重慶交通大學(xué)考研復(fù)試港口水工建筑物答案_第1頁
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文檔簡介

1、碼頭的分類及其使用范圍與碼頭的基本組成及其作用;1)碼頭分類與使用范圍a.按平面布置分類:順岸式、突堤式(主要用于海港)、墩式(常用于外海開敞式碼頭)、島式(不設(shè)引橋的墩式碼頭,主要用于裝卸液體貨物)。b.按斷面形式分類:直立式(多用于水位變幅不大的港口,如海岸港、河口港)、斜坡式(多用于水位變幅較大的港口,如上、中游河港或水庫港)、半斜坡式(適用于枯水期較長而洪水期較短的山區(qū)河港)、半直立式(適用于高水位時(shí)間較長,而低水位時(shí)間較短的狀況,水庫港)。c.按結(jié)構(gòu)形式分類:重力式碼頭、板樁碼頭、高樁碼頭、混合式碼頭。①重力式碼頭工作原理:是依靠結(jié)構(gòu)本身及其上面填料的重量來維持穩(wěn)定。優(yōu)點(diǎn):耐久性好,能反抗大船、漂移物的撞擊,對超載、工藝變化適應(yīng)力量最強(qiáng)。缺點(diǎn):波浪反射嚴(yán)峻,泊穩(wěn)條件差,地基應(yīng)力大,一般須作拋石基床。適用條件:地質(zhì)條件較好的地基。②板樁碼頭工作原理:依靠板樁入土部分的側(cè)向土抗力和安設(shè)在板樁上部的錨碇結(jié)構(gòu)來維持穩(wěn)定。優(yōu)點(diǎn):耐久性好(相對),結(jié)構(gòu)簡潔,材料用量少,便于預(yù)制,可以先打樁,后開挖港池。缺點(diǎn):波浪反射嚴(yán)峻,泊穩(wěn)條件差,對鋼板樁需實(shí)行防銹措施,增加面減小。因此,設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)考慮各種影響因素,正確計(jì)算拉桿拉力,并實(shí)行措施,減小或消退各種附加應(yīng)力,并防止拉桿銹蝕。防治措施:①夯實(shí)拉桿下的填土,或在拉桿下設(shè)置支撐,以減小沉陷,支撐形式有支撐樁、設(shè)碎墊塊或墊墩、鋪碎石或灰土墊層。②在拉桿兩端設(shè)置連接較,以消退其附加應(yīng)力。③在拉桿上做各U形防護(hù)罩,使拉桿上面的土重及地面荷載不直接作用載拉桿上,而通過防護(hù)罩傳到拉桿兩側(cè)的地基上。④防銹處理,涂兩層防銹漆,并用瀝青麻袋包裹兩層。⑤回填料嚴(yán)禁帶有腐蝕性。10.板樁碼頭的錨碇類型及其受力特點(diǎn)與適用條件1)錨碇板(墻)a.受力原理:依靠其前面回填料的土抗力來承受拉桿拉力,承載力量較小,水平位移較大。b.適用條件:碼頭后方場地寬敞,拉桿力不大時(shí)。2)錨碇樁(板樁)a.受力原理:靠樁打入土中嵌固工作,其深度由“踢腳”穩(wěn)定來確定,此結(jié)構(gòu)屬于無錨樁,承載力量較小,水平位移較大;b.適用條件:碼頭后方場地寬敞,且地下水位較高或采用原土層時(shí);3)錨碇叉樁和斜拉樁

受力原理:靠樁的軸向拉壓和拉拔承載力來工作,其穩(wěn)定性由樁的承載力量確定。適用條件:碼頭后方場地狹窄,拉桿力較大時(shí)。3)其它形式:拖板式、尼龍帶式、錨桿式,加筋土結(jié)構(gòu)及混合式。11、單錨板樁碼頭的計(jì)算內(nèi)容有那些?其常用得計(jì)算方法及其適用范其適用范其適用范E3■已1)其適用范E3■已板樁墻入土深度、板樁墻彎矩、拉桿拉力2)計(jì)算方法與使用范圍⑴彈性線法:僅適用于單錨板樁墻的彈性嵌固工作狀態(tài);但對于剛度較大的板樁墻(如現(xiàn)澆地下墻),不宜采納彈性線法。⑵自由支撐法:僅適用于單錨板樁墻的自由工作狀態(tài);⑶豎向彈性地基梁法:可適用于單錨和多錨板樁墻的任何工作狀態(tài)。