港工建筑物知識整理，都是必知項！

1.港口的基本功能是作為水路聯運的樞紐。港口水工建筑物一般包括碼頭、防波堤、護岸、船臺、滑道和船塢等。

2.試敘述碼頭按不同方式分類的主要形式、工作特點及其適用范圍。

按平面布置分類：
1、順岸式：可分為滿堂式和引橋式。滿堂式裝卸作業、堆貨管理、運輸運營由前向后連成一片，具有快速量多的特點、聯系方便；引橋式裝卸作業在順岸碼頭完成，堆貨、運輸需通過引橋運載到后方的岸上進行。適用于建設場地有充足的碼頭岸線。
2、突堤式：可分為窄突堤和寬突堤主要運用于海港前者沿寬度方向是一個整體結構，后者沿寬度方向的兩側為碼頭結構，碼頭結構中通過填料筑成碼頭面。主要運用于海港。
3、墩式碼頭：非連續性結構，墩臺與岸用引橋鏈接，墩臺之間用人行橋鏈接、船舶的系靠由系船墩和靠船墩承擔，裝卸作業在另設的工作平臺上進行。在開敞式碼頭建設中應用較多。
按斷面形式分類：
1、直立式：便于船舶的停靠和機械直接開到碼頭前沿，有較好的裝卸效率。適用于水位變化不大的港口。
2、斜坡式：斜坡道前方沒有泵船作碼頭使用機械難以靠近碼頭前沿，裝卸效率低。運用于水位變化大的上、中游河港或海港。
3、半斜坡式：用于枯水期較長而洪水期較短的山區河流
4、半直立式用于高水位時間較長，而低水位時間較短的水庫港
按結構形式分類：
1、重力式：分布較廣，使用較多，依靠結構本身及其上面填料的重力來保持結構自身的滑移穩定和傾覆穩定，其自重力大。地基承受的壓力大。適用于地基條件較好的地基。
2、板樁式：依靠板樁入土部分的側向土抗力和安設在碼頭上部的錨碇結構來維持其整體穩定。除特別堅硬會哦過于軟弱的地基外，一般均可采用。
3、高樁碼頭：在軟弱地基上修建的，工作特點：通過樁臺將作用在碼頭上的荷載經樁基傳給地基
4、透空的重力式結構：混合結構

3.試敘述兩種極限狀態、三種設計狀況與作用組合之間的相互關系。

兩種極限狀態：承載能力極限狀態、正常使用極限狀態
三種設計狀況：持久狀況、短暫狀況、偶然狀況
A、在正常條件下，結構使用過程中的狀況為持久狀況，按承載能力極限狀態的持久組合
B、結構施工和安裝等持續時間較短的狀況為短暫狀況，對此狀態宜對承載能力極限狀態的短暫組合進行設計
C、在結構承受設防地震等持續時間很短的狀況為偶然狀態，應按承載能力極限狀態的偶然組合進行設計

4.我國常用的重力式碼頭按墻身結構分為哪幾種類型？各有什么特點？

可分為：方塊碼頭、沉箱碼頭、扶壁碼頭，大圓筒碼頭、格型鋼板樁碼頭、干地施工的現澆混凝土和漿砌的碼頭
方塊碼頭：耐久性好，基本不需要鋼材，施工簡單，水下工作量大，結構整體性和抗震性差，需石料大
沉箱碼頭：水下工作量小，結構整體性好，抗震性好，施工快，耐久性較差，需要鋼材多，需專門的設備和條件
扶壁碼頭：優缺點介于方塊碼頭和沉箱碼頭之間，混凝土和鋼材的用量比鋼筋混凝土沉箱碼頭少，施工較快，耐久性與沉箱碼頭相同，整體性較差。
大圓筒碼頭：結構簡單，混凝土于鋼材用量少，適應性差，可不作拋石基床，造價低，施工速度快
格型鋼板樁碼頭：施工籌備期短，施工速度快，占用場地小
干地施工的現澆混凝土和漿砌的碼頭:：就地取材，不需要鋼材和大型復雜的設備，整體性好，造價低

