港口水工建筑物2.docx

'1.开敞式码头的特点？在我国发展前景如何？特点：（1）因码头前沿水深，波浪大，要求码头面高程高；（2）码头结构承受较大的波浪和海流共同作用的动力荷载，需配备大拉力的系缆结构和吸能好的大型护弦；（3）为适应施工条件恶劣，荷载的动力性质和使用要求，宜选用装配程度高、弹性好和波浪反射较轻的结构。发展前景：开敞式码头的建设在我国是从20世纪70年代初开始，此后相继建成了一系列开敞式码头，其中多数为油码头、矿石码头和煤码头，也有集装箱码头，开敞式码头特别适用于深水码头而且不用建防波堤，耗资减少，故其发展前景是非常好的。2.开敞式码头有哪几种主要形式和它们的适用条件？（1（2（3）岛式(码头为墩式,（4（5）多点系泊式：油码头，当深水区距岸较远时，适用于风浪和海流的方向比较固定的情况。3.开敞式码头中的桩基栈桥式码头与一般高桩梁板式码头有何异同？高桩栈桥式与梁板式高桩码头基本相同，其特点：（1）因为开敞式码头所受的水平荷载大（船舶荷载、波浪力等），故需设置较多的叉桩；（2）为了避免码头受波浪力作用，一般将码头面高程提高到波浪作用不到的高度，形成较高的上部结构，在一般情况下，可以采用梁板式上部结构；如果码头面过高，则可考虑采用框架式上部结构；（3）由于采用高效率的装卸机械，装卸机械荷载（轮压）大，而堆货荷载小；（4）不仅要求有良好的横向刚度，还要求有较好的纵向刚度，故结构上在相邻排架间需设水平撑。4.孤立墩式码头由哪几部分组成？各部分作用？与重力墩栈桥式码头有何异同点？组成及各部分作用：工作平台（或称装卸平台）：供放置装卸机械，不承受船舶荷载靠船墩：停靠船舶，承受船舶撞击力、挤靠力、系缆力系船墩：设置系船柱，承受系缆力人行桥：供码头操作人员在各墩之间行走(有时设)防冲柱：以保护系船墩和人行桥。与重力墩栈桥异同：（1）相同点：与栈桥墩一样，也有重力式和高桩墩台式两种。（2）不同点：孤立墩具有更明显的空间工作特点，特别是靠船墩和系船墩，并且承受较大的水平荷载，所以平面尺寸一般比栈桥墩大。5.孤立墩式码头的平面布置有哪些基本要求？补：靠船墩布置形式：（1）一字型优：可两侧靠泊，抵御沿码头纵向力较有效，适用于主波向较明显的区域。缺：受装卸设备、码头宽度限制，抵御横向力较差。适用：油、干散货码头（2）蝶形优：系缆墩离开码头前沿后移，可使系缆长度增加，同时便于调节系缆角。对波浪条件较复杂的海区开敞式泊位较适用。 适用：油码头、中央固定式装卸机械墩台。布置基本要求：总的要求的保证船舶停靠稳定，缆绳布置合理，长度适当，墩子数量少。（1）靠船墩的布置：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%。（2）系船墩的布置：满足缆绳长度和系缆角度的要求。（3）工作平台：一般布置在码头中央。详细：（1）靠船墩的布置数量和间距主要取决于码头结构形式、设计船型和需要适应的船型范围以及当地波浪等自然条件。一般对称于工作平台布置2个，为了使船不与工作平台接触，它们的前沿比工作平台向外多伸出20~30cm。间距取决于系泊船舶压载状态时吃水线的直线段长度L0。（2）系船墩布置以泊位中心为准，在前后对称布置首尾、倒、横缆等4~6座系缆墩。形式和距离根据当地的水流、波浪、风向等条件和船舶尺度等因素决定。特点（与有掩护码头系缆设施的不同）：要考虑缆绳对船舶运动的缓冲作用、吸收部分船舶运动能量，并要承受在横浪和水流作用下船舶产生的较大横向系缆力，因此必须加强横向系泊能力和增长缆绳长度。要通过模型试验的方法确定合理的布缆形式。（3）工作平台一般布置在码头中央。平台尺度主要根据其上机械设备和操作室、计量站等的布置要求确定。一般还设置系倒缆的系船柱（系缆方式有顺、横、倒缆三种）。因不直接承受船舶荷载，故其结构大多采用直、斜桩兼用的刚性平台或柔性平台。6.高桩墩台的桩基布置时，应考虑哪些主要因素？并应注意哪些要求？为什么？补：布置形式：（1）扇形式组成：单斜桩或直桩。特点：各桩轴向力较均匀，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。（2）叉桩式组成：直桩、单斜桩、叉桩。