12、高樁碼頭的特點(diǎn)及適用條件、組成及上部結(jié)構(gòu)的主要型式;1)高樁碼頭的特點(diǎn)及適用條件同上2)組成上部結(jié)構(gòu)、樁基、擋土結(jié)構(gòu)、岸坡、碼頭設(shè)施。3)上部結(jié)構(gòu)的主要型式板梁式、桁架式、無梁板式、承臺(tái)式13、高樁碼頭橫向排架中樁基布置原則⑴盡量發(fā)揮樁的單樁承載力;⑵同一樁臺(tái)下基樁樁尖應(yīng)打至同一土層,且樁尖標(biāo)高不宜相差太大,有利提高樁的承載力量,減小樁臺(tái)沉降及不勻稱沉降;⑶同一樁臺(tái)下各樁受力應(yīng)盡量勻稱,斷面、傾斜度應(yīng)盡量全都樁位盡量布置在縱梁下;⑷承受水平力較大的碼頭,宜設(shè)置叉樁或半叉樁;⑸樁和樁的空間交叉應(yīng)留有適當(dāng)距離,防止碰撞;⑹有門機(jī)時(shí),門機(jī)下一般都布置雙樁:前為雙直樁,后為叉樁;無火車時(shí):在前后門機(jī)之間布置1或2根樁;有火車時(shí):每線火車下布置1或2根;⑺窄突堤碼頭:一般兩側(cè)靠船,樁基布置成對稱。14、進(jìn)行高樁碼頭樁力計(jì)算時(shí)如何考慮上部結(jié)構(gòu)剛度的影①剛性樁臺(tái):EI=8,在外荷載作用下,樁臺(tái)只發(fā)生變位(水平、豎向和轉(zhuǎn)角),不發(fā)生變形,適用于框架時(shí)式碼頭和承臺(tái)式碼頭的上部結(jié)構(gòu);②柔性樁臺(tái):EI=常數(shù),受力后樁臺(tái)不僅產(chǎn)生變位,且發(fā)生變形。適用于梁板式高樁碼頭的橫梁和無橫梁式高樁碼頭的橫向板帶;③非剛性樁臺(tái):支座處EI=O,該支承處不能承受彎矩,樁臺(tái)按簡支梁計(jì)算,適用于鋼結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)的棧橋。15、板梁式碼頭中,對于交叉樁和直樁支撐的板梁式碼頭的橫梁計(jì)算,可如何簡化?16、全部由直樁支撐的板梁式碼頭的橫梁排架按彈性支撐鋼架計(jì)算時(shí),可如何簡化?17、防波堤的作用、結(jié)構(gòu)的類型及其適用條件;1)作用a.防備波浪的攻擊,保證港內(nèi)水域的平穩(wěn);b.阻攔泥沙,削減港內(nèi)淤積,保證港內(nèi)水深;c.堤的內(nèi)側(cè)可兼作碼頭,或安放系錨設(shè)施,供船舶???,節(jié)約投資。2)結(jié)構(gòu)類型按斷面結(jié)構(gòu)分類:斜坡式、直立式、混合式(高基床直立堤)、特殊式。3)適用范圍⑴斜坡式:適用于水深不大(<10?12m),當(dāng)?shù)鼗蟽r(jià)格廉價(jià)或地基較軟的狀況。⑵直立式:適用于a、水深較大(大于破裂水深,使波浪不破裂);b、地基堅(jiān)實(shí),承載力量大。⑶混合式:適用于a、水深較大(>20-28m),地基承載力量有限的狀況;b、若作直立式:地基承載力不夠;c、若作斜坡式:材料用量太大(斜坡堤材料用量大致與水深的平方成正比。⑷特殊形式的防波堤理論和試驗(yàn)討論表明,波浪能量大部分集中在水體表面,在表層2?3倍波高范圍內(nèi)集中在水體表面,在表面2?3倍波高范圍內(nèi)集中90%?98%的能量,因此產(chǎn)生了適應(yīng)波能這一特殊形式的防波堤。①透空防波堤:適用于水深較大,波浪小,無防砂要求的水庫港,湖泊港等。②浮式防波堤:適用于波陡大,水位變幅大的漁港或作臨時(shí)防護(hù)。③噴氣式、噴水式防波堤:適用于圍堰施工,打撈沉船及臨時(shí)的裝卸作業(yè)。