第二章 重力式碼頭1

1、2021-8-2港口水工建筑1 第二章 重力式碼頭 本章重點：重力式碼頭結(jié)構(gòu)形式、 構(gòu)造和計算 2021-8-2 港口水工建筑2 第一節(jié) 重力式碼頭概述 n重力式碼頭依靠自重抵抗建筑物的滑動 和傾覆。要求地基有一定強度。適用于 較好地基，如巖石、砂、卵石、礫石及 硬粘土。如廣州黃埔港、湛江港、廈門 港、青島港、煙臺港、秦皇島港及大連 港等，在河港中應用也較廣泛。 2021-8-2 港口水工建筑3 一、重力式碼頭的主要組成部分 1、墻身和胸墻、墻身和胸墻： 2、基礎(chǔ)：、基礎(chǔ)： 3、墻后回填土、墻后回填土： 4、碼頭設(shè)備、碼頭設(shè)備： 2021-8-2 港口水工建筑4 二、碼頭結(jié)構(gòu)形式 n重力式碼頭

2、的結(jié)構(gòu)形式主要決定于墻身結(jié) 構(gòu)和施工方法。按施工方法可分為干地現(xiàn) 場砌筑或澆注的結(jié)構(gòu)和水下安裝結(jié)構(gòu)的預 制結(jié)構(gòu)。按墻身結(jié)構(gòu)可分為： 1、塊體結(jié)構(gòu)塊體結(jié)構(gòu)： 2021-8-2 港口水工建筑5 n沉箱結(jié)構(gòu)是大型的鋼筋混凝土有底空箱，箱內(nèi) 用縱橫墻隔成若干格倉。沉箱一般水泥在專門 的預制場預制，制好后在滑道上用臺車溜放下 水。將下水的沉箱用拖輪拖運至現(xiàn)場，定好位 置，用灌水加壓載的方法將沉箱放在整平好的 拋石基床上，然后用砂或塊石填充沉箱內(nèi)部。 2、沉箱結(jié)構(gòu)沉箱結(jié)構(gòu)： 2021-8-2 港口水工建筑6 n沉箱結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是施工速度快，水下工作量少， 結(jié)構(gòu)整體性好，抗震性能好。其缺點是需要鋼 材多，耐久

3、性不如方塊碼頭，需要專門的施工 設(shè)備和合適的施工條件。一般在當?shù)赜锌捎糜?預制沉箱的設(shè)施或工程量大、工期短的大型碼 頭選用沉箱結(jié)構(gòu)。在大連、葫蘆島、秦皇島等 地使用。 2021-8-2 港口水工建筑7 3、扶壁結(jié)構(gòu)扶壁結(jié)構(gòu)： n扶壁是由立板、底板和肋板互相連接的整體 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。水下施工時，采用預制安 裝結(jié)構(gòu)，在干地施工條件下，可采用現(xiàn)澆的 連續(xù)結(jié)構(gòu)。預制安裝的扶壁結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)與 沉箱類似，施工方法與塊體結(jié)構(gòu)類似。 2021-8-2 港口水工建筑8 n預制安裝扶壁結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點介于塊體 結(jié)構(gòu)與沉箱結(jié)構(gòu)之間。混凝土與鋼筋 用量比沉箱結(jié)構(gòu)少，施工速度比塊體 結(jié)構(gòu)快。其主要缺點是結(jié)構(gòu)的整體性 不好

4、，對地基的不均勻沉降適應性差。 2021-8-2 港口水工建筑9 n大圓筒是預制的大直徑薄壁鋼筋混凝土無 底圓筒。大圓筒直徑一般為514m。預制 好的大圓筒吊運到現(xiàn)場，一個挨一個地安 放，待安裝完畢后，筒內(nèi)充填塊石和砂， 圓筒之間采取堵縫措施。大圓筒可安放在 拋石基床上，稱為座床式大圓筒結(jié)構(gòu)，也 可將大圓筒沉入地基中的持力層上，通稱 為沉入式大圓筒結(jié)構(gòu)。前者與無底空心塊 體相似，后者與沉井相似。 4、大圓筒結(jié)構(gòu)大圓筒結(jié)構(gòu)： 2021-8-2 港口水工建筑10 n這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是，結(jié)構(gòu)簡單與沉箱結(jié)構(gòu)比， 混凝土及鋼材用量少，與圓筒直徑無關(guān)，適 應性強，用它可建任何高度的碼頭。 5、格形鋼板樁結(jié)構(gòu)