特点：设有叉桩方向的墩台位移和桩端弯矩小，而叉桩的桩力较大，适用于水深较深、水平荷载较大而垂直荷载小的情况。考虑因素：水深、墩台受力情况和施工方便。注意点及原因：（1）尽量采用单轴对称或双轴对称的布置，原因：结构简单，计算容易，施工方便。（2）当采用钢桩时，在满足强度要求前提下，宜采用扇形布置，原因：墩台位移量大，弹性好，有利于减小船舶撞击力。（3）采用钢筋混凝土桩时，如荷载引起的扭矩（对垂直轴）较小，可忽略不计时，宜采用a1和a2布置形式，打桩方便；如扭矩较大不可忽略时，宜采用b1和b2的布置形式，并使斜桩或叉桩的水平投影间距dx、dy尽量大，以利于一部分桩轴向力产生的力偶抵抗扭矩，提高桩基的抗扭刚度。但打桩困难较大。（4）对于承受扭矩的墩子，应避免各基桩轴线延长线在平面上交于一点，原因：此时桩轴向力产生的扭矩为零，墩台只能靠桩端弯矩抵抗，抗扭刚度小。（5）充分考虑各桩施打的可能性和方便，原因：墩子的基桩多而密，且方向复杂。 7、高桩墩台的受力特点及其桩力计算图式和计算方法的选取与哪些因素有关？受力特点：墩子是空间结构，因此不但要考虑垂直荷载和码头线垂直方向的水平荷载，还应考虑顺码头线方向的水平荷载，以及上述荷载产生的扭矩。因素：计算图式的选取主要与墩台刚度、桩两端的连接性质有关；计算方法的选取主要与基桩布置有关。8.单点系泊码头类型及其特点？类型：（1）悬链线锚腿系泊设施（2）单锚腿系泊设施特点：（1）系泊船首可绕单点做360°旋转，并向着产生最小外力的方向转动，作用在单点上的系泊力能够经常保持最小（2）适应性强，再较恶劣条件下可以照常运营，且运营费较低（3）布置受海域限制较小，有一定灵活性，充分利用天然水深，建设速度快（4）投资少10.单点系泊系统是由哪些系统组成？系船浮筒，浮筒旋转甲板，油品输送旋转接头，锚链，系泊缆，输油软管，锚碇，海底管线末端管汇系统1.弹性地基梁板的分析理论常有哪几种基本假设？各种假设的优缺点及其适用条件？一般采用哪种假设？为什么？（1）地基反力直线分布假设优点：最简单，用偏心受压公式即可求得基底反力的分布。缺点：该假设完全没有考虑基础梁与地基之间的相对刚度，对于柔性的基础梁，将会造成相当大的偏差。适用条件：用于刚性基础梁的计算。（2）地基系数假设（或称基床系数假设，文克勒假设）优点：考虑了基础与地基的弹性性质和两者在受力后保持接触的原则,而且使用比较方便,如果地基系数k选择合理,计算结果能满足工程上的要求,因此广泛使用。缺点：将地基模拟为无限多孤立弹簧，忽略了地基的整体性和连续性，基础以外变形为零，不能考虑边载的作用，对于同一种土，k值随外力大小、基础的平面形状尺寸等因素而变化，并非常数，故采用单一的k没有反映地基的性质，只是一个经验系数。适用条件：地基系数k值选用得当时，计算结果尚能满足工程上的要求。（3）理想弹性体假设优点：可利用弹性力学中解答建立地基表面各点的压力和沉降关系，充分考虑了地基的整体性和连续性。缺点：土基性质与理想弹性体相距甚远，故理论仍有缺陷.对于刚性大的基础，得出马鞍形地基反力分布，基础两端反力集中，产生过大弯矩，使基础材料用量和造价增加，工程上不经济。适用条件：刚度不大的基础一般采用地基系数假设，因为虑了基础与地基的弹性性质和两者在受力后保持接触的原则，而且使用比较方便，如果地基系数k选择合理,计算结果能满足工程上的要求。 2.地基系数假设（文克勒假设）的基本要点是什么？初参数法的基本原理？一、基本要点（1）弹性地基梁的地基反力与沉降成正比;（2）不考虑作用在梁与地基接触面上的水平摩擦力;（3）计算时考虑微小单元的受力平衡,利用材料力学梁受弯的微分方程,可得基本理论方程,即梁的弹性曲线的微分方程——常系数线性非齐次微分方程,可得基础梁的挠度的通解,再根据材料力学关系式得到弯矩M、剪力Q和地基反力p的值。二、初参数法的基本原理初参数法是建立梁左端四个初始参数y0、θ0、M0、和Q0与积分常数C1~C4之间的关系式，得到以四个初始参数表达的地基梁通解形式，然后再考虑梁上各种形式荷载的作用，可求得初参数法的一般解。因一般解中只有四个初始参数为未知值，使地基梁问题归结为求解这四个初参数。（书上：积分常数C1~C4一般可用初参数表示y0、θ0、M0、和Q0表示，即在梁上所选取的某一初始截面相应的挠度、转角、弯矩和剪力的各数值。）