港口与海岸水工建筑物

港口海岸水工建筑物课程教学大纲课程代码：74120110课程中文名称：港口海岸水工建筑物课程英文名称：Harbor Coastal and Hydraulic Engineering Construction学分：2.5 周学时：2.0-1.0面向对象：预修要求：理论力学、材料力学、结构力学、土力学、钢筋混凝土结构基本原理、工程地质与水文地质、工程水文学、海岸动力学等一、课程介绍（一）中文简介《港口海岸水工建筑物》课程是港口、航道与海岸工程专业的一门主要专业课，课程主要讲授港口水工建筑物设计计算的基本理论和构造知识。

通过本课程的学习，需要掌握港口水工建筑物上的作用及其组合，掌握港口水工建筑物上各种荷载的计算方法，掌握重力式码头、板桩码头、高桩码头、修造船水工建筑物、防波堤设计计算的基本原理、内容、方法、步骤和构造知识，掌握码头设备的性能、作用、设备选型及设备的布置方式，掌握直立式、斜坡式防波堤结构型式及计算方法，掌握防波堤新的结构型式及计算方法。

为将来从事港口工程的设计、施工、科研和管理等工作奠定基础。

（二）英文简介The course “Harbor Coastal and Hydraulic Engineering Construction”is one of the most important basic undergraduate courses in Harbor, Coastal and Offshore Engineering. The course mainly introduces the calculation principle of the different structure design in coastal and offshore engineering. After taking this course, the basic theoretical principles and method for the design and plan of different ports and breakwaters will be well understood. The student will be capable of design the structures after several structure designs will be performed using the above methods during the course.二、教学目标(一)学习目标了解各种型式码头结构构造、受力特点、适用条件以及国内外新型码头结构的发展情况，掌握作用在码头建筑物上的各种作用及其作用组合，掌握重力式、板桩、高桩和开敞式码头设计的基本原则和方法，并了解实际工程的设计经验；了解防波堤的各种结构型式及适用条件，以及新型防波堤结构的特点和发展，重点掌握设计波浪的确定，斜坡式防波堤和直立式防波堤的断面设计；了解船舶建造和修理工艺，以及修造船水工建筑物的型式和布置，重点掌握机械化滑道的型式、结构设计的基本原理和方法，了解干船坞的组成及功用，了解坞墙和坞底板的计算特点。

1. 港口水工建筑物包括码头、防波堤、护岸、船台、滑盖和船坞等。

共同特点是承受的作用复杂,施工条件多变、建设周期长、投资较大。

2. 按平面布置分类：顺岸试、突堤试、墩试等。

按断面形式分类：直立式、斜坡式、半直立式、半斜坡式、多级试。

按结构形式分类：重力式、板桩、和混合式码头等。

3. 码头由主体结构和码头附属设施两部分组成。

主体结构包括上部结构、下部结构和基础。

上部结构的作用：a将下部结构的构件连成整体b直接承受船舶荷载和地面使用荷载,并传给下部结构 c 作为设置防冲设施、工艺设施等的基础。

下部结构和基础的作用：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。

4. 码头地面使用荷载包括：堆货荷载、流动起重运输机械荷载、铁路荷载、汽车荷载、人群荷载等。

确定堆货荷载时考虑：a装卸工艺确定的堆存情况b货种及包装方式c货物的批量及堆存期d码头结构形式，此外还考虑港口营运管理水平、结构按整体计算还是按构件计算、堆货分布的区域和港口今后发展等。

5. 船舶荷载按其作用方式分为船舶系缆力、船舶挤靠力和船舶撞击力。

6. 重力式码头结构坚固耐久,抗冻和抗冰性能良好,能承受较大的荷载,对装卸工艺变化等适应性较强,施工简单,维修费少。

按墙身的施工方法可分为干地现场浇筑的结构和水下安装的预制结构。

后者施工工序一般包括：预制墙身构件、开挖基床、抛填块石基床、基床夯实和整平,在抛石机床上安装墙身预制件、浇筑胸墙、抛填墙后块石棱体和铺设倒滤层、码头后回填、安装码头设备和铺设路面。

按墙身结构分为方块码头、沉箱码头、扶壁码头、大圆筒码头、格型钢板桩码头等。

7. 方块结构：耐久性强,施工简单,抗冻抗冰性好,但是水下工作量大,结构的整体性和抗震性差,需要石料多,一般适用于地基较好,当地有大量石料,缺少钢材和冰冻严重的情况。

沉箱结构：沉箱结构水下工作量小,结构整体性好,抗震性能好, 施工速度快,但是耐久性不如方块结构,需要专门的施工设备和合适的施工条件,一般工程量大,工期短的大型码头适用。