18、防波堤的布置內(nèi)容與布置原則1)布置內(nèi)容:⑴防波堤的平面布置⑵防波堤的口門布置⑶防波堤的軸線布置2)布置原則:⑴防波堤軸線布置形成的港內(nèi)水域應(yīng)是集中形的,波浪進(jìn)入口門內(nèi)能快速集中到較大的波峰線上,使波高降低。⑵防波堤的縱軸線一般應(yīng)向港內(nèi)拐折,9=120°?180。,盡量避開向港外拐折成凹角8(由于在凹角處會(huì)波能集中,波高增大),若必需向外拐,如為愛護(hù)船舶進(jìn)出口門時(shí)避開受橫向波浪影響,在主堤段外端接一幫助翼端,且兩段堤軸線的外夾角B角不宜小于150。,且最好用圓弧連接。⑶軸線與波向線要斜交成a=60°?80°,以削減波浪力,增加平安儲(chǔ)備。⑷堤高應(yīng)沿縱軸線按水深、地質(zhì)、波浪條件分段設(shè)計(jì)(堤頭、堤身、堤根)。19、防波堤前的波浪形態(tài);作用于直立式防波堤的波浪形態(tài):立波、遠(yuǎn)破波、近破波。20、船塢塢室斷面結(jié)構(gòu)型式類型、工作原理及其適用條件;1)船塢塢室斷面結(jié)構(gòu)形式類型有:干船塢、灌水船塢、浮船塢、升降機(jī)型。2)工作原理及適用條件:a.干船塢,工藝過程:船進(jìn)塢一一關(guān)塢門一一抽水一一船體升落在墩上;適用:萬噸級(jí)以上大型船舶的修理建筑。b.灌水船塢,工藝過程:船進(jìn)塢一一關(guān)塢門一一灌水一一至上塢室或船臺(tái)小車一一泄水一一開上首塢門一一移至橫移車一一船臺(tái)。適用于:5000t級(jí)以下的船舶成批修造(相當(dāng)于載重量30000噸級(jí)的船舶)。c.浮船塢工藝過程:塢艙室灌水下沉一一船進(jìn)塢一一排水(壓艙水)一一浮起,使船體水下部分及底囤甲板露出水面以修理。適用于:大型船舶修理,但采用率低。d.升降機(jī)型工藝過程:船進(jìn)升船池一一電動(dòng)絞車使平臺(tái)升起一一船舶落于支墩上一一提升至碼頭鎖住平臺(tái)一一船臺(tái)車移至船底,千斤頂升起船舶一一移至船臺(tái)車一一移至船臺(tái)修理。適用:廠區(qū)水、陸域面積受到限制時(shí)限制采納滑道的狀況。21、縱向滑道和橫向滑道的一般特點(diǎn)a.縱向機(jī)械滑道的一般特點(diǎn):①下水滑道一般垂直于岸線布置,占用岸線短;但要求滑道長切末段水深較深。船舶受水流影響較大②在沿下水滑道上的斜軌移船過程中,由于牽引力與船軸平行,船體不易側(cè)扭,特殊是采納整體式下水車時(shí),船體更為穩(wěn)定。③當(dāng)采納船排小車沿下水軌道向上移船時(shí),在船艄已經(jīng)出水而船尾扔浮在水上的時(shí)刻,船體受彎,對縱向強(qiáng)度低的船只不利。④下水滑道總長度和下水滑道區(qū)所占面積均比橫向滑道小,造價(jià)低于橫向滑道⑤滑道末端水深比橫向滑道大,末端簡潔受淤積影響b.橫向機(jī)械滑道的共同特點(diǎn):①插橫向上墩,不便于水上定位②因移船方向與船體縱軸線垂直,船體簡潔受扭③因船上墩下水無腥消失象,船體不受彎,所以適合縱向強(qiáng)度低的船④下水軌道總長度大于縱向滑道,造價(jià)較高⑤占用岸線長,所需水域?qū)挾刃、薮吧隙障滤芩饔绊懶、呋滥┒怂畋瓤v向滑道?。ㄒ唬┨羁疹}1、碼頭結(jié)構(gòu)上的作用按時(shí)間的變異可分為永久作用、可變作用和偶然作用三種。2、高樁碼頭橫向排架計(jì)算中,依據(jù)樁臺(tái)的剛度可將樁臺(tái)分為剛性樁臺(tái)、柔性樁臺(tái)和非剛性樁臺(tái)。3、防波堤按其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分,可分為直立式、斜坡式和混合式三種類型。