港口水工建筑物講義緒論篇

港口工程I

--港口水工建筑物陳達(dá)2013.04港口海岸與近海工程學(xué)院港口工程河海大學(xué)港口海岸與近海工程學(xué)院2目錄緒論碼頭概論重力式碼頭板樁碼頭高樁碼頭港口工程河海大學(xué)港口海岸與近海工程學(xué)院3參考書目錄教材港口水工建筑物

（韓理安主編）推薦參考書1.港工建筑物（邱駒主編）2.港口水工建筑物（陳萬佳主編）3.港口工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)算例（一航院主編）4.港口工程砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊（中交水規(guī)院）5.碼頭新型結(jié)構(gòu)型式（三航院）港口工程河海大學(xué)港口海岸與近海工程學(xué)院4港口組成碼頭是船舶停靠、裝卸貨物和上下旅客的水工建筑物。除此之外，由于各港自然條件不同，有些港口尚須建設(shè)防波堤、護(hù)岸、船臺、船塢及滑道等水工建筑物。

港口水域供船舶航行、回轉(zhuǎn)、錨泊和水上過駁作業(yè)等，要求具備適當(dāng)?shù)拿娣e和水面平穩(wěn)、水流平緩。水域包括進(jìn)港航道、錨地和港池等。各部分的控制水深稱為港口水深，是港口的重要標(biāo)志之一，它表明港口條件和可接納最大船舶的基本界限。陸域設(shè)施陸域是供貨物裝卸、堆存和轉(zhuǎn)載之用。包括庫場、鐵路、道路、裝卸和運(yùn)輸機(jī)械以及生產(chǎn)輔助設(shè)施。生產(chǎn)輔助設(shè)施主要包括通訊、導(dǎo)航、給排水、供電及為外輪服務(wù)的涉外部門如海關(guān)、商檢、外輪供應(yīng)、檢疫等。港口水域

碼頭及其他水工建筑物港口工程河海大學(xué)港口海岸與近海工程學(xué)院5本課程學(xué)習(xí)的內(nèi)容港口水工建筑物（碼頭）設(shè)計(jì)建筑物穩(wěn)定及結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算結(jié)構(gòu)布置與構(gòu)造作用及其效應(yīng)組合的確定結(jié)構(gòu)選型港口工程河海大學(xué)港口海岸與近海工程學(xué)院6港口簡史

最原始的港口是天然港口，有天然掩護(hù)的海灣、水灣、河口等場所供船舶停泊。隨著商業(yè)和航運(yùn)業(yè)的發(fā)展，天然港口已不能滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，須興建具有碼頭、防波堤和裝卸機(jī)具設(shè)備的人工港口，這是港口工程建設(shè)的開端。19世紀(jì)初出現(xiàn)了以蒸汽機(jī)為動力的船舶，于是船舶的噸位、尺度和吃水日益增大，為建造人工深水港池和進(jìn)港航道需要采用挖泥機(jī)具以后，現(xiàn)代港口工程建設(shè)才發(fā)展起來。陸上交通尤其是鐵路運(yùn)輸將大量貨物運(yùn)抵和運(yùn)離港口，大大促進(jìn)了港口建設(shè)的發(fā)展。港口工程河海大學(xué)港口海岸與近海工程學(xué)院7中國港口發(fā)展

古代港口

新石器時代，先人已在天然河流上廣泛使用獨(dú)木舟和排筏。（浙江河姆渡/木槳/2000多年前）春秋戰(zhàn)國時期，水上運(yùn)輸已十分頻繁，港口應(yīng)運(yùn)而生。（渤海沿岸的碣石港，今秦皇島港）漢代，廣州、徐聞、合浦港，與國外有頻繁的海上通商活動。唐朝，長江沿岸的揚(yáng)州港，相當(dāng)發(fā)達(dá)的國際貿(mào)易港。宋代，廣州、泉州、杭州、明州（今寧波）四大海港。鴉片戰(zhàn)爭后，沿海海關(guān)和港口完全被外國人所控制，內(nèi)河航行權(quán)喪失殆盡。新中國成立前，中國港口幾乎處于癱瘓狀態(tài)。

