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1、2022-7-7港口水工建筑1第二章 重力式碼頭 本章重點(diǎn):重力式碼頭結(jié)構(gòu)形式、 構(gòu)造和計(jì)算 2022-7-7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(dòng)和傾覆。要求地基有一定強(qiáng)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(mén)港、青島港、煙臺(tái)港、秦皇島港及大連港等,在河港中應(yīng)用也較廣泛。 2022-7-7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: 2022-7-7港口水工建筑4二、碼頭結(jié)構(gòu)形式 n重力式碼頭的結(jié)構(gòu)形式主要決定于墻身結(jié)構(gòu)和

2、施工方法。按施工方法可分為干地現(xiàn)場(chǎng)砌筑或澆注的結(jié)構(gòu)和水下安裝結(jié)構(gòu)的預(yù)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): 2022-7-7港口水工建筑5n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(cāng)。沉箱一般水泥在專門(mén)的預(yù)制場(chǎng)預(yù)制,制好后在滑道上用臺(tái)車(chē)溜放下水。將下水的沉箱用拖輪拖運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng),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): 2022-7-7港口水工建筑6n沉箱結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)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(diǎn)是需要鋼材多,耐久性不如方塊碼頭,需要專門(mén)的施工設(shè)備和合適的施工條件。一般在當(dāng)

3、地有可用于預(yù)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。2022-7-7港口水工建筑73、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(shí),采用預(yù)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(yù)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。2022-7-7港口水工建筑8n預(yù)制安裝扶壁結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)介于塊體結(jié)構(gòu)與沉箱結(jié)構(gòu)之間?;炷僚c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(diǎn)是結(jié)構(gòu)的整體性不好,對(duì)地基的不均勻沉降適應(yīng)性差。2022-7-7港口水工建筑9n大圓筒是預(yù)制的大直徑薄壁鋼筋混凝土無(wú)

4、底圓筒。大圓筒直徑一般為514m。預(yù)制好的大圓筒吊運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng),一個(gè)挨一個(gè)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(wú)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): 2022-7-7港口水工建筑10n這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單與沉箱結(jié)構(gòu)比,混凝土及鋼材用量少,與圓筒直徑無(wú)關(guān),適應(yīng)性強(qiáng),用它可建任何高度的碼頭。5、格形鋼板樁結(jié)構(gòu)格形鋼板樁結(jié)構(gòu) 2022-7-7港口水工建筑11n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(diǎn)是可就地取材不需要鋼材、大

5、型施工設(shè)備、施工簡(jiǎn)單、工期短、造價(jià)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(dāng)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(jì)上不合理時(shí),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) 2022-7-7港口水工建筑12三、重力式碼頭的施工工序 n預(yù)制安裝結(jié)構(gòu)的重力式碼頭施工工序一般包括:預(yù)制墻身的構(gòu)件,開(kāi)挖基槽,拋填塊石基床,對(duì)基床進(jìn)行夯實(shí)和整平,在整平好的基床上安裝墻身的預(yù)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。 20

6、22-7-7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(jì)中,首先要根據(jù)當(dāng)?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(jìn)行構(gòu)造設(shè)計(jì),然后才是進(jìn)行強(qiáng)度和穩(wěn)定性驗(yàn)算。 2022-7-7港口水工建筑14一、基礎(chǔ)一、基礎(chǔ)n基礎(chǔ)應(yīng)根據(jù)地基情況、施工條件、結(jié)構(gòu)形式。n對(duì)巖石地基,當(dāng)采用預(yù)制安裝的結(jié)構(gòu)時(shí),以二片石(815cm的小石頭)、碎石整平巖面,其厚度不小于0.3m。當(dāng)采用現(xiàn)場(chǎng)澆注混凝土和漿砌塊石結(jié)構(gòu)時(shí),可直接做在巖面上;當(dāng)巖面向水域傾斜時(shí),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(tái)階寬度不宜小于1m。2022-7-7港口水工建筑15n對(duì)非巖石地基,當(dāng)采用水下施工的預(yù)制安

7、裝結(jié)構(gòu)時(shí),應(yīng)設(shè)置拋石基床,當(dāng)采用現(xiàn)場(chǎng)澆注混凝土和砌石結(jié)構(gòu)時(shí),地基承載力不足時(shí)應(yīng)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(shí)可設(shè)置100200mm的素混凝土墊層,其埋置深度應(yīng)在沖刷線以下0.5m。2022-7-7港口水工建筑16n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(dāng)基床頂面應(yīng)力大于地基承載力時(shí),由計(jì)算確定,且不小于1m,當(dāng)基床頂面應(yīng)力不大于地基承載力時(shí),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(yīng)力的擴(kuò)散范圍。 2022-7-

8、7港口水工建筑17n對(duì)夯實(shí)基床,不宜小于2m;n對(duì)不夯實(shí)地基不小于1m。n流速大、地基土有被沖刷的危險(xiǎn)時(shí),應(yīng)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(shí)、基床夯實(shí) 6、對(duì)拋石基床塊石質(zhì)量和品質(zhì)要求、對(duì)拋石基床塊石質(zhì)量和品質(zhì)要求 穩(wěn)定性強(qiáng),便于開(kāi)采、運(yùn)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(qiáng)度不低于3050MPa 2022-7-7港口水工建筑18二、墻身及胸墻 n沿長(zhǎng)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

9、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 2022-7-7港口水工建筑19n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(jì)應(yīng)保證其水平滑動(dòng)和傾覆穩(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(dòng)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(yù)留沉降量

10、4、胸墻、胸墻 2022-7-7港口水工建筑20n卸載板可以減小墻身所承受的主動(dòng)土壓力,利用其上部土中增加穩(wěn)定。懸臂長(zhǎng)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、增強(qiáng)結(jié)構(gòu)耐久性措施、增強(qiáng)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(jì)規(guī)范 2022-7-7港口水工建筑21三、墻后回填 原則:就地取材、對(duì)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(xì)粒土,在墻身構(gòu)件設(shè)置

11、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(dāng)?shù)亓看?、價(jià)廉、堅(jiān)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。 2022-7-7港口水工建筑223、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(yīng)滿足規(guī)范要求。 4、回填土、回填土 原則是土源豐富、運(yùn)距近、取填方便、易于壓實(shí)、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(shí)或碾壓。 2022-7-7港口水工建筑232022-7-7港口水工建筑242022-7-7港口水工建筑252022-7-7港口水工建筑262022-7-7港口水工建筑272022-7-7港口水工建筑282022-7-7港口水工建筑292022-7-7港口水工建筑302022-7-7港口水工建筑312022-7-7港口水工建筑322022-7-7港口水工建筑332022-7-7港口水工建筑342022-7-7港口水工建筑352022-7-7港口水工建筑362022-7-7港

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