件是什么？基槽底宽如何确定？抛石基床的作用：⑴扩散、减小地基应力，降低码头沉降⑵保护地基不受淘刷；⑶整平地基，安装墙身。（1）基床型式19 ：明基床，暗基床，混合基床a.暗基床：用于原地面水深小于码头设计水深。b.明基床：用于原地面水深大于码头设计水深，且地基条件较好。c.混合基床：用于原地面水深大于码头设计水深，但地基条件较差(如有2~3m淤泥层)，挖除后抛石或换砂，成混合基床。（2）暗基床基槽的宽度可根据基床应力扩散的范围确定，但不小于建筑物底宽加两倍基床厚度。基槽底边线距墙底前趾与后趾的距离应根据码头建筑物的受力来确定。4、抛石基床顶面要预留沉降量原因：保证建筑物在允许沉降范围内正常工作，在抛石基床顶面要预留沉降量。要求：对于夯实的基床，夯实后基床本身已相当密实，基床顶面的沉降主要是地基沉降引起的，设计时只按地基沉降量预留；对于不打夯的基床，除预留地基沉降量外，尚应预留由于基床压缩产生的沉降量5、重力式码头设置变形缝原因：为了减小由于不均匀沉降和温度变化在结构内产生的附加应力位置：（1）设在新旧建筑物衔接处，（2）码头水深和结构型式改变处，（3）沿码头岸线地基土质差别较大处，（4）基床厚度突变处，（5）沉箱接缝处。6、胸墙有何要求？其底部高程怎样确定？（1）胸墙总体要求：有足够的强度和稳定性；有可靠的耐久性；便于船舶系靠和装卸作业；施工方便；造价低。（2）胸墙底部高程的确定：胸墙的一个重要功能是将墙身的构件连为一体，故应尽量放低，以增加胸墙的稳定性、强度和足够的刚度。但对现浇或现砌的胸墙，底高程不得低于施工水位。施工水位：即混凝土的现浇水位。它根据施工队伍的机具、组织能力、混凝土浇注量和水位变化情况来确定。定义：为了现浇（砌）若干节点（胸墙，桩帽），低于该节点底面的水位在水位过程线上出现的时间为h，施工单位根据自有的机具设备、组织能力等，能保证在该时间段内能完成的现浇任务。7、图示墙后抛石棱体的几种型式：（1）三角形：以防止回填土流失为主，减压效果较差，抛填料量最少。（2）梯形、锯齿形：以减压为主，兼防止回填土流失。锯齿形与梯形相比在减压效果相同的情况下，节约抛石量，但施工工序多，影响工期，质量不易保证。因此，对锯齿形一般不多于二级最多可采用三级。8、倒虑层作用：防止墙后回填土流失分层倒滤层由碎石层和“瓜米石”或粗沙或砾沙层组成，每层厚度不宜小于0.15m，总厚度不宜小于0.40m。倒滤层作用：为了防止墙后回填土流失，在抛石棱体的顶面和坡面，胸墙变形缝后面，以及卸荷板安装缝的顶面与侧面均应设置倒滤层。9、计算土压力填料容重选取原则：地下水位以上采用天然重度，以下用浮重度。10、地面使用荷载考虑哪几种布置情况，并指出各布置型式的验算内容？以堆货为例，有三种布置情况：满布均载：垂直力最大，水平力最大。用于验算基床、地基承载力及建筑物的沉降和整体滑动稳定性。墙后满布均载：垂直力最小，水平力最大。用于计算抗倾、抗滑稳定性。局部均载：垂直力最大，水平力最小。用于验算基底后踵的应力。11、重力式码头一般计算内容：抗滑，抗倾，地基应力，整体稳定，构件强度一、按承载能力极限状态的持久组合进行计算或验算：1胸墙、整个码头建筑物和建筑物结构的一部分对其计算面前趾的倾覆稳定性验算2沿建筑物底面和建筑物各水平缝的抗滑稳定性验算3沿基床底面的抗滑稳定性验算4基床和地基承载能力验算5建筑物整体稳定性验算6码头建筑物各构件的承载力验算二、按正常使用极限状态长期组合进行计算或验算：1.地基沉降验算２建筑物构件裂缝宽度验算三、按承载能力极限状态短暂组合进行计算或验算：⑴如果有波浪（墙前进行波波高大于1.0m时），当墙后尚未回填或部分回填时，已安装的下部结构在波浪作用下的稳定性验算；⑵如果有波浪，当胸墙后尚未回填或部分回填时，胸墙、墙身在波浪作用下的稳定性验算；⑶墙后采用吹填时，已建成部分在水压力和土压力作用下的稳定性验算；⑷施工期构件承载力验算。四、抗震验算19 当工程所在地区的地震烈度在7度以上时，应按承载能力极限状态的偶然组合，对码头建筑物进行下列内容的验算：⑴对胸墙、整个码头建筑物和建筑物结构的一部分计算面前趾的倾覆稳定性验算；⑵沿建筑物底面和建筑物各水平缝的抗滑稳定性验算；⑶沿基床底面的抗滑稳定性验算。重力式码头考虑荷载有那些？重力式码头上的作用按时间变异可分为以下三类：永久作用：自重（建筑物，固定机械设备），填土产生的土压力。可变作用：地面使用荷载产生的土压力，船舶荷载，施工荷载，冰荷载，波浪力等。偶然作用：地震作用。12、重力式码头在稳定性验算怎样考虑船舶荷载和波浪力？（一）船舶荷载：⑴计算稳定时，可不考虑撞击力、挤靠力。⑵系缆力：Ny－对码头影响不大，不考虑。Nz－数值较小，计算墙身稳定性时可不考虑，但在计算系船块体和胸墙稳定性时应考虑。Nx－验算码头整体和部分稳定性时必须考虑。计算时按各分层沿码头长度方向的分布长度确定。①对于阶梯形方块码头：沿墙以45°向下扩散，遇竖缝中止，再从缝底端向下继续扩散。②对于扶壁码头：沿墙以45°向下扩散，遇竖缝中止。③对于分段长度内为一个整体的码头（如现浇砼和浆砌石码头、沉箱码头等），在验算沿墙底稳定时，以分段长度作为船舶荷载的分布长度。（二）波浪力：⑴波高小于1m时：不考虑波浪力。⑵波高大于等于1m时：即使要考虑，也只考虑墙前为波谷情况，即波吸力，墙后按静水位考虑。13、用图说明合力与前趾距离ξ>B/3，eB/6时基床应力如何计算？上述情况相应的地基应力如何计算？规范对ξ和基床应力有什么规定？为什么？答：ξ过小，会出现应力集中，产生过大的不均匀沉降，甚至出现工程事故；规范：对非岩基，ξ≮B/4，若ξB/3，基底应力趋于均匀。肋板间距的确定：肋板间距与肋板数量有关，须经技术、经济比较加以确定，应根据立板和底板的支座弯矩和跨中弯矩大致相等的原则确定。22、护壁码头接缝及倒滤设施的构造。1、护壁接缝缝宽：护壁间垂直缝设计宽度采用4‰护壁高度，但≮4cm。2、倒滤构造（当墙后无抛石棱体时）①、立板的悬臂不长：在肋板外侧设置隔砂板；②、立板的悬臂较长：在立板后设置隔砂板；③、为了防止倒滤井中填料下沉后在胸墙下出现空隙而造成漏砂，应在胸墙底部的后面设置倒滤棱体23、沉箱沉箱外形尺寸的确定原则：⑴长度或直径：应根据施工设备能力，施工要求的最小尺寸及码头变形缝间距确定。一般相邻变形缝之间设置一个沉箱。⑵宽度：主要由码头建筑物的稳定性和地基承载力确定，同时也要满足浮运吃水，干舷高度和浮游稳定性的要求。若不满足，应尽量从施工上采取措施，如用起重船或浮筒吊护，不得已才考虑增大宽度。⑶高度：顶部高程宜适当放低，但不得低于现浇胸墙的施工水位，同时，若箱内填料采用船上抛填，则沉箱顶面不宜太高。此外，构造上沉箱要伸入胸墙30～50cm，以保证整体。护壁沉箱外形尺寸：1．高度：由码头水深和胸墙的底标高确定，且不低于胸墙的施工水位，护壁顶端宜嵌入胸墙10cm。2．宽度：由结构稳定性和地基承载能力确定。但构造上应满足：前趾长≯1m；翘尾长≯底宽/4；翘尾角度≯φ。3．长度：预制安装时，取决于起重能力，但≮H/3；干地现浇时，取变形缝间距。物体浮游稳定原理：重心：重力作用线通过的中心，C。浮心：浮力作用线通过的中心，随物体水下部分形状而变化，W。定倾中心：浮心运行轨迹的中心，M。定倾半径：定倾中心道浮心W的距离，ρ。定倾高度：定倾中心M到重心C的距离，m。a：重心到浮心的距离。物体浮游稳定三个状态：m=ρ-a>0重心在定倾中心下方，重力产生稳定力矩，稳定平衡。m=ρ-a=0重心与定倾中心重合，随遇平衡（临界状态）。m=ρ-a<0重心在定倾中心上方，重力产生倾覆力矩，不稳定。24、分别叙述护壁码头的立板、底板、肋板的荷载特点及计算图式？㈠、立板计算1、作用：土压力，地面使用荷载，剩余水压力，波吸力。