第一章 碼頭概述

第一章碼頭概論第一節(jié)

碼頭分類和組成一、碼頭分類1．按平面布置分類(順岸式、突堤式、墩式）

順岸式滿堂式引橋式滿堂式順岸碼頭（長(zhǎng)沙霞凝港）施工期營(yíng)運(yùn)期引橋式順岸碼頭（岳陽(yáng)城陵磯松陽(yáng)湖港區(qū)）引橋式順岸碼頭突堤式窄突堤碼頭沿寬度方向是一個(gè)整體結(jié)構(gòu)。寬突堤碼頭沿寬度方向兩側(cè)為碼頭結(jié)構(gòu)，中間通過(guò)填筑構(gòu)成碼頭地面。窄突堤寬突堤

寬突堤碼頭

墩式由靠船墩、系船墩、工作平臺(tái)墩、引橋、人行橋組成。墩臺(tái)與岸用引橋連接，墩臺(tái)之間用人行橋連接，船舶的系靠由系船墩和靠船墩承擔(dān)，裝卸作業(yè)在工作平臺(tái)墩上進(jìn)行。墩式碼頭多級(jí)式2．按斷面形式分類直立式斜坡式半直立式半斜坡式（水位差較小的海港、河港）（水位變化大的上、中游河港）（高水位時(shí)間較長(zhǎng)的水庫(kù)港）（枯水期較長(zhǎng)的山區(qū)河港）（在水位差大且洪水期不長(zhǎng)的上游河港。上級(jí)碼頭供洪水期使用；下級(jí)碼頭供枯水期或一般水位時(shí)使用，而在洪水期被淹沒）3按結(jié)構(gòu)型式分類（重力式碼頭、板樁碼頭、高樁碼頭）重力式碼頭特點(diǎn)：靠自重抵抗建筑物滑動(dòng)和傾覆，是對(duì)超載和工藝變化適應(yīng)能力最好的一種耐久性結(jié)構(gòu)。適用：較好地基板樁碼頭特點(diǎn)：靠打入地基中的板樁墻擋土，受有較大的土壓力，鋼筋混凝土板樁適用于萬(wàn)噸級(jí)以下的碼頭。鋼板樁則可用于大型碼頭。適用：所有板樁可沉入的地基高樁碼頭特點(diǎn)：主要由上部結(jié)構(gòu)和樁基組成，通過(guò)上部結(jié)構(gòu)將作用在碼頭上的荷載經(jīng)樁基傳給地基，其耐久性、對(duì)超載以及工藝變化的適應(yīng)能力較差。適用：軟土地基混合式碼頭貨運(yùn)碼頭客運(yùn)碼頭工作船碼頭漁碼頭軍用碼頭修船碼頭

4.其它分類二、碼頭的組成部分

上部結(jié)構(gòu)下部結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)碼頭設(shè)備①將下部結(jié)構(gòu)的構(gòu)件連成整體；②直接承受荷載，并傳給下部結(jié)構(gòu)；③作為設(shè)置各種設(shè)施的基礎(chǔ)①支承上部結(jié)構(gòu)，形成直立岸壁；②將作用在上部結(jié)構(gòu)和本身上的荷載傳給地基。用于船舶系靠和裝卸作業(yè)碼頭組成示意圖第二節(jié)碼頭結(jié)構(gòu)上的作用及組合2.1作用基本概念

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，分為直接作用和間接作用兩種。直接作用：集中力和分布力，工程上習(xí)慣稱它們?yōu)楹奢d。間接作用：引起結(jié)構(gòu)外加變形和約束變形的原因，如地 基沉降、混凝土收縮變形、溫度變形等。

2.2作用的分類 目的：作用效應(yīng)組合的需要。（一）按時(shí)間的變異

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) 可變作用：在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)，其量值隨時(shí)間變 化與平均值相比不可忽略偶然作用：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（二）按空間位置的變化

固定作用：在結(jié)構(gòu)上具有固定分布的作用自由作用：在結(jié)構(gòu)的一定范圍內(nèi)可以任意分 布的作用（三）按結(jié)構(gòu)的反應(yīng)

靜態(tài)作用：加載過(guò)程中結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的加速度可 以忽略不計(jì)的作用

動(dòng)態(tài)作用：加載過(guò)程中結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不可忽略的 加速度的作用正常條件下，結(jié)構(gòu)使用過(guò)程中的狀況持久狀況短暫狀況偶然狀況結(jié)構(gòu)施工和安裝等持續(xù)時(shí)間較短的狀況結(jié)構(gòu)承受設(shè)防地震等持續(xù)時(shí)間很短的狀況2.３設(shè)計(jì)狀況和作用組合設(shè)計(jì)狀況

持久組合承載能力 短暫組合極限狀態(tài) 偶然組合

正常使用持久狀況極限狀態(tài)短暫狀況短期效應(yīng)(頻遇)組合長(zhǎng)期效應(yīng)(準(zhǔn)永久)組合作用組合永久作用的代表值：標(biāo)準(zhǔn)值為唯一代表值可變作用的代表值：標(biāo)準(zhǔn)值、頻遇值和準(zhǔn)永久值偶然作用的代表值：綜合分析確定。作用的代表值2.４設(shè)計(jì)表達(dá)式