港口水工建筑物–11. 简介港口水工建筑物是指为了满足港口航道、坞池等水域工程需要，在水中或靠近水中建造的各种人工建筑物。

港口水工建筑物包括码头、堤防、水闸、波浪消能装置等多个分类。

2. 码头码头是港口水工建筑物中最常见的一种，也是港口货物装卸、乘客进出港的集散中心。

码头的主要功能包括： - 货物装卸：提供用于货物装卸的设备和设施，如卸货机、装卸桥等； - 船舶泊位：提供供船舶靠泊的空间和设备； - 仓储设施：提供存放货物的仓库和堆场； - 乘客服务：提供进出港的乘客候车厅、登船口等设施。

码头的类型多种多样，根据用途和结构特点可以分为常规码头、集装箱码头、旅客码头等。

3. 堤防堤防是为了保护港口内的航道、码头等设施不受海浪、潮汐等自然力的破坏而建造的水工建筑物。

堤防的主要功能包括： - 防波作用：起到挡浪的作用，保护港口内的设施和船舶不受海浪冲击； - 防潮作用：防止潮汐对港口内部造成的影响； - 定界作用：界定港口范围，保持港口内的水域清淤。

堤防根据结构形式的不同可以分为挡浪堤、引波堤、防波堤等。

4. 水闸水闸是为了控制水体流动，保持航道航行深度而建造的水工建筑物。

水闸的主要功能包括： - 航道调节：通过调节水流进出量，调整航道水深和航行条件； - 洪涝调节：在水流量大的时候，通过调整水闸的开启度，减少洪涝灾害； - 水资源调节：通过调节水流进出量，控制水库的水位。

水闸按照结构特点可以分为闸门式水闸、反射式水闸、升降式水闸等。

5. 波浪消能装置波浪消能装置是为了减弱或消除波浪对港口设施的冲刷破坏作用而设置的水工建筑物。

波浪消能装置的主要功能包括： - 折射波浪：通过改变波浪传播方向，减少波浪对设施的冲击力； - 能量消散：通过动力作用、摩擦作用等方式，将波浪能量消耗掉； - 波浪阵减弱：采取多种抵抗波浪的结构形式，使波高和波浪流速减小。

常用的波浪消能装置有挡波墙、重力式消浪块、沉箱式消浪块等。

港口水工建筑物课程设计院系：工程学院海洋工程系专业年级：港口航道与海岸工程学生姓名：学号：指导教师：设计日期：中国海洋大学目录第一篇设计任务书 ........................................................................................................... - 4 -1概述 ............................................................................................................................... - 4 -1.1编制本报告的主要依据和资料............................................................................ - 4 -1.2建设的必要性和建设规模.................................................................................... - 4 -1.2.1.建设的必要性 ................................................................................................ - 4 -1.2.2建设的规模 .................................................................................................... - 4 -2自然条件分析 ............................................................................................................... - 4 -2.1地理位置................................................................................................................ - 4 -2.2气象........................................................................................................................ - 4 -2.2.1气温 ................................................................................................................ - 5 -2.2.2降水 ................................................................................................................ - 5 -2.2.3风况 ................................................................................................................ - 5 -2.2.4雾况 ................................................................................................................ - 5 -2.2.5相对湿度 ........................................................................................................ - 5 -2.3水文........................................................................................................................ - 5 -2.3.1潮汐、水位 .................................................................................................... - 5 -2.3.2波浪 ................................................................................................................ - 5 -2.3.3海流 ................................................................................................................ - 5 -2.3.4冰凌 ................................................................................................................ - 5 -2.4地形、地貌及泥沙运动........................................................................................ - 6 -2.4.1港区地形、地貌特征概述 ............................................................................ - 7 -2.4.2泥沙来源与动力条件 .................................................................................... - 7 -2.4.3泥沙运移方式和回淤强度分析 .................................................................... - 7 -2.5地震........................................................................................................................ - 7 -第二篇设计计算书 ............................................................................................................. - 7 -1设计条件 ....................................................................................................................... - 7 -1.1设计船型.............................................................................................................. - 11 -1.2结构安全等级...................................................................................................... - 11 -1.3.1设计水位 ...................................................................................................... - 11 -1.3.2波浪要素 ...................................................................................................... - 11 -1.3.3地质资料 ...................................................................................................... - 11 -1.3.4地震设计烈度为7度 .................................................................................. - 11 -1.4码头面荷载.......................................................................................................... - 11 -1.5材料指标.............................................................................................................. - 12 -2作用的分类及计算 ..................................................................................................... - 12 -2.1结构自重力.......................................................................................................... - 12 -2.1.1极端高水位情况： ...................................................................................... - 12 -2.1.2设计高水位情况： ...................................................................................... - 14 -2.1.3设计低水位情况： ...................................................................................... - 15 -2.2波浪力.................................................................................................................. - 16 -2.2.1极端高水位: ................................................................................................. - 17 -2.2.2设计高水位: ................................................................................................. - 17 -2.2.3设计低水位: ................................................................................................. - 17 -2.3土压力标准值计算.............................................................................................. - 17 -2.3.1墙后块石棱体产生的土压力（永久作用）标准值 .................................. - 17 -2.3.2码头面堆存荷载产生的土压力（可变作用）标准值 .............................. - 19 -2.3.36度地震时主动土压力标准值计算 ........................................................... - 21 -2.3.4墙后块石棱体产生的地震土压力标准值 .................................................. - 21 -2.3.5码头面堆存荷载产生的地震土压力标准值 .............................................. - 21 -2.4地震惯性力.......................................................................................................... - 21 -2.4.1设计高水位情况 .......................................................................................... - 21 -2.4.2设计低水位情况 .......................................................................................... - 21 -2.5船舶荷载.............................................................................................................. - 21 -2.5.1系缆力（可变作用） .................................................................................. - 21 -2.5.2撞击力 .......................................................................................................... - 23 -2.5.3挤靠力 .......................................................................................................... - 23 -3码头稳定性验算 ......................................................................................................... - 24 -3.1.1作用效应组合 .............................................................................................. - 24 -3.1.2承载能力极限状态设计表达式 .................................................................. - 27 -3.2短暂状况.............................................................................................................. - 27 -3.3偶然状况.............................................................................................................. - 27 -3.3.1作用效应组合 .............................................................................................. - 27 -3.3.2承载能力极限状态设计表达式 .................................................................. - 27 -4基床和地基承载力验算 ............................................................................................. - 27 -4.1基床顶面应力计算.............................................................................................. - 27 -4.1.1持久状况 ...................................................................................................... - 27 -4.1.2偶然组合： .................................................................................................. - 28 -4.2承载力计算.......................................................................................................... - 29 -5沉箱结构内力计算 ..................................................................................................... - 29 -5.1承载力极限状态下的内力计算.......................................................................... - 29 -5.2正常使用极限状态下的内力计算...................................................................... - 31 -参考资料 ............................................................................................................................. - 34 -第一篇设计任务书1概述1.1 编制本报告的主要依据和资料《重力式码头设计与施工规范》JTJ290-98、《海港水文规范》JTJ213-98、《水运工程抗震设计规范》JTJ225-98、《港口工程地基规范》JTJ250-98、《港口工程荷载规范》JTJ215-98以及课本《港口水工建筑物》。