2、假定：①、立板不承受胸墙传来的外力，此外力全部由肋板承受；②、不考虑胸墙底宽对土压力的遮掩作用；③除多肋护壁外，不考虑底板对立板的嵌固作用；④、一般取设计低水位时，水平力最大的组合。3、计算图式：①、单肋：按单宽悬臂板计算；②、双肋：按两端悬臂的简支板计算；（3）多肋：同沉箱的外壁计算㈡、底板计算1、作用：基床反力，底板自重，底板上填料垂直压力荷地面使用荷载。基床反力的大小和分布与计算水位，地面使用荷载，船舶荷载等有关，计算情况比较复杂，实际计算一般取设计低水位，按规范进行组合：①、无尾护壁：取最大水平力与最大垂直力或最大水平力与最小垂直力两种组合；②、有尾护壁：取最大水平力与最小垂直力或最小水平力与最大垂直力两种组合。19 2、计算图式：内底板与尾板的计算图式同立板（单、双、多），趾板按悬臂板计算。㈢、肋板计算1、作用：立板计算所考虑的作用+胸墙传来的外力，如系缆力和力矩，胸墙上的土压力和力矩。计算一般取设计低水位和相应的水平力最大的组合。2、计算图式：立板与肋板共同构成一个固定在底板上的T形断面的悬臂梁，因此，肋板按固定在底板上的变截面的T形梁计算，翼缘宽度按规范确定。25、大直径圆筒码头的尺度确定原则：1．高度：由码头的水深和埋入地基的深度确定。埋入地基的深度由建筑物的稳定性和地基持力层深度决定，一般埋深2.0～5.0m。2．直径：由码头稳定性及使用要求确定，一般为5～14m。3．壁厚：由强度计算确定，一般为25～30cm，D>14m时，壁厚应适当加厚。4、其它：①、应根据码头稳定和减小基床应力的需要设内趾和外趾（内趾采用圆环形，外趾采用折线形），长度0.5～1.0m，且两者不宜相差过大。②、圆筒直接承受船舶荷载或圆筒顶设置轨道梁支撑柱时，应将圆筒上部的壁适当加厚，形成加强圈梁。26、大直径圆筒码头底部构造型式及作用，上部结构与卸荷板型式与作用各是什么？答：大直径圆筒码头，按基础形式可分为：沉入地基中、直接放在挖出的基槽内、放在抛石基床上。圆筒的上部结构，除胸墙外，一般在圆筒顶设置预制的钢筋混凝土盖板，每个圆筒设一块。盖板还用作胸墙混凝土现场浇注的底模。盖板也可做成前后两块板，前板用作胸墙混凝土现场浇注的底模，后板的作用是将上部的填料重力直接传给筒体，可减小前趾的应力，增大稳定性。27、大直径圆筒码头填料防漏措施：1）在圆筒两侧设两个凸耳，凸耳之间形成凹槽。在两相邻的凹槽所形成的空腔内，用水下浇筑混凝土填充，或直接填充碎石2）在两相邻的圆筒之间预留200~300mm的安装缝。在接缝的前后两侧，架设木板或钢模板且用螺栓固定，然后用袋装混凝土填缝。3）在两相邻的圆筒之间填缝的后侧防治梯形断面填缝条，当圆筒后回填砂料时，填缝条与圆筒之间尚应铺设土工织物。28、大直径圆筒码头的计算特点是什么？除一般重力式码头计算以外，尚应计算圆筒结构的内力和预制胸墙垫板的内力，计算是以单个圆筒为计算单元，而不是以每延米为计算单元。1、对一般计算应注意以下几点：①、圆筒后面主动土压力，近似按墙背为平面计算，δ=φ/3；②、抗滑计算，取综合摩擦系数，f=0.65，（同无底空心方块）③、抗倾计算，（同无底空心方块）基底应力按除应验算大面积应力外，还应验算前趾的局部应力，在大面积应力验算时，可取墙底计算宽度等于0.8DR，DR为圆筒底部的外轮廓宽度。2、圆筒结构计算：取1m高的圆环进行计算29、重力式码头按墙身结构分类：方块码头，沉箱码头，护壁码头，大直径圆筒码头，格形钢板桩码头，干地施工的现浇砼和浆砌石码头及混合式结构等。１.按墙身结构型式分方块码头沉箱码头：优点：整体性好，抗震能力强，施工速度快，水下工作量少，造价低。缺点：钢材用量大，耐久性不如方块结构，且需专门的预制下水设备；适用：当地有沉箱预制场或工程量较大，工期短的大型码头。护壁码头：优点：结构简单，施工速度快，节省材料，造价低；缺点：整体性差，耐久性差；适用：有起重运输设备，有预制能力的情况或有干地施工条件。大直径圆筒码头：特点1、钢材、砼用量少，每沿米材料用量与圆筒直径无关，只与码头高度荷圆筒壁厚有关。2、对地基条件的适应能力比其它重力式码头强3、构造简单，较受业主欢迎4、圆筒内填料可就地取材。适用条件：地质条件较好的深水码头，如广西防城港D=16m，或地基表面有不厚但又不薄的软土层的情况。格形钢板桩码头，干地施工的现浇砼和浆砌石码头及混合式结构等。２.按施工方法分类：干地现浇或砌筑的结构；水下安装预制结构第三章板桩码头1、板桩码头的组成部分、类型，各自的优缺点及适用条件19 板桩码头工作原理：由沉入地的基板桩墙和锚碇系统共同作用来维持其稳定性。板桩码头的组成部分及其作用：1）板桩墙，是板桩码头的最基本的组成部分，是下部打入或沉入地基中的板桩所构成的连续墙，其作用是挡土并形成码头直立岸壁。2）拉杆，当码头较高时，墙后土压力较大，为了减小板桩的跨中弯矩（以减小板桩的厚度）和入土深度以及板桩墙顶端向水域方向的位移，应在适当位置设置拉杆，以传递水平荷载给锚碇结构。3）锚碇结构，承受拉杆拉力。4）导梁，连接板桩荷拉杆的构件，拉杆穿过板桩固定在导梁上，使每根板桩均受到拉杆作用。5）帽梁，作用相当于前面的胸墙，一般现浇。当水位差不大时，可将帽梁和导梁合二为一，成为胸墙。6）码头设备，便于船舶系靠和装卸作业。类型.优缺点及适用条件：一、按板桩材料分⑴木板桩码头：强度低，耐久性差，木材用量大，现在很少使用。⑵钢筋砼板桩码头：耐久性好，用钢量少，造价低，但强度有限，一般用于中小型码头。⑶钢板桩码头：强度高，重量轻，止水性好，施工方便，但易腐蚀，耐久性较差，适用于建造水深较大的海港码头，特别多用于要求不透水的船坞坞墙、施工围堰和防渗围幕等工程中。二、按锚碇系统分⑴无锚板桩：结构简单，只有板桩墙和帽梁两部分。板桩呈悬臂工作状态，承载能力小，墙顶变形大，在码头中一般不用。⑵有锚板桩：当墙高较大时，为了减小板桩的断面尺寸和桩顶位移，而设置拉杆和斜拉桩锚碇。①单锚板桩适用于墙高在6～10m以下的中小型码头。②双锚板桩③多锚板桩。双锚或多锚：适用于墙高大于10m的码头，但应用较少。原因：下拉杆高程较低，施工困难（一般要求水上穿拉杆）；上下拉杆的位移很难协调，常会使某一拉杆严重超载。④斜拉板桩不设水平拉杆，而增设斜拉桩来锚碇，使锚碇结构至板桩墙的距离大大缩短，减少了墙后开挖，特别适用于墙后不能开挖或开挖不经济的情况。但是斜拉桩承受水平力的能力有限，因此多用于中小型码头。三、按板桩墙结构分类⑴普通板桩墙：由断面和长度均相同的板桩组成，其优点是板桩类型单一，施工方便。⑵长短板桩结合：在普通板桩墙中，每隔一定距离，打入一根长板桩，这样既保证了稳定，又降低了造价。适用于土质条件较差，在较深处才有硬土层的情况。⑶主桩、板桩结合：将长桩的断面加大，成为主桩，以充分发挥长桩的作用，而将短桩的断面减小，成为辅桩，从而构成主桩板桩结合。适用同上。⑷主桩挡板（套板）结合与3不同的是，它是在主桩后面放置挡板或在主桩之间插放套板来挡土。墙后土压力直接作用在挡板（套板）上，最后全部传给主桩，主桩受力很打，因此适用于水深不大的情况，且要求先开挖港池，以便挡板（套板）的安放。四、按施工方法分⑴预制沉入板桩⑵地下墙①水下砼连续墙：用钻机在地下开沟槽，用水下浇注砼方法形成连续墙；②预制板桩成槽沉放：将预制的钢筋砼板桩放在沟槽内，板桩前后用低标号的水泥土浆填满2、钢筋砼矩形板桩的构造⑴型式①矩形②T形③组合形④圆形（2）矩形，A特点：形状简单，制作方便，沉桩容易，接缝容易处理。但抗弯能力差，费材料。B、尺寸：其厚度应根据强度和抗裂要求由计算确定，一般为20～50cm，宽度由打桩设备的龙口宽度决定，一般为50～80cm。