5.如何確定重力式碼頭的基礎形式？試述拋石基床的形式和適用條件以及拋石基床設計應考慮的主要問題。

A、確定方式：1、當基石承載力大。一般不需要做基礎2、非基石地基，分兩種情況a、地基承載力足夠時，設置100~200mm厚的鋼筋混凝土，以保證墻身的施工質量b、地基承載力不足時應設基礎，采用塊石基床，鋼筋混凝土基礎或基樁等3、采用水下施工預測安裝結構時應設拋石基床
B、拋石基床的形式：
1、暗基床：適用于原地面水深小于碼頭設計水深的情況。
2、明基床：適用于原地面水深大于碼頭設計水深，且地基較好的情況。
3、混合基床：適用于原地面水深大于碼頭設計水深，且地基較差的情況。
C、拋石基床的設計包括：選擇基床形式、確定基床的厚度及寬度，確定基槽的底寬和邊坡寬度，規定石塊重量和質量要求，確定基床頂面的預留坡度和預留沉降量等

6.重力式碼頭的一般計算項目有哪些？試說出對應采用的極限狀態和效應組合，并說明為什么？

1）對墻底面和墻身各水平縫及齒縫計算面前趾的扛傾穩定性
采用承載能力極限狀態效應組合為持久組合。實際工程中1）沿胸墻底面進行抗滑穩定性驗算時，系纜力可能主導可變作用2）暗基床底面抗滑穩定性驗算時，可考慮拋石基床垂直面上的被動土壓力3）考慮波浪作用時，波浪力可能成為主導可變作用。
2）沿墻地面，墻身各水平縫合基床地面的抗滑穩定性
采用承載力極限狀態和持久組合 公式（2-3-10）
一般按平面問題取單寬計算，不考慮波浪作用，且由可變作用產生的土壓力為主導作用時，按公式計算。
3）基床和地基承載力
利用承載能力極限狀態和持久組合
基床承載力按公式(2-3-12)計算，設計值一般取600Kpa。對于受波浪力作用的墩式建筑物或地基承載力較高時，酌情適當提高取值，但不應大于800Kpa。
地基承載力驗算按公式（2-3-15）
4）整體穩定性
按承載力極限狀態和持久組合
對于建筑物與地基整體滑動的抗滑穩定性一般按圓弧滑動法驗算，地基淺層有軟弱夾層時，尚應驗算非圓弧滑動面的抗滑穩定性。
5）墻底面合力作用總位置：承載能力極限狀態，持久組合
6）碼頭施工期穩定性和構件承載力：承載能力極限狀態，短暫效應組合
7）地基沉降：正常使用極限狀態，長期效應組合
包括均勻沉降和不均勻沉降，均勻沉降不會引起建筑物的破壞，沉降量過大將影響建筑物使用。不均勻沉降發生在建筑物橫斷面方向和沿碼頭長度方向。

7.方塊碼頭、沉箱碼頭、扶壁碼頭分別有哪幾種結構形式？各有什么優缺點？除重力式碼頭的一般計算外，尚應進行哪些特殊計算？

方塊碼頭按其墻身結構分實心方塊、空心方塊、異形方塊
實心方塊碼頭的堅固耐久性最好，施工維修簡便。
空心塊體節省混凝土用量，分為有底板和無底板兩種。無底板空心塊體碼頭與構件接觸的基底局部壓力大，且由于填料僅部分參加扛傾工作，扛傾能力小，故多用于小碼頭。
異形塊體空腔內不填滿塊石，以減小作用在墻上的土壓力，從而使碼頭結構輕，材料省和造價低。
計算除重力式碼頭基本計算，還包括卸荷板的穩定性和承載力驗算，無底板空心方塊碼頭的穩定性和構件計算。
沉箱碼頭按平面形式分為矩形和圓形
圓形沉箱受力情況較好，一般按構造配筋，用鋼筋少，箱內可不設內隔壁，既省混凝土又大大減輕沉箱重量，箱壁對水流阻力小。缺點是模板復雜，一般適用于墩式棧橋碼頭。
矩形沉箱制作較簡單，浮游穩定性好，施工經驗成熟，適用于岸壁式碼頭，可分為對稱式和非對稱式。對稱式構造簡單，便于預制浮運和安放，非對稱式節省混凝土，但制作麻煩。
計算：除進行重力式碼頭基本計算，還包括沉箱的吃水，干舷高度，浮游穩定性，構件承載力和裂縫寬度。
扶壁碼頭按其施工方法可分為預制安裝結構和現澆連續結構。
預制安裝結構使用的混凝土和剛才用量比鋼筋混凝土用量少但其結構整體性較差。現澆連續結構的施工快捷簡便但穩定性不好。