4、基礎(chǔ)的作用:集中、減小地基應(yīng)力,降低碼頭沉降;愛護(hù)地基不受沖刷和整平地基,安裝墻身。5、板樁碼頭常用的錨錠結(jié)構(gòu)型式包括:錨碇板(墻)、錨碇樁(板樁)和錨碇叉樁(斜拉樁)等幾種型式。6、防波堤是海港的重要組成部分,其功能主要是:防備波浪、冰棱的攻擊,保證港內(nèi)水域的平穩(wěn);阻攔泥沙,減小港內(nèi)淤積;有時(shí)還能兼作碼頭。7、在修造船水工建筑物中,上墩下水建筑物,按其工作原理分,可歸納為灌水船塢、干船塢、浮船塢和升降機(jī)等四類。費(fèi)用,對開挖超深反應(yīng)敏感(應(yīng)預(yù)留0.5m)。適用條件:能打板樁的地基,萬噸級(jí)以下的泊位,適用于有掩護(hù)的海港。③高樁碼頭工作原理:通過樁臺(tái)將作用在碼頭上的荷載經(jīng)樁基傳給地基。優(yōu)點(diǎn):波浪反射小,泊穩(wěn)條件好,砂石用量少,對開挖超深適應(yīng)力量強(qiáng)。缺點(diǎn):對地面超載、工藝變化的適應(yīng)力量差,水平承載力量低,耐久性差,須設(shè)叉樁(大直徑管柱例外)。適用條件:軟土地基。④混合式碼頭依據(jù)當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)、水文、材料、施工條件和碼頭的使用要求,也可采納各種不同型式的混合結(jié)構(gòu)。如:前板樁高樁碼頭,后板樁高樁碼頭,透空重力式結(jié)構(gòu)等。2)碼頭的基本組成及其作用上部結(jié)構(gòu):①直接承受船舶荷載和地面使用荷載,并將這些荷載傳給下部結(jié)構(gòu)。②將下部結(jié)構(gòu)的構(gòu)件連成整體。③設(shè)置碼頭設(shè)施,如防沖設(shè)施、系船設(shè)施等。下部結(jié)構(gòu):⑴支承上部結(jié)構(gòu),形成直立岸壁。⑵將作用在上部結(jié)構(gòu)和本身上的荷載傳給地基?;A(chǔ):承受下部結(jié)構(gòu)傳下來的作用。碼頭附屬設(shè)施:船舶系靠、裝卸作業(yè)、人員上下和平安愛護(hù)等2、牢靠度的含義;結(jié)構(gòu)的正常功能;3、作用的分類、作用代表值的確定作用效應(yīng)組合及其原則;1)作用分類a.按時(shí)間變異分類:永久作用(如自重力,預(yù)加應(yīng)力,土重力,永久作用引起的土壓力等)、可變作用(如堆貨,流淌起重運(yùn)輸機(jī)械,可變作用引起的土壓力,船舶荷載,波浪力等)、偶然作用(如地震作用)。留意:港口工程鋼筋碎結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為50年。b.按空間位置分類:固定作用、自由作用。c.按結(jié)構(gòu)反應(yīng)分類:靜態(tài)作用、動(dòng)態(tài)作用。2)作用組合原則a.對實(shí)際有可能同時(shí)消失的作用,應(yīng)按其最不利狀況進(jìn)行組合。b.對于不同的計(jì)算項(xiàng)目,應(yīng)分別按各自的最不利狀況進(jìn)行組合。c.受水位影響的建筑物,應(yīng)把水位作為一個(gè)組合組合條件。3)作用效應(yīng)組合和作用代表值的取值a.港口工程技術(shù)法律規(guī)范規(guī)定對實(shí)際有可能在港口工程結(jié)構(gòu)上同時(shí)消失的作用應(yīng)分別按承載力量極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)考慮作用效應(yīng)的組合。