沉箱重力式码头课程设计45页PPT

第一部分 重力式码头结构类型
重力式码头主要组成部分
胸墙
墙后回填
墙身
基 础
重力式码头按墙身分类

1、沉箱码头 2、方块码头 3、扶壁码头 4、坐床式圆筒码头
《重力式码头设计与施工规范》

5、现浇混凝土或浆砌石码头

6、沉入式大圆筒码头 国内无规范 7、格型钢板桩码头 《格型钢板桩码头设计与施工规程》
方块码头优缺点分析
优点：耐久性好，基本不需要钢材，施工简单，不需 复杂的施设备；
缺点：水下工作量大，结构整体性能差。
一般适用于地基较好的中小型码头（5w吨级以下）。
3、扶壁结构
由立板、底板和肋板互相整体连接而成的钢筋混凝 土结构。 按扶壁施工方法可分为预制安装结构和现浇连续结 构。
扶壁码头优缺点分析
优点：
较沉箱节省混凝土和钢材，不需要专门预制场和
下水设施；较方块安装量小，施工速度快。
缺点：
整体性差、耐久性差。
4、大圆筒结构
大圆筒是无底的大直径圆形薄 壁结构。大圆筒直径一般为 5 ～20m。 预制好的大圆筒吊运到现场安 装，待安装完毕后，筒内充填 块石或砂，圆筒之间采取堵缝 措施。
4、大圆筒结构
板桩式
特点： 靠打入地基中的 板桩墙挡土，受 有较大的土压力。 适用：所有板桩 可沉入的地基。
高桩式
特点：主要由上部结构和桩基组成，通过上部结构 将作用在码头上的荷载经桩基传给地基，其耐久性、 对超载以及工艺变化的适应能力较差。
适用：软土地基
混合式
除上述三种为主要结构型式外，可根据当地地基、 水文、材料、施工条件和码头使用要求等因素，也可采 用各种不同型式的混合结构，图中大型框架式码头为透 空的重力式结构。

H4%—码头前允许停泊的波高，波列累积频率为4%的波高；
Z3—船舶因配载不均匀而增加的船尾吃水值，杂货船不计，散货船和油船取 0.15m；；
Z4—备淤富裕深度，根据回淤强度、维护挖泥间隔期及挖泥设备的性能确定，不 小于0.4m；
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• 1.2.2、港内水域的确定
平面设计
集装箱船 — — — — 0.6 0.6 — 0.8 0.8 0.8 — — — — — — —
允许风力 ≤6级
第二章 水工结构设计
2.1 一般构造与计算
2.1.1 基础构造
1. 基础的地基型式：岩石及非岩石地基
预制安装墙身：以二片石或碎石整平，厚度
岩石地基：
不小于0.3m
地基型式
现浇砼或 浆砌石结构：
1• .21.2港.2口、主港内要水规域模的的确确定
8.码定头主要尺度的确定：
码头前沿设计水深：指在设计低水位以下的保证设计船型在满载吃水的
情况下安全停靠的水深。
D=T+Z1+Z2+Z3+Z4
Z2＝KH4%－Z1
式中 T—设计船型满载吃水
Z1—龙骨下最小富裕深度； Z2—波浪富裕深度； K—系数，顺浪取0.3，横浪取0.5；
两直立岸壁间夹角θ 60o
70o
90o
120o
DWT>5000t
1.45
1.35
1.25
1.15
DWT≤5000t
1.55
1.40
1.30
1.20
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第一章 平面设计
• 1.2.3、船舶装卸作业允许波高和