3.何为地基系数k？k值大小与哪些因素有关？如何确定？地基发生单位沉降时在单位面积上所受的压力值，是基础梁板计算中的重要参数。影响因素：地基土体性质，底板面积、形状、刚度、地基应力大小、荷载性质。确定方式：通过现场静荷载实验确定，还必须根据实际情况进行修正4．有限长梁、无限长梁与半无限长梁、三种梁的主要区别在什么地方？如何判断？边界条件有限长梁：无限长梁：当集中荷载距梁两端的距离均超过π/α，就可按无限长梁计算其变形和内力。边界条件（1）距离集中荷载作用点无限远处，挠度y应趋近于零，即x→∞时y→0（2）在x=0处梁的弯曲弹性线的切线应当是水平的，即θ0=0（3）直接在力P作用点的右方，剪力应等于Q=-P/2半无限长梁：边界条件x→∞时y→0，θ→0；x→0时M0=m0，Q0=-P05．何为影响线？在轨道梁的计算中常利用影响线，为什么？单位荷载在梁上移动时，表示在某一指定截面上所产生的某项量值变化规律的图形原因：非常清楚的表示出当荷载在结构物上移动时，他所代表的量值的变化情况；影响线系根据单位荷载在结构上移动时所做出的，既不决定于外荷载，又不随外载的改变而改变。6.轨道梁的计算中是如何考虑钢轨的影响？桩基上轨道梁在什么条件下可按刚性支承连续梁计算？为什么？钢轨影响：（1）钢轨是跨越梁端伸缩缝连续铺设的,可认为由于钢轨的联系而相邻两梁端的沉陷相等；（2）钢轨刚度远小于轨道梁，不足以传递弯矩，可传递剪力，故认为相邻两梁是用钢轨铰接起来的，因此在计算轨道梁时除考虑所有外力外，还应考虑钢轨剪力的影响。可按刚性支承连续梁计算条件：当6EIK"<0.15时（其中EI为梁的抗弯刚度、K’为桩的弹性变形系数、l为桩的间l3距），桩基上轨道梁的计算可按刚性支承连续梁计算。原因：因为梁的内力不仅受支座性质的影响，而且也受其它因素，如支座的间距、支座的刚度、梁的抗弯刚度等因素的影响。在桩的刚性系数较大而间距很大，梁的抗弯刚度不大的情况下，支承弹性对梁的内力影响就不显著,可按刚性支承连续梁计算。 7．重力式，板桩式，混合式坞墙的计算特点？其与一般码头中的重力墙和板桩墙在计算中有何异同？特点：（1）重力式：底板对坞墙有顶撑作用，由水平滑动稳定控制（2）板桩式：与坞室的施工程序密切相关。（3）混合式墙坞：简化为弹性地基上的变截面梁异同：坞墙的主要计算情况是坞内无水，坞墙后出现最大荷载的情况，整体式不需坞墙的稳定性计算，分离式坞式与码头相同8.采用初参数法计算整体式和双铰式船坞底板的主要差别是什么？整体式底板在中板与边板交界处的截面有挠度、转角、弯矩和剪力；双铰式切开后弯矩0M=0，边板右端和中板左端的剪力Q0和挠度y0均互等，只是转角不等。(书上：双铰底板在铰接处切开，在此弯矩M0=0，边板右端和中板左端的剪力Q0和挠度y0均互等，只是转角不等，分别以θ0和θ0"表示。边板按绝对刚性梁计算，中板仍按有限长梁计算。只要在前面为整体式底板所导出的各公式中令0M=0，并将边板在切口处的转角用θ0"表示，就可得到双铰底板相应的解。)1.干船坞的结构组成及其作用坞室：为修造船提供场地的区段，坞首：安放坞门坞门：用来挡水灌排水系统：向坞内灌排水拖拽系缆设备：拖拽船舶进出船坞，固定船舶垫船设备：坞室中支撑船体的设施起重设备、动力及公用设施2.船舶进出船坞的过程出坞：船缆系在系船柱，打开进水闸门向坞内灌水，坞内外水位平齐后船缆系在牵引小车上，开坞门，拽船小车牵引船首缆绳外移，船尾到坞口附近拖轮协助拖拽，船首离开坞口松开缆绳，由口门旁另一艘拖轮协助船舶进入舾装泊位进坞：拖船将船拖到坞口操作水域，坞口绞盘与拖轮协助回旋定位，使船舶对准坞口，船首进入坞口后关闭坞门，船缆系在系船柱上，排水，船底与龙骨墩接触时停止排水，检查座墩正否，不正则加水校正，校正后抽干水，楔紧垫木3.干船坞结构形式，特点，适用条件坞墙重力式：适用于承载力较高的地基，桩基承台式和板桩式：承载力较低的地基衬砌式和混合式：坞墙后全部为全部或部分岩体坞室重力式：要求地基足够承载力，地基土透水性较大锚固式：底板下地基适合做锚固设施时，为了减小底板厚度排水减压式：适用于弱透水地基，经防渗处理后地基渗流量较小的情况坞口整体式'