(3)板桩的立面和接缝：①矩形板桩的特点：一侧阴榫拉通，另一侧从桩顶到设计水底以下1m以上做成阴榫（不得低于设计冲刷水位），1m以下做成阳榫；设计水底以上断面形成空腔，内填细石砼；顶面30～50cm范围内，两侧各缩进2～4cm，以便桩设替打；底部一侧做成斜面，使得后一板桩打入时，紧贴前一板桩，接缝严密。(4)板桩的配筋，钢筋砼板桩：普通钢筋砼板桩≮25#，预应力钢筋砼板桩≮35#，设计中应尽可能采用预应力，以增加抗裂性和耐久性。3、锚碇结构常用型式及受力特点？锚碇叉桩及斜拉桩宜布置在板桩主动破裂面以外的目的是什么？型式：㈠、锚碇板（墙）：依靠其前面回填料的土抗力来承受拉杆拉力，承载能力较小，水平位移较大。㈡、锚碇桩（板桩）：靠桩打入土中嵌固工作，其深度由“踢脚”稳定来确定，此结构属于无锚桩，承载能力较小，水平位移较大；㈢、锚碇叉桩（斜拉桩）：靠桩的轴向拉压和拉拔承载力来工作，其稳定性由桩的承载能力确定。4、拉杆的位置在高程上宜选在何处？减小拉杆挠曲及防锈措施？拉杆作用：减小板桩的跨中弯距，减小入土深度以及板桩墙顶端向水域方向的位移。拉杆的位置在高程上的确定：从减小板桩墙的跨中弯矩来看，拉杆宜放在标高较低处，但为了保证水上穿拉杆和导梁胸墙的施工条件，一般在平均水位以下，设计低水位以上0.5～1.0m，且不得低于导梁或胸墙的施工水位。减小拉杆挠曲及防锈措施①夯实拉杆下的填土，或在拉杆下设置支撑，以减小沉陷，支撑形式有支撑桩、设砼垫块或垫墩、铺碎石或灰土垫层。②在拉杆两端设置连接铰，以消除其附加应力。③在拉杆上做个19 U形防护罩，使拉杆上面的土重及地面荷载不直接作用载拉杆上，而通过防护罩传到拉杆两侧的地基上。④防锈处理，涂两层防锈漆，并用沥青麻袋包裹两层。⑤回填料严禁带有腐蚀性。5、板桩设置排水设施的目的及其构造：为了减小和消除作用在板桩墙上的剩余水压力，板桩墙应在设计低水位以下设置排水孔，孔径5～8cm，孔距3～5m，孔后设置抛石棱体，以防止填土流失。6、板桩墙的主要设计荷载有那些？土压力的特征有哪些以及影响因素或原因是什么？剩余水压力的影响因素有那些？如何考虑此荷载？船舶荷载如何考虑？板桩墙的主要设计荷载㈠、板桩码头上的作用力：⑴永久作用：土体产生的主动土压力，剩余水压力；⑵可变作用：地面可变荷载产生的土压力、船舶荷载、施工荷载、波浪力；⑶偶然作用：地震荷载。板桩墙的稳定性、墙体的强度和拉杆力等值，主要由低水位情况控制。土压力：板桩墙在外力作用下，墙体将发生弯曲变形；因此，沿墙高各点的水平位移不同。板桩墙上各点的土压力不仅与该点以上的土重、地面可变作用以及土的物理力学性质有关，而且与该点墙体的水平位移密切相关。⑴主动土压力特点：呈R形分布，原因：关键是沿墙高位移不同。因为板桩上部有拉杆拉住，下端嵌固于地基中，上下两端位移较小，跨中位移较大，墙后土体在板桩变形过程中呈现拱现象，使跨中一部分土压力通过滑动土条间的摩擦力传向上、下两端。从而是墙后主动土压力产生上下大，中间小的R形状。影响板桩墙上各点位移不同而造成墙后主动土压力呈R形分布的主要因素有：板桩墙的刚度：刚度越小，R形越显著；锚碇点位移：越小，R形越显著；施工顺序：先打板桩，后开挖比反之更显著⑵被动土压力的特点：墙下端扎入地基中，当墙体受侧向力作用后，墙前入土段将产生被动土压力。当入土深度不大时，入土段墙体只出现向前的位移，墙前被动土压力与刚性墙的相似。在板桩墙入土深度较大时，板桩嵌固于地基中，其下端还产生向后翘；因此。入土段的上部墙产生墙前被动土压力，其下部产生墙后的被动土压力。①特点：墙前被动土压力比理论计算值大1倍左右，而墙后（下端）被动土压力比计算值小一半左右。②墙前被动土压力增大的原因：A、板桩在水底处发生向下转动变形，使墙前土体受到向下的挤压摩擦力。B、板桩向前变形，压挤墙前土体，使土的密实度增大，抗剪强度提高。C、入土段上部墙体对土体产生向下的摩擦力，使土体的稳定性增大。③墙后被动土压力减小的原因A、板桩底部被地基嵌固，使板桩下端变形较小，达不到极限被动土压力所需的位移值；B、板桩底端发生向上转动变形，给墙后土体一个向上的“掘出力”；C、板桩下端与土体产生向上的摩擦力，使土体的稳定性减小。２、剩余水压力：水压力取决于水位涨落情况、板桩墙排水好坏、回填土及地基土的透水性等。⑴海港钢筋砼板桩码头，当板桩墙设有排水孔，墙后回填粗于细砂颗粒的材料可不考虑。⑵对海港钢板桩码头，地下墙式板桩码头及墙后回填细砂的钢筋砼板桩码头，△=1/3～1/2平均潮差。对河港则根据地下水位按实际情况取定。3船舶荷载：只考虑系缆力，不考虑撞击力和挤靠力，但要加以区分：①系船块体单独锚碇，板桩不考虑系缆力；②系船块体和胸墙或帽梁一起现浇，且不单独锚碇，板桩应考虑系缆力4.码头地面荷载：以土压力的形式作用于板桩墙上。5、浪力：只计波吸力，且不能与船舶荷载同时出现。6、地震荷载：地震地区7、挖泥时超深的考虑，超深的结果：使板桩墙的入土深度减小和墙体的计算跨度增大，从而降低了板桩墙的稳定性，增大墙体的跨中弯矩和拉杆拉力。计算板桩墙时，还须考虑港池挖泥时可能出现的超深（0.5m）和冲刷水深。地面荷载布置，当计算板桩跨中最大弯矩时和板桩最大负弯矩及最大拉杆拉力时，分别该如何布置？为什么？8、计算单锚板桩用弹性线法时，板桩的工作状态特征，计算图式及计算方法的特点？如何确定入土深度？单锚板桩墙的工作状态1、第一种情况：板桩的入土深度最小，在水平力作用下，板桩绕上端支撑点转动，板桩中只有一个方向的弯矩，且数值最大，板桩入土段发生较大位移，所需板桩长度最短，但断面最大，按底端自由计算。这种情况即为自由支撑法，算得的入土深度往往需要加长，实际也就接近第三种情况2、第二种情况：入土深度和受力情况介于第1、3之间,入土段比第1种稍深,受力后，底端只有转角，没有位移。也属于自由支承状态。3、第三种情况：19 入土深度较深，入土部分出现与跨中相反方向的弯矩，板桩墙弹性嵌固于地基中。这种状态，所需板桩断面最小，入土部分位移小，稳定性好，为我国所采用（弹性线法）。第四种情况：类似第3种状态，但入土深度更大，固端弯矩大于跨中弯矩，数值并不比第3种状态小，稳定性有富裕，但对减少墙体跨中弯矩非常有限，一般无必要。9、有锚板桩计算新方法，稳定破坏状态有几种？板桩的入土深度是按何种稳定破坏状态确定的？推导确定入土深度的理论公式。竖向弹性地基梁法（m法）有锚板桩的稳定破坏状态①锚碇失稳：由于拉杆断裂或锚碇结构系统破坏而造成；②板桩墙失稳：由于入土深度不够，而使板桩墙绕拉杆锚碇点发生转动而破坏，即“踢脚”稳定破坏；③整体稳定性破坏：由于板桩墙入土深度不够或拉杆长度不够，而使板桩墙和后方土体一起产生稳定性破坏。10、“m”法的基本假定A、假定土为弹性介质，地基系数随深度成正比，C=mZ；B、不考虑桩土之间的粘聚力、摩擦力；C、桩按实际刚度、并作为一个弹性构件考虑；土体应力、应变要符合文克尔假定，即地基表面任一点的压力强度于该点的沉陷成正比。σ=k0y=Cy12、m法优点：a、入土深度的确定，m法比弹性线法好，特别时在土质较差时，m法更接近，建议在软土地基上的板桩工程不能用弹性线法确定入土深度。b、反映了刚度的影响（EI）；c、可考虑锚碇点的位移，符合实际情况；d、m法计算结果与原型试验值较吻合；e、m法适用性强。14、锚碇板、叉桩（桩）的计算方法：板桩1、其长度和内力可按受集中水平力RAX（对于锚碇板桩为Ra）作用的无锚板桩墙的计算方法计算。2、锚碇桩（板桩）到板桩墙的最小距离应满足式（3-3-10）的要求，式中th为锚碇桩变形第一零点到码头地面的距离。3、拉杆处的水平位移，可按竖向弹性地基梁法计算，但≯50mm。锚碇叉桩：考虑两端为铰接，不考虑周围土体对桩作用。叉桩设置原则：①叉桩必须位于板桩墙墙后土体主动破裂面以外；②压桩桩尖距板桩墙的距离不得小于1.0米。16、导梁、帽梁和胸墙设计的方法？