（一）承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式為：Sd≤Rd

式中：Sd——作用效應(yīng)設(shè)計(jì)值，如法向應(yīng)力、剪力和彎矩等的設(shè)計(jì)值，與作用效應(yīng)組合有關(guān)；Rd——結(jié)構(gòu)抗力設(shè)計(jì)值，如抗壓、抗拉、抗剪和抗彎強(qiáng)度等的設(shè)計(jì)值。1、持久組合第一大項(xiàng)永久作用第二大項(xiàng)主導(dǎo)可變作用第三大項(xiàng)非主導(dǎo)可變作用永久作用可變作用分項(xiàng)系數(shù)效應(yīng)系數(shù)組合系數(shù)結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)2、短暫組合3、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

（二）正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式為： S≤R式中：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。1、持久狀況的短期效應(yīng)(頻遇)組合

2、持久狀況的長(zhǎng)期效應(yīng)(準(zhǔn)永久)組合

3、短暫狀況當(dāng)需要考慮正常使用極限狀態(tài)時(shí)第三節(jié)碼頭地面使用荷載3.1堆貨荷載與人群荷載

影響因素：堆存貨種、裝卸工藝、結(jié)合結(jié)構(gòu)型式、地基條件、不同計(jì)算項(xiàng)目《荷載規(guī)范》將堆貨荷載分成三個(gè)區(qū)域：

碼頭前沿區(qū)、前方堆場(chǎng)和后方堆場(chǎng)。1、前沿區(qū)有門機(jī)的碼頭：14m 沒有門機(jī)的海港碼頭：10m 河港碼頭：4—8m2、前方堆場(chǎng)有門機(jī)的碼頭，按門機(jī)吊臂可伸到的范圍確定的； 不設(shè)門機(jī)的碼頭，可根據(jù)各港采用的裝卸設(shè)備和管理情況確定。3、后方堆場(chǎng)是指前方堆場(chǎng)以后的堆場(chǎng)。后方堆場(chǎng)堆貨荷載通常位于港口水工建筑物邊緣或以外，對(duì)碼頭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一般影響很小，主要用于堆場(chǎng)地坪設(shè)計(jì)。海港雜貨碼頭堆載取值3.2流動(dòng)起重運(yùn)輸機(jī)械荷載起重運(yùn)輸機(jī)械：門機(jī)，輪胎式，汽車式，履帶式起重機(jī)，

集裝箱裝卸橋和纜車等。裝卸搬運(yùn)機(jī)械：叉式裝卸車，電瓶搬運(yùn)車，牽引車，單斗

車等。1、門座起重機(jī)荷載吊臂位置支腿豎向荷載標(biāo)準(zhǔn)值2、輪胎式起重機(jī)荷載又稱輪胎吊空載行駛不打支腿工作打支腿工作3.3鐵路和汽車荷載1、鐵路荷載采用中華人民共和國(guó)鐵路標(biāo)準(zhǔn)荷載(又稱中一活載)。普通活載一般對(duì)大跨度結(jié)構(gòu)起控制作用；特種活載一般對(duì)小跨度(小于3-5m)結(jié)構(gòu)起控制作用。2、汽車荷載包括各級(jí)汽車和平板掛車荷載汽車荷載按單輛汽車總重量分為：10t、15t、20t、30t、55t作用有兩臺(tái)或以上汽車如何考慮？試總結(jié)各種流動(dòng)起重運(yùn)輸機(jī)械的沖擊作用是如何考慮的？第四節(jié)船舶荷載

考慮因素：1.自然因素（風(fēng)、浪、流）2.操作因素（系泊、靠離岸等）按作用方式分：1.系纜力2.擠靠力3.撞擊力4.1船舶系纜力系纜力：通過(guò)系船纜而作用在碼頭系船柱(或系船環(huán))上的力分為縱、橫向系纜力兩種，主要由風(fēng)作用產(chǎn)生。當(dāng)碼頭前沿水流較大時(shí)，系纜力應(yīng)考慮風(fēng)與水流可能同時(shí)出現(xiàn)的對(duì)計(jì)算船舶共同作用所產(chǎn)生的橫向分力總和∑Fx和縱向分力總和∑Fy。

4.2船舶擠靠力擠靠力：系泊中的船舶，在吹攏風(fēng)或橫流的作用下，通過(guò)防沖設(shè)施對(duì)碼頭產(chǎn)生的力。1．防沖設(shè)施連續(xù)布置式中：---擠靠力分布不均勻系數(shù)，采用1.1；---可能同時(shí)出現(xiàn)的風(fēng)和流對(duì)船舶作用產(chǎn)生的橫向 分力總和(kN)；---船舶直線段與防沖設(shè)施接觸長(zhǎng)度(m)。

2、防沖設(shè)施間斷布置作用于一組或一個(gè)防沖設(shè)施上的擠靠力標(biāo)準(zhǔn)值按下式計(jì)算：式中：---擠靠力不均勻系數(shù)，取1.3；

n---與船舶接觸的防沖設(shè)施組數(shù)或個(gè)數(shù)。4.3船舶撞擊力撞擊力:船舶靠向碼頭時(shí)產(chǎn)生的撞擊力船舶受橫向波浪作用產(chǎn)生的撞擊力（通過(guò)模型試驗(yàn)確定，當(dāng)缺乏試驗(yàn)資料時(shí)，按規(guī)范提供的經(jīng)驗(yàn)公式確定）

式中：---有效動(dòng)能系數(shù)；M---船舶質(zhì)量(t)，按滿載排水量計(jì)算；---船舶靠岸法向速度(m／s)。船舶靠岸時(shí)的有效撞擊能量：根據(jù)橡膠護(hù)舷廠家提供的Fx-U曲線，可查得橡膠防沖設(shè)施的反力Fx值，即船舶對(duì)碼頭撞擊力的法向分力標(biāo)準(zhǔn)值。如何確定