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1950-70年代初以技術(shù)改造、恢復(fù)利用為主。沿海港口平均每年只增加一個多深水泊位，其中大多系小型泊位改造而成。1970年代周總理1973年的“三年改變我國港口面貌”號召開始了第一次建港高潮。1973－1982，建成深水泊位51個，新增吞吐能力1.2億噸。首次自行設(shè)計(jì)建設(shè)了大連5萬/10萬噸級原油出口專用碼頭。70年代末-80年代第二次建港高潮，步入高速發(fā)展階段?！傲濉逼陂g共建成54個深水泊位，新增吞吐能力1億噸?！捌呶濉逼陂g是沿海港口建設(shè)40年發(fā)展最快的5年，共建成泊位186個，新增吞吐能力1.5億噸80年代末-90年代第三次建港高潮，開始注重泊位深水化、專業(yè)化建設(shè)。基本形成以大連、秦皇島、天津、青島、上海、深圳等二十個主樞紐港為骨干，以地區(qū)性重要港口為補(bǔ)充，中小港適當(dāng)發(fā)展的分層次布局框架。同時，與港航相配套的各種設(shè)施、集疏運(yùn)系統(tǒng)、修造船工業(yè)、航務(wù)工程、通信導(dǎo)航、船舶檢驗(yàn)、救助打撈系統(tǒng)基本齊備，初步形成了一個比較完整的水運(yùn)營運(yùn)、管理、建設(shè)和科研體系。1990年代末-21世紀(jì)初第四次建港高潮，各大港口積極開展港口發(fā)展戰(zhàn)略研究，建設(shè)港口信息系統(tǒng)，并大量投資進(jìn)行大型深水化、專業(yè)化泊位建設(shè)，。2003年底，沿海港口共有生產(chǎn)性泊位4274個，其中萬噸級以上泊位約748個，綜合通過能力16.7億噸。

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目前,我國自然條件較好的海灣和海岸已基本用完，今后筑港更多地處于各種復(fù)雜的條件下，或浪高流急或海灘平緩或地基松軟等，同時在適應(yīng)新的裝卸工藝，提高裝卸效率，綜合利用水資源等方面也對港口水工建筑物的建設(shè)提出了新的要求。港口工程河海大學(xué)港口海岸與近海工程學(xué)院10我國交通建設(shè)項(xiàng)目的建設(shè)程序預(yù)可行性研究（項(xiàng)目建議書階段）主要任務(wù)是在踏勘、調(diào)研基礎(chǔ)上，論證建設(shè)項(xiàng)目的必要性、可行性，在此基礎(chǔ)上向國家提出項(xiàng)目立項(xiàng)的建議，即項(xiàng)目建議書。

工程可行性研究在預(yù)可和必要的測量、勘探的基礎(chǔ)上對建設(shè)方案提出技術(shù)、經(jīng)濟(jì)的綜合論證（二個方案以上）。設(shè)計(jì)工作階段（一般為二階段設(shè)計(jì)）

