重力式碼頭介紹及設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)交流

1、主講人：王建良主講人：王建良二二一六年六月一六年六月一一、重力式碼頭結(jié)構(gòu)類型、重力式碼頭結(jié)構(gòu)類型二二、重力式碼頭設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)交流、重力式碼頭設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)交流重力式板樁式高樁式混合式浮碼頭特點(diǎn)：1、靠自重抵抗建筑物滑動(dòng)和傾覆，對超載和工藝變化適應(yīng)能力最好；2、堅(jiān)固耐久，抗凍抗冰；3、施工簡單，維修費(fèi)用少。適用：較好地基高樁式除上述三種為主要結(jié)構(gòu)型式外，可根據(jù)當(dāng)?shù)氐鼗?、水文、材料、施工條件和碼頭使用要求等因素，也可采用各種不同型式的混合結(jié)構(gòu)，圖中大型框架式碼頭為透空的重力式結(jié)構(gòu)。壁樁框架結(jié)構(gòu)，包括框架和壁樁，其具有傳統(tǒng)樁式結(jié)構(gòu)地基適應(yīng)性強(qiáng)、構(gòu)件預(yù)制度高、施工簡便的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)克服了樁式結(jié)構(gòu)耐久性差、承載能力

2、低的缺點(diǎn)。第一部分 重力式重力式碼頭結(jié)構(gòu)碼頭結(jié)構(gòu)類型類型基基 礎(chǔ)礎(chǔ)墻身墻身胸墻胸墻墻后回填墻后回填6、沉入式大圓筒碼頭7、格型鋼板樁碼頭矩形沉箱圓形沉箱開孔沉箱非對稱式雖然能節(jié)省一部分混凝土量，但形狀復(fù)雜，下水、浮運(yùn)安裝均需起重船協(xié)助，若無特殊要求，一般很少采用。矩形沉箱對稱式對稱式非對稱式非對稱式側(cè)壁側(cè)壁后壁后壁前壁前壁前趾前趾后趾后趾橫隔墻橫隔墻縱隔墻縱隔墻有消浪要求的碼頭可采用。有消浪要求的碼頭可采用。 前兩排倉隔分別在前面板、側(cè)隔墻、隔板開孔，其中前面板布置8個(gè)的豎向孔。重力式方塊結(jié)構(gòu)基床厚4.0m。墻體由四層方塊及卸荷板構(gòu)成，底層方塊底寬7.3m，單個(gè)方塊最重約264噸。上部現(xiàn)澆砼胸

3、墻。墻體后設(shè)拋石棱體，棱體外設(shè)二片石和混合倒濾層。7.3優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：耐久性好，基本不需要鋼材，施工簡單，不：耐久性好，基本不需要鋼材，施工簡單，不需需 復(fù)雜復(fù)雜的的施設(shè)備施設(shè)備；缺點(diǎn)缺點(diǎn)：水下工作量大，結(jié)構(gòu)：水下工作量大，結(jié)構(gòu)整體性能差。整體性能差。一般一般適用于地基適用于地基較好的中小型碼頭（較好的中小型碼頭（5w5w噸級以下）。噸級以下）。 由由立板、底板立板、底板和和肋板肋板互相整體連接而成的鋼筋混凝互相整體連接而成的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。土結(jié)構(gòu)。按按扶壁施工方法可分為預(yù)制扶壁施工方法可分為預(yù)制安裝結(jié)構(gòu)和安裝結(jié)構(gòu)和現(xiàn)澆連續(xù)結(jié)現(xiàn)澆連續(xù)結(jié)構(gòu)構(gòu)。 大圓筒是無底的大直徑圓形薄壁結(jié)構(gòu)。大圓筒直徑一般為52