當(dāng)結(jié)構(gòu)超過承載力量極限狀態(tài)時(shí),結(jié)構(gòu)和構(gòu)件丟失承載力量;超過正常使用極限狀態(tài)時(shí),結(jié)構(gòu)和構(gòu)件就不能滿意適用性和耐久性的要求。b.承載力量極限狀態(tài)驗(yàn)算可分為:長久組合、短暫組合、偶然組合。長久組合:永久作用和持續(xù)時(shí)間較長的可變作用組成的作用效應(yīng)組合。短暫組合:包含持續(xù)時(shí)間較短的可變作用所組成的作用效應(yīng)組合。偶然組合:包含偶然作用所組成的作用效應(yīng)組合。承載力量極限狀態(tài),可變作用應(yīng)分別按如下規(guī)定取值:①長久狀況長久組合:主導(dǎo)可變作用取標(biāo)準(zhǔn)值,非主導(dǎo)可變作用取組合值。(組合值是將標(biāo)準(zhǔn)值乘以組合系數(shù),a=0.7)②短暫狀況短暫組合:取標(biāo)準(zhǔn)值,不考慮非主導(dǎo)可變作用③地震狀況地震組合:主導(dǎo)可變作用取標(biāo)準(zhǔn)值,非主導(dǎo)可變作用取組合值。(組合值是將標(biāo)準(zhǔn)值乘以組合系數(shù),力Qi查表)。C.正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算可分為:長久狀況(長久狀況作用又可分為標(biāo)準(zhǔn)組合、頻遇組合、準(zhǔn)永久組合三種)、短暫狀況。正常使用極限狀態(tài),可變作用應(yīng)分別按如下規(guī)定取值:①長久狀況作用的短期效應(yīng)(頻遇)組合,主導(dǎo)可變作用取頻遇值,即作用在結(jié)構(gòu)上時(shí)而消失的較大值(標(biāo)準(zhǔn)值乘以頻遇值系數(shù)小尸0.7)。非主導(dǎo)可變作用取準(zhǔn)永久值(標(biāo)準(zhǔn)值乘以4q=0.6)②長久狀況作用的長期效應(yīng)(準(zhǔn)永久)組合,取可變作用的準(zhǔn)永久值,即作用在結(jié)構(gòu)上常常消失的量值,它在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)具有較長的總持續(xù)期。(標(biāo)準(zhǔn)值乘以準(zhǔn)永久系數(shù)%=0.6)③標(biāo)準(zhǔn)組合:主導(dǎo)可變作用取標(biāo)準(zhǔn)值,非主導(dǎo)可變作用取組合值(標(biāo)準(zhǔn)值乘以a=0.7)④短暫狀況:當(dāng)需要考慮正常使用極限狀況時(shí),取標(biāo)準(zhǔn)值。4、重力式碼頭的特點(diǎn)、一般適用范圍以及重力式碼頭的常用結(jié)構(gòu)型式、主要組成及其作用;⑴重力式碼頭的特點(diǎn)、一般適用范圍同上⑵重力式碼頭的主要組成部分及其作用a,胸墻和墻身:是重力式碼頭的主體結(jié)構(gòu),擋土、承受并傳遞外力、構(gòu)成整體、便于安裝碼頭設(shè)施。b.基礎(chǔ):⑴集中、減小地基應(yīng)力,降低碼頭沉降;⑵有利于愛護(hù)地基不受沖刷;⑶便于整平地基,安裝墻身。c.墻后回填:(主要指拋石棱體,倒濾層)減小土壓力,減小水土流失。d.碼頭設(shè)施:供船舶系靠,裝卸作業(yè)。3)重力式碼頭的常用結(jié)構(gòu)型式重力式碼頭的結(jié)構(gòu)型式主要取決于墻身結(jié)構(gòu)a.按墻身結(jié)構(gòu)型式分:方塊碼頭,沉箱碼頭,護(hù)壁碼頭,大直徑圓筒碼頭,格形鋼板樁碼頭,干地施工的現(xiàn)澆碎和漿砌石碼頭等。b.