（1）初步設(shè)計(jì)擬定方案，比較方案，推薦方案，編制初步設(shè)計(jì)說明書（為下一步設(shè)計(jì)提供一個提綱性的文件）（2）施工圖設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)計(jì)算、繪圖、編制施工圖預(yù)算及施工組織設(shè)計(jì)（3）擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)（三階段設(shè)計(jì)）主要針對特殊工程，復(fù)雜的無經(jīng)驗(yàn)的工程，局部的技術(shù)難關(guān)等建設(shè)準(zhǔn)備階段包括征地拆遷，場地準(zhǔn)備（三通一平），物資準(zhǔn)備，招投標(biāo)及報(bào)批開工日期等。建設(shè)實(shí)施階段概括為按合同條款、開工日期、設(shè)計(jì)要求、各項(xiàng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、施工組織設(shè)計(jì)及控制目標(biāo)要求等，使工程達(dá)到竣工標(biāo)準(zhǔn)。竣工驗(yàn)收階段由業(yè)主、承包商、監(jiān)理、質(zhì)檢、設(shè)計(jì)、施工等各方驗(yàn)收各分部的工程質(zhì)量及項(xiàng)目的實(shí)際生產(chǎn)能力和效益。港口工工程河海大大學(xué)港港口海海岸與與近海海工程程學(xué)院院11設(shè)計(jì)前前的資資料收收集工工作自然條條件資資料包括地地形、、地貌貌資料料、地地質(zhì)資資料、、水文文氣象象資料料及河河床演演變資資料等等。（（碼頭頭型式式選擇擇，碼碼頭選選址及及平面面布置置）技術(shù)、、經(jīng)濟(jì)濟(jì)資料料貨種、、貨物物規(guī)格格及包包裝形形式，，年不不均衡衡系數(shù)數(shù)，入入庫場場系數(shù)數(shù)、設(shè)設(shè)計(jì)船船型尺尺寸、、空載載滿載載吃水水、排排水量量等。。（碼碼頭總總平面面布置置、裝裝卸工工藝、、庫場場面積積等））使用條條件和施工工條件件正確選選擇結(jié)結(jié)構(gòu)上上的作作用（（載荷荷），，結(jié)構(gòu)構(gòu)型式式，使使用的的構(gòu)造造要求求,滿足業(yè)業(yè)主的的使用用要求求。施工單單位的的設(shè)備備，能能力和和施工工水平平。港口工工程河海大大學(xué)港港口海海岸與與近海海工程程學(xué)院院12港口分分類海岸港港和河河口港港統(tǒng)稱稱為海海港內(nèi)河港港位于開開敞海海濱或或有掩掩護(hù)海海灣內(nèi)內(nèi)的港港口，，為海海上運(yùn)運(yùn)輸服服務(wù)。。如我我國秦秦皇島島港、、湛江江港，，日本本神戶戶港、、橫濱濱港等等。海岸港港位于河河流與與運(yùn)河河沿岸岸的港港口，，簡稱稱河港港。為為內(nèi)河河船舶舶及客客貨運(yùn)運(yùn)輸服服務(wù)。。如漢漢口港港、徐徐州港港等。。河口港港位于河河口的的港口口，既既為海海運(yùn)服服務(wù)，，又為為河運(yùn)運(yùn)服務(wù)務(wù)，是是海河河聯(lián)運(yùn)運(yùn)的樞樞紐港港。如如上海海港、、鹿特特丹港港、倫倫敦港港等。。按地理理位位置置劃分分港口工程河海大學(xué)港港口海海岸與近海海工程學(xué)院院13港口分類商港大型廠礦企企業(yè)專用碼碼頭，必須須與廠礦企企業(yè)靠近，，我國稱為為業(yè)主碼頭頭。如上海海寶鋼碼頭頭。工業(yè)港為客、貨運(yùn)運(yùn)服務(wù)，也也稱貿(mào)易港港，對水深深和港內(nèi)泊泊穩(wěn)條件要要求較高。。世界大港港如鹿特丹丹、紐約等等。軍港供艦艇駐泊泊、訓(xùn)練、、作戰(zhàn)的專專用港口。。有天然防防浪屏障或或人工防浪浪設(shè)施，有有建造和修修理艦艇及及海上部隊(duì)隊(duì)全面補(bǔ)給給的各種設(shè)設(shè)施。如美美國珍珠港港、我國旅旅順港等。。按主要要用途途劃分分漁港供漁船停泊、漁漁獲物卸船、冷冷藏、加工、轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)運(yùn)以及漁船獲獲得生產(chǎn)、生活活資料補(bǔ)給的基基地。