导梁：近似按刚性支承连续梁计算，荷载q=Ra；导梁和导梁悬臂段产生的最大弯矩为：；钢筋砼导梁应按强度配筋，并验算裂缝宽度，导梁强度应满足：帽梁作用：各板桩不均匀沉降产生的变形应力和船舶荷载。设计：①当系船块体单独锚碇，帽梁不受系缆力影响时，一般只需按构造要求进行配筋②当系船块体与帽梁整体现浇，且不单独锚碇，帽梁受系缆力的影响时，需按强度配筋，并验算裂缝宽度。计算图式：按文克尔假定的弹性地基梁进行计算。即将帽梁视为弹性地基上的梁，弹性地基为板桩墙拉杆以上的悬臂段。根据地基系数的概念（一个单位面积移动一个单位位移所需的力），k可按悬臂梁计算而得：胸墙设计：竖向按悬臂梁计算，取拉杆处为固端。①系缆力作用时；②撞击力作用时。水平方向：按刚性支承连续梁计算：①对工字型断面，取下翼板为导梁；②对L型断面，取平台板为导梁；对矩形或梯形截面，取拉杆附近的0.5~0.7米高度部分为导梁。17、锚碇板（墙）的拉杆位置tc确定的原则是什么？断面设计时有何特点？（分别对不连续板和连续板叙述）18、板桩码头整体稳定性验算：1、板桩码头整体稳定性验算可采用圆弧滑动法；2、计算只考虑滑动面通过板桩桩尖的情况，如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。3、当圆弧从桩尖以上通过时，计算时不计截桩力，当滑动面从锚碇结构前通过时，计算时不计拉杆力对稳定性的影响。板桩墙的稳定性、墙体的强度和拉杆力等值，主要由低水位情况控制。第四章高　桩　码　头1、高桩码头的组成部分及作用：1、上部结构：码头地面，将桩基连成整体，并把荷载通过桩基传给地基，安设各种码头设备。2、桩基：支承上部结构，并把作用在上部结构上的荷载传给地基，同时也起到稳固地基的作用，有利于岸坡稳定。3、挡土结构：为了减小码头的宽度和与岸坡的衔接的距离，而设置挡土结构，以构成地面，有前板桩墙，后板桩墙和重力式挡墙。4、岸坡：要求有足够的稳定性，对波浪、水流大的地方和地质差的情况，需要进行护坡处理，以免受冲刷。5、码头设备：便于船舶系靠和装卸作业。2、高桩码头按上部结构有何结构型式：⑴梁板式19 ：梁板式码头上部结构主要由面板、纵梁、横梁、桩帽和靠船构件组成。①优点：受力明确；排架间距可加大，以充分发挥桩的承载能力；可采用预应力构件，预制装配化程度高，施工速度快；上部结构较厚，靠船构件悬臂短，受力条件好。②缺点：构件类型和数量多，施工麻烦；上部结构底部轮廓形状复杂，死角多，水气不易排除，构件中钢筋易锈蚀。③适用于有较大集中荷载、水位差不大（5m作用）情况；但若设置双层系靠船时，可适用于水位差5～8m的港口；当在码头前沿设置多层系靠船结构，或单独设置浮式系靠船设施时，可适用于水位差10～17m港口。⑵桁架式：上部结构由面板、纵梁、桁架和水平连杆组成。①优点：上部结构高度大，便于分层系缆；桁架横向刚度大，整体性好；桩的自由长度减小，桩的承载能力增大。②缺点：造价高；施工水位低，工期紧；框架与其它构件的连接节点多，构造复杂，施工麻烦；框架处于水位变动区，易受到船舶撞击而破坏，维修困难；预制框架受起重能力限制，应考虑施工条件。③适用于水位差较大（10m左右），需分层系缆的河港码头。但由于其缺点较多，且分层系缆还可以用其它结构型式解决，因此在水位差不大的海岸港、河口港中已逐渐被梁板式码头所代替。⑶无梁板式：上部结构由面板、桩帽和靠船构件组成。①优点：节构简单，构件少，造价低；桩帽施工水位高。②缺点：板为点支承，受力不明确（计算方法较特殊，且作了过多的简化，但采用有限元计算，则较精确）；板为双向受力，采用双向预应力较困难；桩的自由长度长，桩的承载能力低；面板位置高，靠船构件悬臂长，耐久性差。③适用条件：适用于水位差不大，无较大集中荷载或集中荷载较小的中小码头。⑷承台式：上部结构由承台、胸墙和靠船构件组成。①优点：结构刚度大，整体性好；对打桩偏位要求不高。②缺点：自重大，现浇工作量大；桩台窄，桩多而密，施工麻烦，施工水位低，工期紧。③适用于良好持力层不太深，且能打支承桩的地基。3、钢筋砼方桩的构造、桩帽的作用及构造？桩帽的作用：连接上部结构与桩基成整体；调整打桩偏位和桩顶标高。桩帽构造：取决于基桩的布置形式（单桩或双桩），桩的断面尺寸和打桩偏位，还应满足在它上面的预制构件的搁置长度和接头宽度的要求。平面尺寸：取其顶面和底面尺寸的较大值。顶面尺寸：按预制梁的宽度、梁或板的搁置长度以及预制构件的安装允许偏差确定。底面尺寸：直桩桩帽应考虑桩径、打桩允许偏差和外包最小宽度等因素；叉桩桩帽尚应考虑斜桩与垂线的夹角和斜桩水平扭角，以及两斜桩轴线在桩帽底面交点的距离等因素。打桩允许偏位：直桩桩帽或叉桩桩帽可只考虑一个打桩允许偏位值。高度（厚度）：应由计算确定，同时应考虑桩伸入桩帽的长度，以及桩顶钢筋或预应力混凝土管桩桩芯钢筋锚固长度的要求。一般桩帽高度不宜小于0.5倍桩帽宽度，且不得小于600mm。4、横梁断面尺寸的确定原则：1、横梁支承要求：前方平台：作成连续梁（受力复杂，整体性要求高）；后方平台：可采用简支梁（受力简单，整体性要求不高）。断面型式，有四种（图）：①矩形：用于纵梁和横梁的底面在同一高程，且高度相差不大；②倒T型：用于纵梁和横梁底标高不一致，纵梁放在横梁上；③花篮形：纵、横梁底标高一致，高度相差不大，但面板（空心板）放在横梁上；④倒梯形：用于无纵梁，面板直接放在横梁上，用在后方平台。横梁的型式及预制纵梁与横梁整体连接的图示，预制装配式简支纵梁的连接构造图示是什么？5、面层的作用：找平码头地面和作磨耗层。构造①分缝：防止面层因温度变化而开裂，应设伸缩缝，每隔3～5m，作一假缝，缝宽1cm，缝深1～1.5cm，用木条或沥青填塞，以抵抗温度应力。②排水坡：0.5%～1.0%。若码头面较宽，坡度不能完全解决排水时，还要设排水孔（d=10～20cm）③排气孔：梁格空间内长时间存有高温海水蒸汽，使砼保护层脱落，钢筋锈蚀，d=5cm，△=2～3m。6、靠船构件型式：悬臂板式（适用于水位差小(1～2m)、悬臂梁式（水位差5m以下）、框架式、靠船桩式和浮式等。7、高桩码头宽桩台宽度主要取决于前沿线位置、岸坡的地质条件（坡度）、码头面高程和所采用的接岸结构形式及位置。考虑到结构总宽度内作用的性质和大小的不同，用纵缝将结构分为前后两部分——前方桩台和后方桩台。前方桩台的宽度一般采用码头前沿地带的宽度（14.0～14.5m）。结构总宽度减去前方桩台的宽度即为后方桩台的宽度。桩顶高程即上部结构的底高程：取决于码头前沿高程和桩台的高度。应考虑使用要求、施工水位、波浪对结构影响和检修的可能性。靠船构件的底高程：应考虑设计船舶的安全停靠，同时要大、小船兼顾。19 一般应低于设计低水位＋设计船型满载吃水的干舷高度。8、高桩码头变形缝设置目的：避免结构在使用过程中产生过大的温度应力和沉降应力，应沿码头长度方向隔一定距离设置变形缝。变形缝包括伸缩缝和沉降缝。伸缩缝应根据温差、上部结构的刚度、桩的自由长度和刚度等因素综合考虑。沉降缝位置视荷载结构型式和地质条件而定。（上部结构为装配整体式时可取60～70m，现场整体现浇时宜取35M）。1、分段长：一般40～60m，缝宽2～4cm的通缝，做成齿形（避免轨道错位）2、形式及构造：变形缝的形式通常有三种：⑴悬臂式变形缝，优点：对不均匀沉降的适应性强。缺点：设变形缝的跨跨度小，增加了横向排架的数量，悬臂部分需现浇，施工麻烦。⑵简支缝：就是在两个结构段之间设置简支跨，在简支梁的两端设置变形缝。采用简支结构时，应满足简支构造，支座上应铺设橡胶块、油毛毡等垫层，保证简支梁的梁端能自由滑动和转动。在平面上应作成凹凸形，凹凸缝的齿高可取20～40cm。优点：适应不均匀沉降能力强，各跨跨度基本相同，不增加排架数量。缺点：承受水平力的能力差，且支座构造复杂。⑶公用跨式：在设置变形缝的横向排架上将横梁分成两半。