4、0m。 預(yù)制好的大圓筒吊運(yùn)到現(xiàn)場安裝，待安裝完畢后，筒內(nèi)充填塊石或砂，圓筒之間采取堵縫措施。 按基礎(chǔ)形式分類：按基礎(chǔ)形式分類：座床式座床式（放在拋石基床上）：當(dāng)（放在拋石基床上）：當(dāng)?shù)鼗虏簧钐幱休^硬土層而直接地基下不深處有較硬土層而直接放置圓筒其承載力又不足時(shí)采用。放置圓筒其承載力又不足時(shí)采用。沉入式沉入式：當(dāng)?shù)鼗砻嬉韵拢寒?dāng)?shù)鼗砻嬉韵掠幸挥幸欢ㄉ疃鹊能浲炼ㄉ疃鹊能浲翆?，層，可以將可以將圓筒圓筒穿過軟土層插入到下臥持力層。穿過軟土層插入到下臥持力層。港珠澳大橋港珠澳大橋人工島沉入式鋼圓筒人工島沉入式鋼圓筒港珠澳大橋港珠澳大橋人工島沉入式鋼圓筒人工島沉入式鋼圓筒港珠澳大橋港珠澳大橋人工島沉入

5、式鋼圓筒人工島沉入式鋼圓筒優(yōu)點(diǎn)：就地取材，不需鋼材，不需大型和復(fù)雜的施工設(shè)備，施工簡單，整體性好。缺點(diǎn)施工施工籌備期短，施工速度快，占用籌備期短，施工速度快，占用場地小。場地小。 在沙源豐富地區(qū)，對于水深大在沙源豐富地區(qū)，對于水深大、擋土高度大和岸線較長的碼、擋土高度大和岸線較長的碼頭來說，是一種比較經(jīng)濟(jì)合理頭來說，是一種比較經(jīng)濟(jì)合理的結(jié)構(gòu)形式。的結(jié)構(gòu)形式。圓格形圓格形扁格形扁格形第二部分 重力式碼頭的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)交流重力式碼頭的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)交流重力式重力式碼頭的碼頭的設(shè)計(jì)狀況設(shè)計(jì)狀況1 1、永久、永久作用作用 2 2、可變、可變作用作用3 3、地震作用、地震作用 堆貨荷載、流動(dòng)機(jī)械荷載、可變作用產(chǎn)生

6、的土壓力、船舶荷載、波浪力、冰荷載、施工荷載等。 建筑物自重、固定設(shè)備自重、墻后填料產(chǎn)生的土壓力和剩余水壓力等。（1）容重宜通過試驗(yàn)確定，無實(shí)測資料時(shí)， 按規(guī)范取值。 （2）對于無粘性材料（砂、石），剩余水位以上采用天然高度，剩余水位以下采用浮重度。粘性土根據(jù)當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)選用。1 1、建筑物自重力、建筑物自重力 、剩余水壓力墻后為拋石棱體或粗于中砂的填料，可不考慮剩余水壓力。墻后為中砂或細(xì)于中砂的填料（包括粘性土）時(shí)：潮汐港：剩余水頭取1/51/3的平均潮差；河港：取決于排水措施和墻前、后地下水位情況。3 3、土壓力、土壓力古典土壓力理論：古典土壓力理論：庫侖理論庫侖理論朗肯理論朗肯理論特殊情況特

7、殊情況采用采用圖解法圖解法 對減壓棱體，當(dāng)破裂對減壓棱體，當(dāng)破裂面通過兩種填料時(shí)，出面通過兩種填料時(shí)，出坡坡點(diǎn)點(diǎn)P P 以上和以下分別按兩以上和以下分別按兩種種填料計(jì)算土壓力。填料計(jì)算土壓力。出坡點(diǎn)出坡點(diǎn)P P點(diǎn)的點(diǎn)的位置可位置可按平均破裂角近似按平均破裂角近似確定確定，平均破裂角可按兩種填料平均破裂角可按兩種填料破裂角標(biāo)準(zhǔn)值由層厚加權(quán)破裂角標(biāo)準(zhǔn)值由層厚加權(quán)平均確定。即平均確定。即： 出坡出坡點(diǎn)點(diǎn)P P212211hhhh卸荷板下土壓力圖卸荷板下土壓力圖 M點(diǎn)以上的土壓力不計(jì)卸荷板底面以上土重力的影響；N點(diǎn)以下土壓力按無卸荷板情況考慮。MN之間按直線過渡。4 4、船舶荷載、船舶荷載l 一般只考