如英國赫赫爾漁港、我國國大連漁港等。。避風(fēng)港供船舶航行途中中或海上作業(yè)過過程中躲避風(fēng)暴暴并取得少量補(bǔ)補(bǔ)給的港口。港口工程河海大學(xué)港港口海岸與近海海工程學(xué)院14港口分類按等級級劃分分特別重要港口對國家有重要作作用的港口。重要港口對促進(jìn)國際貿(mào)易易有重要作用的的港口。地方港口上述兩種以外的的港口。港口工程河海大學(xué)港港口海岸與近海海工程學(xué)院15港口水工建筑物物的特點(diǎn)特點(diǎn)點(diǎn)作用荷載復(fù)雜施工條件差包括各種自然荷荷載、使用荷載載和施工荷載。。投資大建設(shè)周期長港口工程河海大學(xué)港港口海岸與近海海工程學(xué)院16碼頭的分類按平面布置分類類順岸式定義：前沿線與岸線大大體平行特點(diǎn)：占用岸線長，船船舶靠離方便適用：河口港、河港類型：滿堂式和引橋式式定義：前沿線與岸線大大體垂直特點(diǎn)：占用河道寬度多多，自然岸線短短時優(yōu)先使用適用：海港類型：窄突堤碼頭和寬寬突堤碼頭適用：碼頭面上沒有移移動裝卸機(jī)械和和車輛行駛的情情況突堤式墩式港口工程河海大學(xué)港港口海岸與近海海工程學(xué)院17碼頭的分類—順岸式按平面布置分類類滿堂式:碼頭與岸上場地地沿碼頭全長連連成一片，其前前沿與后方的聯(lián)聯(lián)系方便，裝卸卸能力較大。引橋式:碼頭用引橋?qū)⑼竿缚盏捻槹洞a頭頭與岸連接起來來。港口工程河海大學(xué)港港口海岸與近海海工程學(xué)院18碼頭的分類—突堤式按平面布置分類類窄突堤碼頭：沿寬度方向是一一個整體結(jié)構(gòu)寬突堤碼頭：沿寬度方向兩側(cè)側(cè)為碼頭結(jié)構(gòu)，，中間通過填筑筑構(gòu)成碼頭地面面港口工程河海大學(xué)港港口海岸與近海海工程學(xué)院19碼頭的分類—墩式碼頭按平面布置分類類墩式碼頭由靠船船墩、系船墩、、工作平臺墩、、引橋、人行橋橋組成。墩臺與岸用引橋橋連接，墩臺之之間用人行橋連連接，船舶的系系靠由系船墩和和靠船墩承擔(dān)，，裝卸作業(yè)在工工作平臺墩上進(jìn)進(jìn)行。港口工程河海大學(xué)港港口海岸與近海海工程學(xué)院20碼頭的分類—墩式碼頭港口工程河海大學(xué)港港口海岸與近海海工程學(xué)院21碼頭的分類—墩式碼頭青島港前灣港區(qū)區(qū)20萬噸礦石專用碼碼頭港口工程河海大學(xué)港港口海岸與近海海工程學(xué)院22碼頭的分類按斷面形式分類類直立式碼頭：：適用于水位變變化不大的港港口，如海岸岸港和河口港港；對于水位位差較小的河河港及運(yùn)河港港也很適用。。斜坡式碼頭：：適用于水位變變化大的上、、中游河港或或水庫港。半直立式碼頭頭：用于高水位時時間較長，而而低水位時間間較短的水庫庫港等。半斜坡式碼頭頭：用于枯水期較較長而洪水期期較短的山區(qū)區(qū)河流。多級式直立碼碼頭：在水位差大且且洪水期不長長的上游河港港。上級碼頭頭供洪水期使使用；下級碼碼頭供枯水期期或一般水位位時使用，而而在洪水期被被淹沒。港口工程河海大學(xué)港港口海岸與與近海工程學(xué)學(xué)院23碼頭的分類按結(jié)構(gòu)型式分分類特點(diǎn)：靠自重抵抗建建筑物滑動和和傾覆，是對對超載和工藝藝變化適應(yīng)能能力最好的一一種耐久性結(jié)結(jié)構(gòu)。適用：較好地基。特點(diǎn)：靠打入地基中中的板樁墻擋擋土，受有較較大的土壓力力，鋼筋混凝凝土板樁適用用于萬噸級以以下的碼頭。。鋼板樁則可可用于大型碼碼頭。適用：所有板樁可沉沉入的地基。。特點(diǎn)：主要由上部結(jié)結(jié)構(gòu)和樁基組組成，通過上上部結(jié)構(gòu)將作作用在碼頭上上的荷載經(jīng)樁樁基傳給地基基，其耐久性性、對超載以以及工藝變化化的適應(yīng)能力力較差。適用：軟土地基。