8.板樁碼頭有哪幾種結構形式？適用條件分別是什么？

1）按材料分：
木板樁碼頭，由于強度低，耐久性差，耗木量大，很少使用。
鋼筋混凝土板樁碼頭：鋼混結構強度有限，除地下連續墻外，為防止在板樁上產生過大彎矩或應力，只適用于水深不大的中小型碼頭
鋼板樁碼頭：強度高，鎖口緊密，止水性好并且沉樁又容易，因而適用于水深較大的海港碼頭。
2）按錨碇系統分:
無錨板樁碼頭：類似于懸臂梁結構，當自由高度上升將使其固端彎矩急劇增加，因而適用于墻較矮，地面荷載不大的情況。
有錨板樁碼頭：1.單錨板樁，適用于中小型矛頭
2.雙錨板樁，兩根拉桿難以按理論設計的情況相互配合，施工又較為困難，因而使用較少。
3.斜拉板樁，施工工序較少，土方量少，便于施工機械化施工，適用于施工場地狹小，不便埋設拉桿和錨碇結構的場合。但斜樁需承受大部分水平力，且其承受能力有限，因而也只適用于中小型碼頭。
3）按板樁墻結構分:
普通板樁墻：由于各樁相同，便于施工因而運用廣泛，但其對地基土條件有一定要求，適用于地基較良好的情況。
長短板樁結合：長短結合，提升了整體穩定性，可用于地基條件較差時。
主樁板樁結合：在普通板樁或長短板樁的基礎之上為使長板樁作用得以充分發揮而采用的形式。
主樁擋板或套板;：由于該結構受很大的力，因而適用于水深不太大的情況。
地下墻式：由于墻體連續性好，有效防滲和止水，可用于大型深水碼頭。由于需要干地施工，并且抗凍性較差，因而在無干地施工條件或地處寒冷地區港口不適用。

9.單錨板樁墻有哪幾種工作狀態？其土壓力分布有什么特點？

第一種工作狀態，板樁入土不深，底端水平位移大，板樁內只有一個方向的彎矩且值最大。土壓力分布呈線性，且在地面位置與板樁底部分別有主動和被動土應力最大值。
第二種：板樁入土稍深，底端截面只有轉角而無位移，樁內彎矩同第一種狀態。土壓力仍成線性分布，在地面位置與地面下某位置處有主動土應力最大值。
第三種：板樁入土段比較長，向前入土段位移甚小，板底端形成嵌固支承，并且后側有少量位移，入土段出現反彎矩。土壓力呈“R”形分布，底部出現方向相反的被動土壓力。
第四種：入土深度更大，固端彎矩大于跨中彎矩，土壓力呈“R”形分布，板樁為柔性墻結構，土壓力分布與第三種相似。

10.單錨板樁墻的計算常采用什么方法？為什么要進行“踢腳“穩定性計算？試述羅邁爾法和豎向彈性地基梁法的計算要點。

計算方法有：彈性線法、豎向彈性地基梁法和自由支承法
板樁墻入土深度是根據板樁墻底端線變位和角變位都等于零的假定來確定的，但從板樁墻的工作可靠性考慮，還要求板樁墻有足夠的穩定性，因此也提出板樁墻入土深度要滿足“踢腳”穩定的要求。
羅邁爾法：
1.墻前主動土壓力和被動土壓力按古典土壓力理論計算
公式(3-3-1)~(3-3-4)
2.1）假定板樁墻底端嵌固，拉桿錨碇點的位移和板樁墻在底端Ep’作用點的線變位和角變位都為0.
2）由ΣH=0和ΣM=0分別求出未知數Ra’（拉桿拉力）和Ep’（墻后被動土壓力合力）
3）采用圖解試算法，先假定入土深度，通過計算確定符合條件的to值。
3.考慮跨中最大彎矩會發生折減，分別乘相應系數得設計彎矩值和設計拉桿值（3-3-5）（3-3-6）
為保證板樁墻有足夠的穩定性，對于to進行踢腳穩定性驗算 公式3-3-7）
豎向彈性地基梁法：
采用豎向彈性地基梁法計算有錨板樁墻 ,首先要確定錨碇點位移或支承處剛度系數。因此在應用豎向彈性地基梁求解板樁墻內力時 ,仍需采用彈性線法中的經驗系數ζm=0 .7～ 0 .8對計算得到的跨中最大彎矩進行折減 ,以修正錨碇點位移所造成的計算偏差。