优点：结构简单，施工方便，不增加排架数量。缺点：中间排架沉降，两边都受影响；且支座构造复杂。9、高桩码头横向排架中桩基横向、纵向布置的原则？桩长如何确定？　桩基布置的三条原则：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；②应尽可能降低整个码头造价；③考虑施工的可能和方便。㈠、横向排架中桩的布置：横向排架中桩的数目和布置取决于桩台的宽度和码头荷载。1、布置原则　布置时应考虑：（分前方平台和后方平台）⑴尽量发挥桩的单桩承载力；a、对摩擦桩：桩距＞6b，常取3～5m，若＜6b，则单桩承载能力就不能充分发挥，应视为群桩。B、对支承桩：可不加限制。⑵同一桩台下基桩桩尖应打至同一土层，且桩尖标高不宜相差太大，有利提高桩的承载能力，减小桩台沉降及不均匀沉降；⑶同一桩台下各桩受力应尽量均匀，断面、倾斜度应尽量一致桩位尽量布置在纵梁下；前方桩台：桩的间距——有门机无火车时，可采用等间距（3～5m）；有门机有火车时，可采用等间距或不等间距布置。倾斜度——取≮3：1。⑷承受水平力较大的码头，宜设置叉桩或半叉桩；⑸桩和桩的空间交叉应留有适当距离，防止碰撞；①空间净距＞0.5m，平面布置上扭一角度15°～20°②桩顶净距＞0.3m（安放替打）⑹有门机时，门机下一般都布置双桩：前为双直桩，后为叉桩；无火车时：在前后门机之间布置1或2根桩；有火车时：每线火车下布置1或2根⑺窄突堤码头：一般两侧靠船，桩基布置成对称。2、桩距与桩数：⑴桩距：一般3～5m，且桩间净距≥6d（或6b）；⑵桩数：可根据结构宽度、桩距和码头面上的荷载大小确定。㈡桩基的纵向布置：桩的纵向布置与横向排架间距有关：⑴排架间距，取决于：码头面的荷载、桩的承载力、上部结构的技术、经济的合理性、船舶系靠方便程度和施工起重能力等。应综合考虑各种因素加以确定。为充分发挥桩的承载力，采用长桩、粗桩和大跨径。一般应提高经济技术比较来确定。前方平台：5～8m，（10～14m）；后方平台：堆货荷载较大，3～5m。备注：在整个码头上的横向排架间距应尽量一致，以减少构件类型。⑵纵向叉桩的布置取决于：码头的纵向受力和码头的纵向刚度。一般：①码头短（几十米）：端部要设叉桩，以抵抗船舶顶水平靠岸时产生的撞击力纵向分力；②码头长（几百米），常为连续梁板结构，整体性好，纵向刚度大，可不设叉桩或仅在两端设叉桩或半叉桩；③在风暴系船柱和舾装码头的试车系船柱下面，因纵向系缆力大，应设纵向叉桩。㈢桩长的确定：根据计算确定，取决于：单桩承载能力、地质情况、施工中打桩船能施打的长度。若超过打桩船能施打的长度，需接桩。根据打桩船能施打的高度：L≯（h＋F－l）＋H⑴满足在地基中的嵌固条件，如是岩面或打入困难的土层（N≥30）的高度较高，需采用钻孔栽桩的方法来满足嵌固条件。　　⑵为了提高桩的承载力和减小沉降，应尽量将基桩尖打入良好持力层的一定深度。⑶桩未能达到硬土层，在满足单桩承载力的基础上应使同一桩台的桩打至同一土层，且桩尖标高不宜相差太大，以免桩台产生不均匀沉降。10、上部结构系统选择及布置原则是什么？面板的受力性质如何确定？什么条件下为双向板或为单向板。上部结构布置原则：①结构系统简单；②结构受力明确合理；③整体性好，有足够的刚度；④尽量采用预制构件和预应力构件；⑤构件类型少，便于预制安装，现浇工作量少。结构布置关键：是否设置纵梁和设几根纵梁。纵梁的设置取决于码头面上荷载的性质和大小以及结构的整体性要求。单向板：简支板、连续板和悬臂板；双向板：四边简支、四边固定、三边简支一边自由和三边固定一边自由。①支承情况：a、两边支承、两边自由板：为单向板，如空心板。b、四边支承板：la/lb＞2为单向板，la/lb≤19 2为双向板（事实上均为双向板）。c单向板：计算时沿长边方向取板宽，短边方向取为板跨，只考虑单向配筋，类似于梁。d双向板：则考虑双向受力，按双向配筋。②支承构造:简支板、悬臂板和连续板的判别：主要根据板和板之间、板与梁之间的连接构造来确定。a简支板：在支座处自由搁置或简单连接；b连续板：在支座处整体连接，如迭合板；c悬臂板：板的一边与梁整体连接，而另三边自由。计算同简支梁、连续梁和悬臂梁。11、面板在集中荷载作用下的有效分布宽度的物理力意义：集中荷载传递宽度附近还有相当宽度能帮助承受荷载，所以承受集中荷载的宽度往往远大于传递宽度而又不超过板的实际宽度，并可分为弯矩计算宽度和剪力计算宽度。15、靠船构件考虑的荷载：主要承受船舶的挤靠力和撞击力，但撞击力较大，因此一般以撞击力作为设计荷载。㈡、撞击力的作用点位置：应根据水位和防护设备情况确定，但对悬臂式结构，撞击力作用点位置越低越不利，因此一般假定船舶撞击力作用在设计低水位以上第一排防护设施上。㈢、内力计算⒈正向靠船：悬臂梁或和悬臂板式靠船构件按悬臂梁（板）计算⒉船舶斜向靠岸：如与码头前沿线夹角较小，应考虑撞击力产生的水平摩擦力和由此产生的扭距作用。故悬臂梁式靠船构件一般按双向受弯、受扭构件设计，如有可靠的纵向水平撑也按单向受弯构件设计。16、高桩码头横向排架计算图式的拟订考虑因素1、计算单元2、桩台刚度：桩台根据刚度可分为三类：刚性桩台，柔性桩台，非刚性桩台3、桩端固定性质4、桩台计算跨度和桩帽对内力的影响5、桩的受弯计算长度。影响桩端固定性质的因素有：桩与桩台及地基的连接，性质上是介于固接和铰接之间的弹性嵌固，但为便于计算，一般简化为固接和铰接。选择时，应考虑：①桩顶与桩台的连接，②桩下端埋入地基的实际情况和③桩端固定性质对横向排架中各构件内力的影响。17、桩的刚性系数：桩顶发生单位变位时（轴向变位、法向变位或转角），在桩顶断面产生的内力（轴向力N、剪力Q、弯矩M）。弹性压缩系数：桩顶断面在单位轴向力N作用下，桩顶发生的轴向变位。轴向刚度系数：桩顶发生单向轴向变位时在桩顶断面处所产生的轴向力。轴向刚度系数与弹性压缩系数互为倒数。桩的横向刚度系数：桩顶产生单位法向位移时所需的力（或桩顶断面产生的力）。19、格尔法计算刚性桩台：刚性桩台横向排架是一个刚性横梁支承在弹性柱(桩)上的结构体系。基本思路：以桩台变位三要素（水平位移a、竖向变位b和转角c）为未知数，根据作用在桩台上的力平衡条件（∑H＝0，∑V＝0，∑M＝0）建立三元联立方程式，求解变位三要素，最后由变位求桩力。2、基本假定①平面假定②桩顶在同一标高（同一水平面）；③桩台EI＝∞，只有变位，无变形；④桩顶与桩台为固接，桩下端为弹性嵌固；⑤遵守小变形假定，tgc＝c。20、混合法计算柔性桩台基本假定：①桩台有一定刚度，EI＝const，支承处连续，有一定抗弯能力，在外荷载作用下桩台只产生弯曲变形，无轴向变形——各支座的水平位移相同。②桩的两端为铰接，只能轴向变形，无弯曲变形（只有轴向力）。③不计横梁的剪力变形，且满足小变形假定。混合法推导过程：①建立轴向力与桩顶变位的关系式②建立各支座的平衡方程式：根据各支座垂直分力的平衡条件有：∑Y＝0；根据各支座水平力平衡条件：∑X＝0③求解支座弯矩：在垂直荷载（包括水平对横梁中和轴产生的力矩）作用下，由直桩和叉桩支承的横梁按弹性支承连续梁计算，可采用带支座沉陷的三弯矩方程进行计算。（4）最后可求解横梁任意截面的内力：梁任意断面弯矩，梁任意断面的剪力。21、简化法计算横向排架适用情况：对于设有叉桩的横向排架,采用简化法与采用精确法算出的结构内力相差甚微,能满足工程所需精度要求。⑴基本假定：桩两端为铰接；作用在横向排架上的水平力完全由叉桩承受；横向排架中的横梁只考虑垂直力和弯矩的作用，按一般弹性支承连续梁工作，然后便可以采用五弯距方程式进行计算。⑵计算方法：按弹性支承连续梁工作，用五弯距方程式进行计算。23、高桩桁架式码头和无梁板式码头的计算特点？