5、格形鋼板樁結(jié)構(gòu) 2021-8-2 港口水工建筑11 n這兩種碼頭結(jié)構(gòu)形式主要用于有干地施工條件的內(nèi)河 港口。優(yōu)點是可就地取材不需要鋼材、大型施工設(shè)備、 施工簡單、工期短、造價低、整體性好。 6、現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)和砌石結(jié)構(gòu)、現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)和砌石結(jié)構(gòu) 7、混合式結(jié)構(gòu)、混合式結(jié)構(gòu) 當一種結(jié)構(gòu)形式不能滿足使用和施工上的要求或者技 術(shù)經(jīng)濟上不合理時，可采用混合式結(jié)構(gòu)。如碼頭地面 荷載不大（如修船碼頭、油碼頭）和地基較好的情況 下，可采用下部位重力墩，上部為梁板式棧橋結(jié)構(gòu) 2021-8-2 港口水工建筑12 三、重力式碼頭的施工工序 n預制安裝結(jié)構(gòu)的重力式碼頭施工工序一般包 括：預制墻身的構(gòu)件，開挖基槽，拋

6、填塊石 基床，對基床進行夯實和整平，在整平好的 基床上安裝墻身的預制件，澆注胸墻，拋填 墻后塊石棱體，和鋪設(shè)倒濾層，墻后回填， 鋪筑路面和安裝碼頭設(shè)備等。 2021-8-2 港口水工建筑13 第二節(jié) 重力式碼頭構(gòu)造 n在碼頭設(shè)計中，首先要根據(jù)當?shù)刈匀粭l 件、施工條件及建筑物的使用要求，擬 定各種構(gòu)造措施，即進行構(gòu)造設(shè)計，然 后才是進行強度和穩(wěn)定性驗算。 2021-8-2 港口水工建筑14 一、基礎(chǔ)一、基礎(chǔ) n基礎(chǔ)應根據(jù)地基情況、施工條件、結(jié)構(gòu)形式。 n對巖石地基，當采用預制安裝的結(jié)構(gòu)時，以 二片石（815cm的小石頭）、碎石整平巖 面，其厚度不小于0.3m。當采用現(xiàn)場澆注混 凝土和漿砌塊石結(jié)構(gòu)

7、時，可直接做在巖面上； 當巖面向水域傾斜時，墻身砌體下的巖基面 做成階梯形斷面。階梯斷面最低一層臺階寬 度不宜小于1m。 2021-8-2 港口水工建筑15 n對非巖石地基，當采用水下施工的預制安 裝結(jié)構(gòu)時，應設(shè)置拋石基床，當采用現(xiàn)場 澆注混凝土和砌石結(jié)構(gòu)時，地基承載力不 足時應設(shè)置基礎(chǔ)，基礎(chǔ)可采用塊石基床、 鋼筋混凝土基礎(chǔ)板或基樁等形式，地基承 載力足夠時可設(shè)置100200mm的素混凝 土墊層，其埋置深度應在沖刷線以下0.5m。 2021-8-2 港口水工建筑16 n暗基床： n明基床： n混合基床： 1、拋石基床形式、拋石基床形式 2、基床厚度、基床厚度 當基床頂面應力大于地基承載力時，由

8、計算確定，且 不小于1m，當基床頂面應力不大于地基承載力時，構(gòu) 造確定，且不小于0.5m， 3、基槽底寬及邊坡坡度、基槽底寬及邊坡坡度 基槽底寬不宜小于碼頭墻底寬度加2倍的基床厚度。 影響地基應力的擴散范圍。 2021-8-2 港口水工建筑17 n對夯實基床，不宜小于2m； n對不夯實地基不小于1m。 n流速大、地基土有被沖刷的危險時，應加大基床外肩 寬度，放緩邊坡，增大埋置深度。 4、基床肩寬、基床肩寬 5、基床夯實、基床夯實 6、對拋石基床塊石質(zhì)量和品質(zhì)要求、對拋石基床塊石質(zhì)量和品質(zhì)要求 穩(wěn)定性強，便于開采、運輸?shù)?。石料品質(zhì)要求遇水不 軟化、不破裂、不被夯碎，其飽和抗壓強度不低于 3050