11.高樁碼頭由哪幾部分組成？試述各部分的作用、常用形式及特點。

高樁碼頭一般構造:樁和樁帽,橫梁與縱梁,面板與面層,靠船構件
作用:
1樁:使上部荷載傳給地基,叉樁可防止傾覆
2 樁帽:使上部高程一致,便于設置橫梁縱梁,方便鋪設面板
3 橫梁:主要受力構件,作用在碼頭上的幾乎所有荷載通過他傳給基樁
4 縱梁:將荷載傳給橫梁或樁基,也可作為軌道梁,增強結構整體性
5 面板與面層:最終形成碼頭工作區域,并平整場地,面層作為磨耗層將力傳給下部構件
6 靠船構件:固定防沖設置
形式及特點:
1樁:鋼筋混凝土樁,鋼管樁.樁帽:鋼混結構與樁整體連接.
2 橫梁:有矩形,側t形和花籃形三種
3 縱梁:花籃形,半花籃形,和派形
4 面板:實心版,空心板,異形板
實心板按施工方法分為現澆板,預制板,疊合板三種.現澆板整體性好但只能是非預應力板,抗彎和抗裂能力小,特別是現澆工作量大,施工速度慢.可用于沒有預制條件和適合起重設備的地方小碼頭.預制板通常采用分塊預制并現場安裝拼接.檔板厚較大時，一般采用疊合板的形式，他除能充分發揮預制板的預應力作用外，版的整體性也較好，與面層一起澆注，面層不會出現的脫皮現象，缺點是現場工作量較大。空心板的自重輕，抗彎，抗裂能力高，剛度大，一般適用于大型碼頭的后樁臺，引橋和中小型碼頭。異形板主要有板梁組合型何不規則斷面型。

12.預制裝配的高樁碼頭中，構件連接應滿足什么條件？怎么樣滿足這些條件？

1 符合構件連接處的受力條件，且連接不是越牢固越好
2 確保連接質量。為使連接處現澆混凝土與預制件的結合良好，應將預制件的結合面鑿毛。接縫處現澆混凝土的強度等級一般比預制件的混凝土強度等級高一極。預制件與比其尺寸大的現澆構件連接時，預制構件螢埋入現澆混凝土規定的深度。接縫處的鋼筋根據受理和整體性要求進行配置，保證所需的數量，搭接長度和錨固長度。
3 便于施工。構件接縫處的鋼經比較密集，不知構建鋼筋的應盡量錯開，接縫寬度除考慮受理和整體性要求外，還應考慮施工的可能和方便。

13.高樁碼頭的面板、縱梁、橫梁有哪些布置方式？他們對結構內力計算有何影響？

面板：布置方式有兩邊支撐兩邊自由和四邊支撐等形式。其中兩邊支撐兩邊自由板按單向板計算。
縱梁：分在支座處斷開和在支座處整體連接。前者按簡支梁計算，后者按連續梁計算。
橫梁：有面板直接擱置在橫梁，面板四邊支撐，兩邊在橫梁上，兩邊在縱梁上
1計算時面板直接擱置在橫梁上，荷載視為由面板直接傳向橫梁，并按均布力計算
2 面板為四邊簡支梁的情況，若為單向板，荷載視為由面板傳向縱梁，且為均布力，再由縱梁內力計算的其支座反力，即集中力，作用到橫梁上計算
3 若為雙向板情況，則橫梁受力由兩部分組成，第一部分為前單向板情況下的集中力，另一部分為面板直接鏈接傳遞給橫梁的分布荷載

碼頭 結構 地基

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