2、波浪 3、气象 九级风v＝22m/s，垂直于码头前沿线。 4、地震（本次课程设计不考虑） 5、地形地质 见设计任务书自然条件部分。 6、设计船型
第二节、设计内容
一、码头各部分尺寸的初步确定
1、码头顶标高（即胸墙顶标高） 原则：①大潮时不淹没 ②便于作业和码头前后方高程的衔接。 有掩护码头 — 计算水位＋超高值 按以下标准校核并取大值： 基本标准 —— 设计高水位＋超高值（1～1.5m） 复核标准 —— 极端高水位＋超高值（0～0.5m）
沉箱重力式码头课程设计
课程设计的目的： 综合运用《港口水工建筑物》、《港口规划》 等课程的知识，培养分析和解决工程实际问题 的能力。Leabharlann 第一节 设计资料（数据见设计任务书）
1、潮位： 极端高水位 ——重现期为50年的年极值高水位。 极端低水位 ——重现期为50年的年极值低水位。 设计高水位 ——高潮累积频率10%的潮位或多年历时累积频率1%潮位。 设计低水位 ——低潮90%或多年历时累积频率98%潮位。 施工水位：平均水位
4、码头底标高（抛石基床顶标高，或沉箱底标高） ＝设计低水位－码头前沿水深 5、基床底标高
当基床顶面应力大于地基承载力时，由地基承载力确定， 厚度≮1m； 当基床顶面应力不大于地基承载力时，厚度≮0.5m；
6、基床底宽不宜小于码头墙底宽度与2倍基床厚 度之和。
7、抛石棱体顶标高 （和宽度）
抛石棱体坡度 1:1 h 1 h 2 抛石棱体顶面和坡面的表层 1 2 应有0.5～0.8m厚二片石。 H 其上再设倒滤层。 棱体顶面高出预制安装墙身 (土体主动破裂面与水平面夹角) （沉箱顶）不应小于 在62°～65 °之间 0.3m(考虑沉降)。
三、沉箱细部尺寸
1、外形尺寸（长、宽、高）如前定 由于背后有抛石棱体，所以本设计沉箱用平接方式。（沉 箱前后壁厚度一致，对称，便于计算） 2、外壁和底板厚度 ——由计算（水压力、波浪力、填料侧压力等）确定外壁 厚≮250mm（有抗冻要求≮300mm） （本设计0.3，0.35，0.4m三级） 底板厚度（基床反力，底板自重，填料垂直压力，浮托 力）不小于壁厚（一般比壁厚大50～100mm） （0.4，0.45，0.5，0.55m）

承载力不足时应设置基础，基础可采用块石 基床、钢筋混凝土基础板或基桩等形式， ➢ 地基承载力足够时可设置100～200mm的素 混凝土垫层，其埋置深度应在冲刷线以下 0.5m。
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1、抛石基床形式 暗基床： 明基床： 混合基床： 2、 基床厚度 当基床顶面应力大于地基承载力时，由计
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沉箱结构是大型的钢筋混凝土有底空箱，箱内用 纵横墙隔成若干格仓。
沉箱一般在专门的水泥预制场预制，制好后在滑 道上用台车溜放下水。
将下水的沉箱用拖轮拖运至现场，定好位置，用 灌水加压载的方法将沉箱放在整平好的抛石基床 上，
回填； ➢ 铺筑路面和安装码头设备等。
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第二节 重力式码头构造
在码头设计中，首先要根据当地自然条件、施 工条件及建筑物的使用要求，
拟定各种构造措施，即进行构造设计， 然后才是进行强度和稳定性验算。
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一、基础
基础根据地基情况、施工条件、结构形式。 对岩石地基: 当采用预制安装的结构时，以二片石（8～
利用其上部土中增加稳定。悬臂长度一般 取1.5m~3.0m，厚度0.8~1.2m。 顺岸式码头端部通常采取两种处理方式： 码头顺岸方向做成斜坡；在码头端部设置 翼墙。
6、增强结构耐久性措施
参考《港口工程混凝土结构设计规范》
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三、墙后回填
原则：就地取材、对墙体产生的土压力小、透水性好
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（a）平面图
码头基槽开挖 导标布设图
（b）挖槽断面
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（二）砂石料出运设施
（大量砂石料从陆上出运到水上，为了不损失水上可作业 天数，需修建砂石贮存场和出运码头） 1、尽量利用现有码头； 2、选择风浪小，离施工区较近的地点； 3、储运场与码头设在一地，避免二次倒运； 4、地基强度保证，减少基础处理费用； 5、水深满足运输船作业； 6、岸线长度够所需数量的运输船停靠； 7、能贮存3～5天的日运出量。
7、夯明基床时，为防止夯坍边坡，每遍的夯实要 先中间后周边。
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8、当基床顶面标高不同时，先夯顶标高低的基床， 并于其上安装预制构件后，再夯顶标高高的基 床，邻近已安装构件的夯点，要减小夯击的落 距，增加夯击遍数。
9、基床夯实后，要作夯实检验。 选择（均匀布置20个以上）复夯点，将锤落
在基床上，测锤顶标高，吊起夯锤进行复夯， 夯后不起锤再测锤顶标高，复夯点前后高差的 平均值，即平均沉降量≯5cm。
的要求。
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2、方块的吊运
当方块重 量较轻，可采 用埋设吊耳的 方法，一般多 采用倒丁字吊 杆（俗称马腿） 的方法。
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3、掺块石
为了节约水泥，降低造价 1）块石边长30～50cm，尺寸形状大致方正。
有显著风化迹象，裂缝夹泥砂层、片状体或度 低于砼粗骨料强度指标的块石，均不得采用。 2）块石应冲洗干净，埋放前，表面应保持湿润。
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（三）预制构件临时存放场
1、沉箱（等待安装或接高） ①避风处，有良好的掩护，波高不超过0.5m ②水深满足要求 ③固定方便（锚、灌水）
2、方块（一般在码头上） ①码头前水深足够 ②码头面承载能力足够
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大窑湾三期码头临时预制场地