按施工方法分類:干地現(xiàn)澆或砌筑的結(jié)構(gòu)、水下安裝預(yù)制結(jié)構(gòu)。5、重力式碼頭的設(shè)計(jì)狀況、一般計(jì)算內(nèi)容及對應(yīng)采納的極限狀態(tài)和作用效應(yīng)組合;1)重力式碼頭的設(shè)計(jì)狀況重力式碼頭的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮三種設(shè)計(jì)狀況:長久狀況、短暫狀況、偶然狀況。長久狀況:在結(jié)構(gòu)使用期按承載力量極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)。短暫狀況:施工期或使用期可能臨時(shí)承受某種特殊荷載時(shí)按承載力量極限狀態(tài)設(shè)計(jì),必要時(shí)也需按正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)。偶然狀況:在使用期患病偶然荷載時(shí)僅按承載力量極限狀態(tài)設(shè)計(jì)。2)一般計(jì)算內(nèi)容及對應(yīng)采納的極限狀態(tài)和作用效應(yīng)組合書P78頁,表2-16、重力式碼頭斷面設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容及其基本要求;a.盡量減小土壓力:俯斜墻背,卸荷板,設(shè)置拋石棱體。b.盡量使斷面重心后移,以增大穩(wěn)定,減小地基應(yīng)力,宜采納衡重式斷面,衡重式碼頭在施工過程重,若墻后未準(zhǔn)時(shí)回填,存在向后傾覆的危急,為了保證墻在施工重的穩(wěn)定性荷掌握基底應(yīng)力分布,應(yīng)對墻身合力到后趾的距離作限制:(1)對非巖基:a^B/3,對應(yīng)頂寬/底寬W1.6(2)對巖基:a*B/4,對應(yīng)頂寬/底寬W1.9。c.在施工許可的狀況下,盡量增大塊體尺寸,以削減層數(shù)和數(shù)量。d.卸荷板的位置應(yīng)適當(dāng)?shù)鸵恍?,一般卸荷板頂面以放在現(xiàn)澆胸墻的施工水位為宜。7、削減作用于重力式碼頭上的永久土壓力的有效措施俯斜墻背,卸荷板,設(shè)置拋石棱體8、板樁碼頭的基本組成、主要的結(jié)構(gòu)型式、構(gòu)造和特點(diǎn);1)基本組成:板樁墻、拉桿、錨碇結(jié)構(gòu)、導(dǎo)梁、帽梁、碼頭設(shè)施。2)主要結(jié)構(gòu)形式:a.按板樁材料分:木板樁碼頭、鋼筋碎板樁碼頭、鋼板樁碼頭。木板樁碼頭:強(qiáng)度低,耐久性差,木材用量大,現(xiàn)在很少使用。鋼筋碎板樁碼頭:耐久性好,用鋼量少,造價(jià)低,但強(qiáng)度有限,一般用于中小型碼頭。鋼板樁碼頭:強(qiáng)度高,重量輕,止水性好,施工便利,但易腐蝕,耐久性較差,適用于建筑水深較大的海港碼頭,特殊多用于要求不透水的船塢塢墻、施工圍堰和防滲圍幕等工程中。b.按錨碇系統(tǒng)分:無錨板樁、有錨板樁。無錨板樁:結(jié)構(gòu)簡潔,只有板樁墻和帽梁兩部分。板樁呈懸臂工作狀態(tài),承載力量小,墻頂變形大,在碼頭中一般不用。有錨板樁:當(dāng)墻高較大時(shí),為了減小板樁的斷面尺寸和樁頂位移,而設(shè)置拉桿和斜拉樁錨碇。有錨板樁:單錨板樁、雙錨板樁、多錨板樁、斜拉板樁。單錨板樁:適用于墻高在6?10m以下的中小型碼頭。雙錨或多錨:適用于墻高大于10m的碼頭,但應(yīng)用較少。緣由:下拉桿高程較低,施工

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