高桩桁架式的计算：⑴把横向排架视为刚性桩台⑵框架计算图示：①空腹式（无斜撑）：各节点固接的闭合框架；②单斜式支撑：各节点绞接桁架（静定）③剪力支撑：各节点绞接桁架（超静定）；　无梁板式高桩码头的计算（近似按代替框架法计算）：即先将空间结构简化为双向平面问题，用线支承代替点支承，计算纵向和横向的板带，最后用经验系数进行修正。24、高桩码头单桩的极限承载能力如何计算？桩的水平承载能力决定于什么？有限元方法；极限平衡法；弹性地基反力系数法：m法，常数法，c值法；19 桩的水平承载能力决定于：桩的入土深度，桩的刚度，桩头的状态：是嵌固还是自由；桩周土体的性质。25、高桩码头的整体稳定性验算的特点：1、不考虑高桩码头结构上的荷载（包括自重，使用荷载）。2、不考虑截桩力产生的稳定力关系。26、预制构件施工验算什么情况下的受力分析？一般情况下，钢筋砼构件按使用期产生的内力进行强度配筋和抗裂验算，但对于预制安装的构件：尚应按短暂状况对施工期的受力情况进行强度和抗裂验算，不满足要求时可在施工时采取措施。但对有些构件（桩）施工应力在设计中起控制作用，需安施工期产生的内力进行强度配筋和抗裂验算。桩在施工期起控制作用的主要是吊桩应力和打桩应力。确定二点吊、四点吊的位置：使桩身产生的正负弯矩相等。27、打桩应力影响因素：1、锤击速度和重量2、桩垫及刚度3、桩型和桩的材质4、土质条件5、制桩质量和沉桩工艺。另外桩直径、桩长、桩内水体运动等第五章斜坡码头和浮码头和外海开敞式码头1、斜坡式码头的型式及优缺点？斜坡式码头组成：由坡道、趸船、移动引桥和坡顶挡土墙组成。其中斜坡道为基本结构，其他结构可根据具体需要设置。趸船：供船舶靠离码头，临时堆货，并可移上下，前后动以适应水位的变化。斜坡式码头的结构型式：一、按斜坡道结构型式：实体斜坡码头(1:3～1:8)：用于岸坡地形起伏不大,岸坡坡度适宜且坡脚处水深足够；架空斜坡码头(1:3～1:5)：用于河岸坡度陡或河滩成凹形或实体易造成回淤的情况。二、按上下坡运输作业方式：缆车码头；皮带机码头：散货或大宗小件货（袋袋粮食，化肥水泥）；汽车下河码头。2、斜坡式码头优点：⑴结构简单，建设速度快，投资少⑵对水位变化适应性强。3、缺点：⑴趸船移泊作业麻烦；⑵装卸环节多,通过能力小⑶趸船易受风浪影响⑷作业安全性差。适用条件：对水位差＞17m，以建斜坡码头为主。2、斜坡码头与浮码头区别：1、斜坡码头有固定的斜坡道2、浮码头有变坡和活动的引桥3、斜坡码头的趸船要上下，前后移动4、浮码头一般只有上下移动，无前后移动。3、实体斜坡的构造：实体斜坡由坡身、坡脚和坡顶三部分组成。㈠、坡身：由回填料，坡面，到滤层（前两者之间）两侧护坡，护脚组成。1、回填料的选择：坡身以施工水位为界分成水上，水下两部分。施工水位以上，用透水性好的无粘性材料（碎石，砂卵石，炉渣等）；施工水位以下，用抛填块石两侧护坡（当坡道高出天然岸坡时）；两侧护脚：支撑坡面，以及防止冲刷。2、 坡面结构：施工水位以上，用干砌，浆砌或砼面层预制或现浇；施工水位以下，抛理块石面层（理顺）3、倒滤层：防止回填料被水流，淘刷而流失；位置：回填料与坡面之间，回填料与抛石之间，回填料与护坡、坡脚之间。施工水位以上，采用分层倒滤；施工水位以下：采用天然级配较好的混合料作混合到滤层。㈢、坡顶：为岸坡道与岸的衔接部分，一般采用重力式挡土墙，按一般重力式挡土墙计算。4、实体斜坡坡脚的作用及型式1、作用：支撑坡身，防止水流淘刷地基，常采用抛石棱体2、形式：⑴突出式：用于岸坡较陡，土质较好⑵埋入式：用于岸坡平缓，土质较好⑶其它形式：方块式（土质较好），低桩沉台，板桩（土质较差）5.架空斜坡：由墩台和上部结构组成。架空斜坡码头的重力式墩台的受力分析：在进行重力墩计算时，由于顺轨道方向和垂直轨道方向的荷载不同，因此计算时这两种情况应分别考虑。架空斜坡钢筋砼斜梁的计算特点：简支斜梁在竖向荷载作用下，弯矩与相应的水平梁在竖向荷载作用下相同，可沿斜梁绘弯矩图，纵坐标不变；6、浮码头：组成：趸船、趸船的锚系和支撑设施、引桥及护岸四部分。型式：单跨活动引桥（水位差不大，而岸坡又较陡的地区）；多跨活动引桥（水位差较大，而岸坡平缓的地区）；活动式浮码头（机动性大，可用作战备码头）。趸船的停锚型式（即固定方式）：锚链系锚，撑杆系统系锚，定位墩系锚7、试比较重力式、板桩、高桩、斜坡式码头的适用范围。重力式码头适用于地基承载力好，材料来源丰富的地区；板桩码头适用于能沉入板桩的地区。过去多用于中小码头；高桩码头是一种常采用的码头结构型式，它适用于软土层较厚打桩的地基；对水位差＞17m，以建斜坡码头为主。19 第六章防波堤及修造船建筑物一、防波堤1、防波堤功能1、防御波浪，冰棱的袭击，保证港内水域的平稳；2、阻拦泥沙，减少港内淤积，保证港内水深；3、堤的内侧可兼作码头，或安放系锚设备，供船舶停靠，节省投资。⑴斜坡式防波堤：由堤心石，护面，护底组成（一般）。①优点：ａ、消浪功能好，波浪大部分不反射；ｂ、对地基承载要求不高，损坏后易修复；ｃ、施工容易，一般不需大型起重设备，便于就地取材；②缺点ａ、护面块石易被波浪冲走，需经常维修，增加后期费用；ｂ、堤两侧不能直接作系靠船舶的码头之用。③适用范围水深不大（<10～12ｍ），当地基料价格便宜或地基较软的情况。⑵直立式防波堤：一般由墙身，上部结构，基础组成。在临海，临港两侧均为直立墙，底部基础多采用抛石基床，水下墙身一般采用砼方块或砼沉箱结构，上部多采用现浇石结构（由平台和防波堤组成）①优点：ａ、与斜坡式相比，材料用量少；ｂ、不需要经常维修；ｃ、堤内侧可兼作码头，适用方便②缺点：ａ、波浪反射大，消浪效果差，可能影响港内水域平静；ｂ、堤前水深或基肩上水深小于波浪的破碎水深时，波浪将破碎，对堤前产生很大的动水压力，需加大堤身宽度和需要护底措施，增大造价；ｃ、地基应力大，对不均匀沉降敏感。ｄ、一旦破坏，修复困难。③适用范围：ａ、水深较大（大于破碎水深，使波浪不破碎）ｂ、地基坚实，承载能力大。2、设计波浪标准：包括设计波浪的重现期和设计波浪的波列累积频率。1、重现期标准：指某一特定累积频率的波列平均多少年出现一次，它代表波浪要素的长期（几十年计）统计分布规律。意义：⑴考虑了建筑物的使用年限和重要性；⑵使建筑物具有一定的安全度；⑶反映了波浪要素的长期的统计分布规律（以几十年），在设计中，使用期较长，越重要的建筑物采用较长的重现期（不同结构物设计波浪重现期选择见规范）。2、波列累积频率标准：指设计波列在实际不规则波列中出现的频率。它代表波浪要素短期（以几十分钟计）统计分布规律。意义：⑴反映了特征波浪要素在短期内（以几十年计）的统计分布规律。⑵可以考虑到波浪对不同建筑物或同一建筑物不同部分作用性质差异。㈡、设计波浪的确定方法：一般根据海浪的多年现场实测资料进行统计分析，可求得各种特征波和波浪的要素特征值，由此确定设计波浪要素。一般用平均值作为规则波的计算要素，按规则波理论计算。不规则波的统计特征值有：波列的平均周期，平均波高，累计频率以及1/P大波的平均波高。目前对不规则波的各种波浪变形及波浪作用的处理方法大致可分为以下五种：单一有效波法，单一最大波法，概率分布法，不规则波试验法，谱分析法。3、防波堤轴线布置的主要原则：⑴防波堤轴线布置形成的港内水域应是扩散形的，波浪进入口门内能迅速扩散到较大的波峰线上，使波高降低。⑵防波堤的纵轴线一般应向港内拐折，θ＝120°～180°，尽量避免向港外拐折成凹角β（因为在凹角处会波能集中，波高增大），若必须向外拐，如为保护船舶进出口门时避免受横向波浪影响，在主堤段外端接一辅助翼端，且两段堤轴线的外夹角β角不宜小于150°，且最好用圆弧连接。⑶轴线与波向线要斜交成α＝60°～80°，以减少波浪力，增加安全储备。⑷堤高应沿纵轴线按水深、地质、波浪条件分段设计（堤头、堤身、堤根）。二斜坡堤1．