3 结构加固
在工厂或预制场制作码头的预制构件，确保构件的质量 和尺寸精度。
4 防腐防锈处理
在工厂或预制场制作码头的预制构件，确保构件的质量 和尺寸精度。
配套设施的建设
装卸设备安装
根据货物装卸需求，安装相应 的装卸设备，提高码头的装卸
效率。
仓库和堆场建设
建设必要的仓库和堆场，满足 货物存储和转运的需求。
重力式码头的历史与发展
历史
重力式码头最早可追溯到古代的石头堆码头，现代重力式码头起源于20世纪初 ，随着技术的进步和材料的发展，重力式码头在设计和施工方面得到了不断改 进。
发展
目前，重力式码头已成为一种重要的码头结构形式，广泛应用于港口、码头、 石油化工等领域。
重力式码头的类型与结构
类型
根据结构形式和功能的不同，重力式码头可分为整体式、分离式、沉箱式等类型 。
结构
重力式码头的结构主要包括墙身、基床、抛石棱体等部分，其中墙身是重力式码 头的主体结构，承受着码头的重量和外力作用；基床是墙身的基础，起到传递荷 载的作用；抛石棱体则是防止波浪和潮流对码头的侵蚀和冲刷。
02
重力式码头的建设流程
建设前的准备工作
设计规划
根据项目需求和目标，制定详细 的设计方案和施工计划。
《重力式码头》PPT课件
目录
• 重力式码头的概述 • 重力式码头的建设流程 • 重力式码头的优缺点 • 重力式码头的维护与保养 • 重力式码头的未来发展
01
重力式码头的概述
定义与特点
定义
重力式码头是一种利用自身重量 和结构的稳定性来承受荷载的码 头结构形式。
特点
具有较大的承载能力和稳定性， 适用于各种地质条件，施工难度 相对较小，使用寿命较长。

施工时质量控制标准如下表。项目ຫໍສະໝຸດ 非岩石地基岩石地基
平 均 超 深 (m)
0．5
0．5
每边平均超宽(m)
2．0
1．0
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8m3 抓 斗 挖 泥 船 挖 泥
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1.2 基 床 抛 石
• 1.2.1 抛石船舶选择 根据本工程海况，定位船可使用400t方驳，抛石船
舶宜用小型(40m3)开体驳抛填，用方驳配反铲或横鸡 趸补抛。
1.4.3 整平测量
•
由于RTK-GPS测量，不能满足整平导轨±10mm高
差的精度要求，故基床整平施工高程控制测量以全站仪
或水准仪为主，辅以GPS测量，平面控制测量可用GPS。
• 1) 基床整平平面位置测量 a) 基床整平施工平面控制测量的主要内容 基床整平范围：为方块底面四周各加宽1m；垫块位置；导轨
1.单次测量的精度不高，高程误差在 10—25mm 范围； 2.受卫星信号限制，个别时段无法测量 或精度较差； 3.测量成果不易检查。
为更好地发挥两种测量方法的优点，减少其缺点对施工 的影响，在实际施工过程中应针对不同的测量内容，采用不 同的测量方法。如用方法一测量导轨顶标高，用方法二测量 补抛高程。使高程测量既能满足施工精度要求，又能提高测 量速度，满足进度要求。
• 1.2.4 基床抛石注意事项
1) 基床抛石前要检查基槽尺寸有无变化，如有变化要处 理后才可抛石；
2) 对有回淤的港区应有防淤措施。当基槽底有含水率大 于150%、厚度大于0.3m的回淤沉积物时，需进行清淤；
3) 抛石基床的顶宽不能小于设计宽度，顶高不能超过既 定的高程(如预留夯实量的高程)，也不宜低于既定高程0.5m；
序号