9、MPa 2021-8-2 港口水工建筑18 二、墻身及胸墻 n沿長度方向設(shè)置沉陷縫和伸縮縫，縫寬25cm，變形 縫間距1030m，在下列位置必須設(shè)置： n新舊建筑物銜接處； n碼頭水深或結(jié)構(gòu)形式變化處； n地基土質(zhì)差別較大處； n基床厚度突變處；沉箱接縫處。 1、碼頭臨水面輪廓、碼頭臨水面輪廓 2、變形縫設(shè)置、變形縫設(shè)置 n為增加碼頭建筑物的抗傾穩(wěn)定性，墻底前趾一般伸 出墻。但是與船底外緣最小間距不小于0.3m。 3、墻身、墻身 2021-8-2 港口水工建筑19 n胸墻作用，位于水位變化區(qū)，受干濕交替、凍融、波 浪和水流作用，并承受冰凌的撞擊和摩擦和船舶的碰 撞，胸墻設(shè)計應保證其水平滑動和傾

10、覆穩(wěn)定，足夠的 剛度、良好的整體性和穩(wěn)定性。 n（1）胸墻的結(jié)構(gòu)形式 一般采用現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)，整體性好，石料豐富也可采 用漿砌塊石，施工質(zhì)量保證整體性。 n（2）胸墻的底寬 一般由滑動和傾覆穩(wěn)定確定，頂寬由構(gòu)造確定。頂寬不 宜小于0.8m0.5m。 n（3）胸墻頂面高程預留沉降量 4、胸墻、胸墻 2021-8-2 港口水工建筑20 n卸載板可以減小墻身所承受的主動土壓力， 利用其上部土中增加穩(wěn)定。懸臂長度一般 取1.5m3.0m，厚度0.81.2m。 n順岸式碼頭端部通常采取兩種處理方式： 碼頭順岸方向做成斜坡；在碼頭端部設(shè)置 翼墻。 5、卸載板和碼頭端部的處理、卸載板和碼頭端部的處理 6、增

11、強結(jié)構(gòu)耐久性措施、增強結(jié)構(gòu)耐久性措施 參考港口工程混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 2021-8-2 港口水工建筑21 三、墻后回填 原則：就地取材、對墻體產(chǎn)生的土壓力小、透水性好 1、墻后回填墻后回填的方式的方式 分兩種情況：緊靠墻背面用顆粒較粗和內(nèi)摩擦角較大 的材料做成拋石棱體 墻后直接回填細粒土，在墻身構(gòu)件設(shè)置倒濾層。干地 現(xiàn)澆和砌筑的碼頭通常不設(shè)拋石棱體。 2、拋填棱體、拋填棱體 拋填棱體通常選塊石或當?shù)亓看?、價廉、堅固、質(zhì)量 輕、內(nèi)摩擦角較大， 拋石棱體形狀常是三角形、梯形、鋸齒形三種。 2021-8-2 港口水工建筑22 3、倒濾層倒濾層 防止回填土流失，在拋石棱體頂面、坡面、胸墻變形 縫和卸載

12、板頂面接縫處設(shè)置?？刹捎盟槭篂V層或土 工織物倒濾層。具體布置應滿足規(guī)范要求。 4、回填土、回填土 原則是土源豐富、運距近、取填方便、易于壓實、 產(chǎn)生的土壓力小。通常采用砂、塊石、山皮土或爐 碴，分層夯實或碾壓。 2021-8-2 港口水工建筑23 2021-8-2 港口水工建筑24 2021-8-2 港口水工建筑25 2021-8-2 港口水工建筑26 2021-8-2 港口水工建筑27 2021-8-2 港口水工建筑28 2021-8-2 港口水工建筑29 2021-8-2 港口水工建筑30 2021-8-2 港口水工建筑31 2021-8-2 港口水工建筑32 2021-8-2 港口水工建筑33 2021-8-2 港口水工建筑34 2021-8-2 港口水工建筑35 2021-8-2 港口水工建筑36 2021-8-2 港口水工建筑37 2021-