校企共建是指学校与企业之间在教学、科研、人才培养等方面进行合作与共建。

基于校企共建的港口与海岸水工建筑物课程建设，是指在涉及港口与海岸水工建筑物领域的课程设置和教学实践中，学校与相关企业合作共建，共同推动课程的优化和发展，以期培养更加符合行业需求的人才。

在这篇文章中，我将从多个角度对这一主题进行深入探讨，并共享我的个人观点和理解。

1. 校企共建的意义校企共建的港口与海岸水工建筑物课程建设具有重要的意义。

学校与企业的合作共建可以有效地将课程与实际工作相结合，使学生在学习过程中能够更好地理解和应用所学知识。

校企共建可以促进行业与学术的融合，帮助学校更好地了解行业需求，为课程的设置和教学实践提供更为准确的指导。

校企共建还可以促进教师与企业专家的交流与合作，提升教师的教学水平和实践经验，同时也为学生提供更多的就业机会和职业发展空间。

2. 港口与海岸水工建筑物课程的设置在校企共建的模式下，港口与海岸水工建筑物课程的设置应当充分考虑行业需求和未来发展趋势。

除了传统的水工建筑物设计、施工与维护等基础课程外，还应引入先进的港口自动化、数字化工程管理等前沿内容，以适应行业快速发展的要求。

课程设置应当注重理论与实践相结合，为学生提供更多的实践机会和项目实践机会，培养他们具备实际操作能力和创新意识。

3. 教学实践模式在校企共建的模式下，港口与海岸水工建筑物课程的教学实践应当更加注重与企业的合作。

可以通过组织企业参观、实习实践、就业指导等方式，加强学生与企业的联系与合作，提升学生的实际操作能力和职业素养。

学校还可以邀请企业专家参与课程讲授，为学生提供更为权威和实用的教学资源，促进教学内容与行业实践的深度融合。

4. 个人观点与展望作为一名水工建筑专业的教师，我深深认识到校企共建港口与海岸水工建筑物课程的重要性。

在校企共建的模式下，我们可以更好地了解行业需求和发展动向，使课程设置更加贴合实际需求，提升学生的就业竞争力。

我希望未来能够在校企共建的评台上，与更多的企业主动对接合作，共同推动港口与海岸水工建筑物课程的发展，为学生的成长与发展做出更大的贡献。