斜坡堤的结构形式：按材料分，大致可分为：⑴抛石防波堤：抗浪能力较差，多用于波浪不大且石料来⑵砌石护面防波堤：材料来源丰富的情况。⑶人工块体护面防波堤：抗浪能力较强，多用于波浪较大的情况。特点：⑴抛石防波堤：a不分级堤：优点：堤身密实、沉降均匀、施工简单；缺点：块石重量轻，容受波浪冲击破坏、后期维修费用高，因此逐渐被分级堤替代。b分级堤：优点：石料利用合理，定性提高，便于有计划的采石料。缺点：石料的来源和数量不易保证。抛石堤适用条件：水深浅、基软、石料丰富、波浪小。对不分级堤：设计波高小于2～2.5m对分级堤：设计波高小于3～4m;对分级堤：设计波高小于3～4m。（2）砼块体堆筑或护面的斜波堤：①抛填砼方块斜波堤：优点：重量大（最大可达60～80t）稳定性好，抗波能力大。缺点：需要大型起重设备，水泥用量大、费用高。适用范围：波浪较大、缺乏石料，但有大型起重船的情况。　②砼块体护面堤：块体重量轻、效果好，一般使用于波高小于3m的情况A：栅栏板块体：缺点：支撑棱体承载力要求较高；对斜坡平整度要求高。B：异形方块：特点：①形状因素比较好，即具有高度的不规则性，有利于块体之间相互结合，增大块体的稳定性；②19 空隙率大，表面粗糙，有利于波浪在斜坡上破碎，波能消散。缺点：块体形状复杂、制作麻烦、施工和使用中因肢体连接部位较弱易断裂，从而失去块体防护作用，给防波堤带来险情。护面块体适用于：水深大、波浪大、地质条件软的情况。2．斜坡与波浪相互作用表现方面：1）斜坡倾斜时对波浪运动形态影响（即波浪的破碎、反射）2）波浪破碎后产生冲击坡面，且部分水体上爬，回流，冲刷坡面。对坡面的保护范围应根据什么因素确定：作用范围在爬高R—d之间，也就是坡面的保护范围。d为冲刷深度，D为波浪爬高。波浪进入斜坡范围的运动特征：1、波浪进入斜坡范围后，底部受斜坡阻挠，使其前坡变陡，后坡变坦；2、到db位置时，波峰失去平衡，产生破碎；3、破碎后波浪产生强大的射流，冲击坡面，上下漫开；4、部分水体爬到一定高度，由于动能转化为势能，在重力作用下，沿斜坡面流，冲刷坡面。4、斜坡断面设计的内容：断面尺寸及构造；稳定性计算（断面稳定性、块石稳定性、胸墙稳定性、地基稳定性等）护面块体的稳定重量计算：我国的港工防波堤规范推荐采用美国Hudson公式。5、斜坡堤用圆弧法进行整体稳定性验算时：⑴圆心一般取在堤内侧⑵采用设计低水位或极端低水位⑶不计波浪作用有软土夹层等情况时，宜用非圆弧滑动面法计算；当地基整体稳定性不能满足要求时，⑴可修改堤的断面设计如放缓边坡，在两侧设置反压等，⑵可以进行地基加固。处理地基稳定性的措施即斜波堤的软基加固方法：⑴当地基为淤泥且厚度较小时可采用抛石挤淤法（h<3m时，可取得较好的效果）；⑵当淤泥厚度<5m时，可采用排水砂垫层或铺设土工布法。进行排水固结，砂垫层厚度可取1-2m,其宽度应大于堤底宽度；⑶当软土层较厚时，宜采用排水砂井或排水板法；⑷当淤泥较厚，且采用陆上推进填石的施工方法时，可采用爆炸排淤法；⑸搅拌水泥土法（软土层较厚）三直　立　堤1．影响直立堤堤前波态的主要因素有：波浪要素（如H）、堤前水深（d）、海底坡度（i）、基床轮廓尺寸（d1）。产生立波、近破波、远破波三种波态的判据和产生条件：立波：当直立墙前水深和基床顶面上的水深大于波浪破碎水深，直立堤的长度大于一个波长以及入射波与墙正交的情况下。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；一般发生在中、高基床情况。远破波：当直立墙前面距墙身半个波长或稍远处，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，一般发生在平缓海底，且基床为暗基床或低基床2.浅水立波的特征：波浪遇墙后不破碎，产生完全反射，即入射波和反射波的波浪要素完全相同，入射波和反射波迭加后形成立波。其特点是波高增加一倍，波长和周期不变。5．直立堤消波的途径（1）顶部削角直立堤：在直立堤的上部结构靠海侧做成较缓的斜面，犹如直立墙削掉一个角。堤前波浪在斜面上破碎，削减一部分波能，减少堤前波浪的反射，从而使波浪减少。（2）开孔消浪直立堤：将沉箱开海侧的箱壁上开一系列孔洞，部分波浪水体通过孔洞进入海侧箱格的消能室，利用堤前波浪与进入消能室水体的相位差和水体进入效能室后产生的剧烈紊动来消能，以达到减少波浪力目的。（3）开孔半圆形防波堤：半圆形防波堤是由半圆形拱圈和底板组成，堤身内不抛填石料。拱圈上开孔可消耗波能，底板上开孔可减小波浪浮托力。（4）削角空心方块防波堤：结合削角斜面结构和开孔消浪结构两者的优点的一种新型结构。6．越顶及削角堤设计时，波浪力处理：波浪越顶时：按不越顶计算波浪力，减去越顶部分的波压力，试验证明是偏安全的。削角堤波浪力：按不同削角堤计算波压力，在斜面上，用相应高程上相同波压力法向作用在斜面上，偏于安全。7．抛石基床形式、适用条件、与重力式区别、基床顶高（厚度）确定的原则：（1）重力式防波堤的抛石基床有暗基床、明基床和混合基床三种形式。适用条件：暗基床：用于水深浅，易冲刷，表面土质差，在堤前无近破波的情况；明基床：用于水深大，地基承载力高，在堤前无近破波的情况；混合基床：用于水深大，地基差的情况，在堤前无近破波的情况(3)区别：重力式码头暗基床适用于原地面水深小于码头前设计水深；明基床适用于原水深大于码头前设计水深；混合基床适用于原地面水深大于码头前设计水深且地基表层为软土。（4）基床顶高：①考虑基床对堤前波浪形态的影响（避免在设计低水位时出现近破波），要避免这种情况，要求d1（d2）≥（1.5～2.0）db；②19 考虑地基承载能力；③结构总造价。基床厚度：非岩石地基上的抛石基床厚度应由计算确定，但粘性土地基不小于1.5m，砂土地基不小于1.0m。8、直立堤荷载组合特征是什么？设计状况及相应组合:⑴持久状况（重现期为50年）:①设计高水位时：波高采用相应的设计波高（重现期为50年。）②设计低水位时，波高采用以下两种方法：A、当有推算外海设计波浪时，应取设计低水位进行波浪浅水变形分析，求出堤前的设计波高；B、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设计高水位时，堤前波态为立波，而设计低水位时，已为破碎波，尚应对设计低水位至设计高水位之间可能产生最大波浪力的水位情况进行计算。④极端高水位时，波高采用相应的设计波高；极端低水位时，可不考虑波浪力的作用。⑵短暂状况：应考虑以下组合:对未成型的重力式直立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5～10年。⑶偶然状况:在进行重力式直立堤地基承载力和整体稳定性计算时，应考虑地震作用的偶然组合。水位采用设计低水位，不计波浪与地震作用的组合。备注：直立堤的稳定性计算，可不考虑堤内侧和堤外侧波浪相组合，即将堤内侧的水面作为静水面。9．直力堤堤头与堤根的设计特点：1.堤头⑴平面形状和加宽特征：①形状：方形（矩形和折角形）、圆形和半圆与矩形的组合②加宽：向港内、向港外和向两侧。设计时宜向港内加宽⑵堤头的结构特征：①适当加宽护底宽度（堤头处水流流速和波浪底流速都较大）。②堤头基床的内外坡度比堤外缓，并要加强基肩部分的保护③堤头顶部三面均要设胸墙，且比堤外胸墙高，以保护堤头设施（如灯塔）④堤头段和堤外段衔接处要设变形缝⑤堤头段长度＝1.5－2倍堤头宽度2、堤根设计特点：⑴一般采用斜坡式⑵当水深较大，且为岩基，堤为直立时，可考虑用直立式堤根，但在堤根部分要抛石，以免波能集中。