8、慮系纜力 (抗傾抗滑穩(wěn)定計(jì)算）；l 分布寬度：以45度角向下擴(kuò)散原則確定。對分段長度內(nèi)為一個(gè)整體結(jié)構(gòu)的碼頭，驗(yàn)算墻底穩(wěn)定性時(shí)，系纜力分布長度等于一個(gè)分段長度。重力式碼頭地面荷載一般只考慮堆貨荷載、門機(jī)和鐵路荷載。（1 1）堆貨荷載）堆貨荷載應(yīng)根據(jù)堆存貨種、裝卸工藝確定的堆存情況，結(jié)合結(jié)構(gòu)型式、地基條件和不同計(jì)算項(xiàng)目并考慮港口發(fā)展等經(jīng)綜合分析確定。一般可按荷載規(guī)范選用。 (2) (2)門機(jī)和鐵路荷載門機(jī)和鐵路荷載以輪壓形式作用在軌道上，然后通過軌枕或軌道梁沿碼頭的縱橫向向下傳布。實(shí)際工程中常采用等代均布荷載的方式處理。5、地面使用荷載（1 1）沿碼頭長度方向?qū)⑤唹毫D(zhuǎn)化成線荷載）沿碼頭長度方向?qū)?/p>

9、輪壓力轉(zhuǎn)化成線荷載 P Pmm=nPnP/L/L門機(jī)荷載簡化方法門機(jī)荷載簡化方法L L結(jié)構(gòu)縫結(jié)構(gòu)縫門機(jī)荷載簡化方法門機(jī)荷載簡化方法（2 2）垂直碼頭前沿方向?qū)⒕€荷載分布到門）垂直碼頭前沿方向?qū)⒕€荷載分布到門機(jī)軌道基礎(chǔ)寬度上。機(jī)軌道基礎(chǔ)寬度上。 P=P=Pm/BPm/BB BB B地面使用荷載的布置地面使用荷載為可變荷載時(shí)，應(yīng)根據(jù)不同的計(jì)算項(xiàng)目，按最不利情況進(jìn)行布置。垂直力最大，水平力最大用于驗(yàn)算基床、地基承載力及建筑物的沉降和整體滑動(dòng)穩(wěn)定性。垂直力最小，水平力最大用于計(jì)算抗傾、抗滑穩(wěn)定性。垂直力最大，水平力最小用于驗(yàn)算基底后踵的應(yīng)力。54（1）墻前進(jìn)行波高大于1.0m時(shí)，應(yīng)考慮波浪力（波谷）。（2）設(shè)計(jì)波浪重現(xiàn)期取50年一遇（水文規(guī)范），施工期波浪重現(xiàn)期取510年一遇（防波堤直立堤）。設(shè)計(jì)波高累積頻率H1%，驗(yàn)算基床、護(hù)底塊石穩(wěn)定性時(shí)，采用H5%。 （3）采用的波高必須是設(shè)計(jì)潮位相對應(yīng)的波高。 碼頭前沿設(shè)計(jì)底高程-13.6m，持力層為第層含粘性土碎石，層頂高程-22.3m。軟土層厚度8.7m。第層以上為淤泥質(zhì)土，明顯不適合做持力層。第層含粘性土碎石淤泥質(zhì)土第層含粘性土碎石 方案一：直接大開挖，厚拋石基床方案。應(yīng)力擴(kuò)散線第層含粘性土碎石 方案一：直接大開挖，厚拋石基床方案。第層含粘性土碎石