拉
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左
பைடு நூலகம்
沉箱重力式码头课程设计
36、如果我们国家的法律中只有某种 神灵， 而不是 殚精竭 虑将神 灵揉进 宪法， 总体上 来说， 法律就 会更好 。—— 马克·吐 温 37、纲纪废弃之日，便是暴政兴起之 时。— —威·皮 物特
38、若是没有公众舆论的支持，法律 是丝毫 没有力 量的。 ——菲 力普斯 39、一个判例造出另一个判例，它们 迅速累 聚，进 而变成 法律。 ——朱 尼厄斯
40、人类法律，事物有规律，这是不 容忽视 的。— —爱献 生
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿

5、《港口工程混凝土结构设计规范》
（JTJ267-98）
6、《水运工程抗震设计规范》（JTJ225-98）17
码头概述 设计标准 一般构造 设计计算 典型结构 综合练习
适用 标准
结构安全等级
平安
主要根据结构破坏后，危害人的生命、造成
等级
经济损失以及产生社会影响的严重程度来划分。
根本
参数
破坏后果
结构安全等级
组成
特点
结构选型
设计
条件
在地基条件较好的地方，都可以采用重力
设计 原那
式码头，至于采用上述哪种具体结构，往往需
么 要根据码头的水深、使用要求、工程地点水域
构造
型式 掩护条件、周边大型施工设施、大型船机、施
工队伍的能力和经验，最后通过技术经济综合
比较后确定。
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码头概述 设计标准 一般构造 设计计算 典型结构 综合练习
5、船舶的法向靠岸速度
根据船舶的满载排水量、泊位的掩护情况，
按照?港口工程荷载标准?选取。 20
码头概述 设计标准 一般构造 设计计算 典型结构 综合练习
适用 标准
6、地震设计烈度
采用?中国地震烈度区划图〔1990〕?确定
平安
等级 的根本烈度作为设计烈度。需要采用高于或低
②波高累积频率
构造稳定及强度：H1%；
基床护肩、护底块石稳定验算：H5%。 19
码头概述 设计标准 一般构造 设计计算 典型结构 综合练习
适用 标准
3、设计离泊风速
平安
一般情况，港内取V=22m/s〔九级风〕。
等级 4、紧急离泊波高
根本 参数
根据码头、船舶、拖轮等综合确定。一般

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特殊情况采用图解法 出坡点 M
1
2
出坡点M 以上和以下分
别按两种填料的指标计算
土压力，P点的位置由滑
动面与铅垂面的夹角近似 确定，即：
墙后有抛石棱体的土压力计算
h11 h22
h1 h2
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卸荷板下土压力图
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4、系缆力（船舶荷载）
一般只考虑系缆力 (抗倾抗滑稳定计算） 分布宽度：以45度角向下扩散原则确定
扶壁码头结构图
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扶壁码头优、缺点：介于块体结构和沉箱结构两者之间， 主要缺点是结构整体性差。
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（四） 大直径圆筒码头
结构简单，平面尺寸大；
壁薄，一般不作底板和内隔墙，可不做抛石基床；
砼与钢材用量少（与圆筒直径无关），造价低，施工速度 快。
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座床式（放在抛石基床上）：当地基下不深处有较硬土层而 直接放置圆筒其承载力又不足时采用。
三角形
锯齿形
梯形
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扶壁码头中设置的倒滤井
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沉箱码头中可设置倒滤空腔
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§2-3 重力式码头的一般计算
1、三种设计状况及两种极限状态的关系 持久状况：（使用期）按承载能力和正常使用极限状态设
计；
短暂状况：（施工期）按承载能力极限状态设计，必要时 按正常使用极限状态设计；
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（三）整体滑动稳定性及地基沉降计算
详见《港口工程地基规范》及《土力学》 采用圆弧滑动法(瑞典条分法、毕肖普法等)等 地基沉降可采用分层总合法

1、不要轻言放弃，否则对不起自己。
2、要冒一次险!整个生命就是一场冒险。走得最远的人，常是愿意 去做，并愿意去冒险的人。“稳妥”之船，从未能从岸边走远。-戴尔．卡耐基。
梦 境
3、人生就像一杯没有加糖的咖啡，喝起来是苦涩的，回味起来却有 久久不会退去的余香。
重力式方块码头施工技术. 4、守业的最好办法就是不断的发展。 5、当爱不能完美，我宁愿选择无悔，不管来生多么美丽，我不愿失 去今生对你的记忆，我不求天长地久的美景，我只要生生世世的轮 回里有你。
1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根