四、修造船水工建筑物1、造船工艺过程：⑴船体构件加工及分段装配⑵船体装配及下水⑶舾装及试车修船工艺过程：船—修船码头（撤设备）—上墩（检修水下部分）—下水—修船码头（维修水上设备或安装设备）—试车码头（主机，辅机，试车）—出厂；上墩下水建筑物：（1）船台滑道：木滑道，涂油滑道，钢珠滑道，机械化滑道（2）干船坞型：土船坞（临时性建筑物）；干船坞；灌水船坞（3）浮船坞型：⑴浮船坞；浮船坞＋船台；母子船坞（4）升降机型：2、船厂码头：（1）系泊码头：供待修船舶检查，竣工验收，工作船系泊之用；特征：只作系泊用，无起重运轨要求，可停2～4排船（2）材料码头：主要解决工厂材料来源于水路而设的，供运入材料船舶系泊，装卸。特征：应用良好的起重运输条件；平面布置上应靠近工厂仓库、堆场（3）舾装码头（4）试车码头3、船厂组成部分（1）水工建筑物：防波堤，船台滑道，船坞，码头等2）直接生产车间：船体舾装车间，装配车间，木工，轮机等。（3）间接生产车间；（4）辅助设备车间；（5）管理及生活设施。修造船水工建筑物的布置原则：1）对环境的影响2）对农业的影响3）冲刷和淤积的影响4）水域和口门的控制5）选择有利的水文地质条件，使厂区二面或三面环水，可使厂区布置紧凑，便于管理，减少防波堤长度，减少造价6）风向和风力的影响，布置最好是船轴向与风向平行，为离岸风7）与港口的相对位置，船厂水果建筑物应位于港口作业区以外，以免干扰船下水8）陆域布置：应根据生产流程按系统布置五、机械化滑道和干船坞无论是纵向还是横向机械化滑道均由三部分组成：下水滑道区；横移区；船台区19 1、纵向机械化滑道的型式：（1）船排滑道（2）双支点滑道（3）摇架式滑道（4）转盘式滑道（5）自摇式滑道（变坡在横移区）（6）斜架车滑道船排滑道，特点：船体在船排小车上修造，滑道在水上部分即为船台，船体修造处为倾斜状态。船排小车车架高度前后一致。双支点滑道，特点：只用两台小车支撑船舶；船体可斜转平，修船处于水平状态。摇架式滑道，特点：滑道顶端设一摇架，使船体从倾斜转为水平。转盘式滑道，特点：在滑道顶端坡面上设一转盘装置，使船体斜转平。斜架车滑道无船首压力。此前的几种滑道都是在滑道顶端进行斜转平，而自摇式滑道与其它的不同。自摇式滑道（变坡在横移区）特点：船体斜转平在横移区的变坡过渡中进行。斜架车滑道。特点：船排在双层斜架车上；船体始终处于水平；无船首压力大。纵向机械化滑道的共同特征：⑴下水滑道一般垂直于岸线布置，占用岸线短；但要求滑道长且末端水深较深。船舶手水流影响较大；⑵在沿下水滑道上的斜轨移船过程中，由于牵引力与船轴平行，船体不易侧扭，特别是采用整体式下水车时，船体更为稳定。⑶当采用船排小车沿下水滑道向上移船时，在船艏已经出水而船艉仍浮在水上的时刻，船体受弯，对纵向强度低的船只不利。⑷下水滑道总长度和下水滑道区所占面积均比横向滑道小，造价低于横向滑道。⑸滑道末端水深比横向滑道大，末端容易受淤积影响。横向机械化滑道的型式：（1）横向高低轨（或高低轮）滑道（2）梳式滑道高低轨（轮）特点：①下水车兼做横移车，斜转平不需换车，转向环节少（此与纵向滑道不同，纵向滑道下水车不兼做横移车）②上墩下水船体始终处于水平状态（同斜架车滑道）③在下水轨道与横移区轨道衔接处，用曲线高低轨连接（同一半径，不同圆心画圆弧，分别与斜坡轨道和水平轨道相切）。横向机械化滑道的共同特征：⑴插横向上墩，不便于水上定位；⑵因移船方向与船体纵轴线垂直，船体容易受扭；⑶因船上墩下水无艉浮现象，船体不受弯，所以适合纵向强度低的船舶。⑷下水轨道总长度大于纵向滑道，造价较高⑸占用岸线长，但所需水域宽度小；⑹船舶上墩下水手水流影响小⑺滑道末端水深比纵向滑道小。2、机械化滑道的设计水位：滑道设计水位是确定船台地面和滑道末端高程的主要因素。1）设计高水位：以保证船厂陆域不被淹没为原则，与港口码头相同。（2）设计低水位：与港口码头不相同，主要是使用要求上的不同。①港口码头：船舶停靠经常，连续时间长，以全年大部分时间能保证通航停靠为目的确定设计低水位（如海港，历时累计频率达到98％的潮位，河港历时保证率92～98％的水位）②机械化滑道：作业10多次/月，间歇不连续，时间短（1～2h/次）以在一定时间内（如一个月内，枯水期或一年内）某水位可能出现的次数（即为生产所需的次数）且每次持续时间1～2小时的水位为设计水位。即：统计多年实测枯水期水位——选择保证率——设计低水位。3、船台区平面布置的原则：取决于船位数量和每个船位的尺度，原则：①起重机吊杆和平衡回旋时不碰船台绞架；②起重机吊幅至少达到船台中心线；③起重机轨至船台边≥3～4m，便于布置工艺管道；④船台长（宽）＝船长（宽）+（1.5～2.5）×2两侧搭设绞架所需的宽度。4、轨道基础的结构型式（1）轨枕道渣结构：适用：对沉降要求不高，地基较好的情况（用与水下部分要慎重，对当地冲淤情况有充分的论证。）（2）天然地基上的钢筋混凝土梁和板①梁式②板式：荷载大而地基软弱时可用此基础形式。轨道梁和板的适用条件：①轮压力大，地基承载力不足；②移船车对不均匀沉陷要求较高，或轨道结构复杂（如变坡段、曲线过渡段）。（3）人工桩基上的梁。适用：地基软土层厚或天然岸坡陡，而滑道坡度缓需架桥的地段。5、钢筋混凝土轨道梁构造要求：1）用联系梁固定轨距2）梁下层设砼垫层，以下分别是碎石层、砂层，3）伸缩缝间距30—45m，4）端部局部宜加宽或在接头处垫放铬板以减少不均匀沉降。轮压力确定：工程上常采用平均荷载乘以经验性系数的不均匀系数的方法。原因：车轮压力与船重、车重及其在各车之间，轮重之间的分配有关，而这种分配又与船、车、轨道结构和地基基础相对刚度有关。荷载不均匀系数：⑴K—船重在分段式船排小车之间的分布不均匀系数（双支点滑道1.2—1.4，其他1.3—1.8），当船体均匀，基础及车轮弹性好，轨道施工精度高，取小值，反之，取大值。⑵k—同一车子各轮压的不均匀系数1.1—1.2。船体偏心小，车轮少，轨道少，施工精度高，地基弹性好，取小值，反之，取大值。19 6、船排车在滑道入水前后船首压力的变化过程：船排车在滑道入水前后船首压力的变化过程：船排小车载船下滑，船尾浸水后，受到浮力作用，产生尾浮力矩，使船重在各小车之间的分配发生变化，其中船首下的第一台小车受到的压力最大；船舶继续下滑，船艉浮力矩增大，船艏压力随之增大，当船舶下滑到某一位置时，船艉开始浮起，船体只与船艏下的第一台小车接触，而与其它小车完全脱离，此时船艏压力达到最大值；船舶再下滑，船艉浮力继续增大，但其作用位置逐渐靠近船舶重心，船艉浮力矩变化不大，船艏压力随之减小，到船体全浮时，船艉浮力矩等于零，船艏压力也就消失。船首压力：船排小车载船下滑，船尾浸水后，受到浮力作用，产生尾浮力矩，使船重在各小车之间的分配发生变化，其中船首小车受到的压力最大，称此压力为船首压力。7、天然地基上轨道梁计算方法：（1）地基反力直线分布法2）理想弹性体假设(3)地基系数法（文克尔假定）　　道床系数C（N/cm3）——轨枕下沉1cm时作用于道渣上的压力强度（N/cm3）轨枕的弹性系数R（N/cm）：使轨枕下沉1cm时钢轨作用在轨枕上的压力（N）钢轨的轨道系数μ（N/cm2），μ=R/a，其中a——轨枕中心距。8、坞室结构的分类：（1）按坞墙与坞底的连接方式分：①整体式—两者为刚性连接②分离式—两者不连接，用缝分开而相互独立。③铰接式—两者为铰接。介于整体式和分离式之间。（2）按克服地下水浮托力方式分：重力式：依靠结构自身的质量克服地下水的浮托力；锚固式：用锚杆或锚桩将底板锚固于低级，依靠锚固力和结构自重来克服地下水浮托力。排水减压式：采用地下排水设施部分或全部消除地下水浮托力。分离式坞墙的结构型式：重力式：包括实体式、悬臂式和扶臂式，适用于承载力较高的地基；桩基承台式：适用于承载力较低的地基；衬砌式和混合式：适用于坞墙后全部或部分为岩体的情况；板桩式：适用于承载力较低的地基。9、设计干船坞时，通过何种措施来减少底板厚度和克服地下水浮托力？19'