重力式碼頭板樁碼頭高樁碼頭港口工程河海大學(xué)港港口海岸與與近海工程學(xué)學(xué)院24碼頭的分類混合式碼頭港口工程河海大學(xué)港港口海岸與與近海工程學(xué)學(xué)院25碼頭的組成上部結(jié)構(gòu)下部結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)礎(chǔ)碼頭設(shè)備①將下部結(jié)構(gòu)構(gòu)的構(gòu)件連成成整體；②直接承受荷荷載，并傳給給下部結(jié)構(gòu)；；③③作作為設(shè)置各種種設(shè)施的基礎(chǔ)礎(chǔ)。①支承上部結(jié)結(jié)構(gòu)，形成直直立岸壁；②將作用在上上部結(jié)構(gòu)和本本身上的荷載載傳給地基。。用于船舶系靠靠和裝卸作業(yè)業(yè)。港口工程河海大學(xué)港港口海岸與與近海工程學(xué)學(xué)院26碼頭圖片港口工程河海大學(xué)港港口海岸與與近海工程學(xué)學(xué)院27碼頭圖片港口工程河海大學(xué)港港口海岸與與近海工程學(xué)學(xué)院28碼頭圖片港口工程河海大學(xué)港港口海岸與與近海工程學(xué)學(xué)院29碼頭圖片港口工程河海大學(xué)港港口海岸與與近海工程學(xué)學(xué)院30碼頭圖片港口工程河海大學(xué)港港口海岸與與近海工程學(xué)學(xué)院31碼頭圖片港口工程河海大學(xué)港港口海岸與與近海工程學(xué)學(xué)院32碼頭圖片港口工程河海大學(xué)港港口海岸與與近海工程學(xué)學(xué)院33碼頭圖片港口工程河海大學(xué)港港口海岸與與近海工程學(xué)學(xué)院34碼頭圖片港口工程河海大學(xué)港港口海岸與與近海工程學(xué)學(xué)院35碼頭圖片港口工程河海大學(xué)港港口海岸與與近海工程學(xué)學(xué)院36碼頭圖片港口工程河海大學(xué)港港口海岸與與近海工程學(xué)學(xué)院37碼頭圖片港口工程河海大學(xué)港港口海岸與與近海工程學(xué)學(xué)院38碼頭圖片港口工程河海大學(xué)港港口海岸與與近海工程學(xué)學(xué)院39上海洋山港港口工程河海大學(xué)港港口海岸與與近海工程學(xué)學(xué)院40上海洋山港港口工程河海大學(xué)港港口海岸與與近海工程學(xué)學(xué)院41上海洋山港小洋山港區(qū)小洋山中港區(qū)小洋山東港區(qū)小洋山西港區(qū)小洋山北側(cè)綜合開發(fā)地塊洋山深水港區(qū)區(qū)北港區(qū)總體體上由5個部分組成，，即小洋山港港區(qū)、小洋山山中港區(qū)、小小洋山東港區(qū)區(qū)、小洋山西西港區(qū)及小洋洋山北側(cè)綜合合開發(fā)地塊。。上海洋山港——北港區(qū)總體規(guī)規(guī)劃小洋山港區(qū)其中小洋山港港區(qū)：即洋山深水港港區(qū)一、二期期工程，一期期工程岸線長長度1600m，建設(shè)有5個7～10萬噸級集裝箱箱泊位，年設(shè)設(shè)計(jì)吞吐量為為220萬TEU；二期工程岸岸線長度1400m，共建設(shè)4個7～10萬噸級集裝箱箱泊位，年設(shè)設(shè)計(jì)吞吐量為為210萬TEU。洋山一期工工程于2002年開工建設(shè)，，2005年12月建成投產(chǎn)；；二期工程于于2005年開工建設(shè)，，2006年底建成投產(chǎn)產(chǎn)。上海洋山港——北港區(qū)總體規(guī)規(guī)劃小洋山港區(qū)小洋山中港區(qū)區(qū)小洋山中港區(qū)區(qū)：即洋山深水港港區(qū)三期工程程，三期工程程是整個洋山山深水港區(qū)天天然水深條件件最好，陸域域縱深最大的的港區(qū)。三期期工程岸線長長度2600m，建設(shè)有7個7～15萬噸級集裝箱箱泊位，年設(shè)設(shè)計(jì)吞吐量為為500萬TEU。洋山三期工工程于2006年開工建設(shè)，，2007年12月和2008年12月分期建成投投產(chǎn)。洋山一一～三期工程程是洋山深水水港區(qū)北港區(qū)區(qū)的主體港區(qū)區(qū)。上海洋山港——北港區(qū)總體規(guī)規(guī)劃小洋山港區(qū)小洋山中港區(qū)區(qū)小洋山西港區(qū)區(qū)其中小洋山西西港區(qū)：即洋山深水港港區(qū)四期工程程，目前正處處于前期準(zhǔn)備備過程中。相相對一～三期期工程，四期期工程天然水水深條件