第三章重力式碼頭重力式碼頭的結構型式及其特點重力式碼頭的構造重力式碼頭的一般計算方塊碼頭沉箱碼頭護壁碼頭大直徑圓筒碼頭—CHONGQINGJIAOTONGUNIVERCITY—

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—★—重慶交通大學河海學院—★—Ⅰ、重力式碼頭的結構型式及其特點工作原理優點缺點適用條件一、重力式碼頭的一般特點—CHONGQINGJIAOTONGUNIVERCITY—

—★—重慶交通大學河海學院—★—二、重力式碼頭的主要組成部分及其作用１、胸墻和墻身：是重力式碼頭的主體結構，擋土、承受并傳遞外力、構成整體、便于安裝碼頭設備。２、基礎：⑴擴散、減小地基應力，降低碼頭沉降；⑵有利于保護地基不受沖刷；⑶便于整平地基，安裝墻身。—CHONGQINGJIAOTONGUNIVERCITY—

—★—重慶交通大學河海學院—★—３、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。４、碼頭設施：供船舶系靠，裝卸作業。—CHONGQINGJIAOTONGUNIVERCITY—

—★—重慶交通大學河海學院—★—三、重力式碼頭的結構型式重力式碼頭的結構型式主要取決于墻身結構１、按墻身結構型式分：方塊碼頭，沉箱碼頭，護壁碼頭，大直徑圓筒碼頭，格形鋼板樁碼頭，干地施工的現澆砼和漿砌石碼頭等。—CHONGQINGJIAOTONGUNIVERCITY—

—★—重慶交通大學河海學院—★—２、按施工方法分類：干地現澆或砌筑的結構水下安裝預制結構—CHONGQINGJIAOTONGUNIVERCITY—

—★—重慶交通大學河海學院—★—在碼頭設計中，首先要根據當地的自然條件，施工條件，建筑物的使用要求等，擬定各種構造措施（基本輪廓尺度），既進行構造設計，然后再進行強度和穩定性驗算。一、基礎㈠、基礎的作用：⑴擴散、減小地基應力，降低碼頭沉降；⑵有利于保護地基不受沖刷；⑶便于整平地基，安裝墻身。Ⅱ、重力式碼頭的構造—CHONGQINGJIAOTONGUNIVERCITY—

—★—重慶交通大學河海學院—★—㈡、基礎的形式１、巖基：⑴、現澆砼和漿砌石結構可不作基礎整平，可把巖基面鑿成階梯形斷面最低一層臺階寬度≮1m，1:10倒坡。⑵、對預制結構（易傾斜），須用二片石和碎石整平，厚度≮0.3m—CHONGQINGJIAOTONGUNIVERCITY—

—★—重慶交通大學河海學院—★—２、非巖基：水下安裝預制結構，須作拋石基床；—CHONGQINGJIAOTONGUNIVERCITY—

—★—重慶交通大學河海學院—★—干地現澆砼和漿砌石結構：⑴、地基承載力不足時，要設置基礎，如塊石基礎，鋼筋砼基礎或樁基等；—CHONGQINGJIAOTONGUNIVERCITY—

—★—重慶交通大學河海學院—★—⑵、如地基承載力足夠，可不作基礎，但應滿足構造要求。構造要求：①、在墻下鋪10~20cm厚的貧質砼墊層，以保證墻身施工質量。②、墊層的埋置深度≮0.5m，考慮挖泥超深。③、若碼頭前有沖刷，則基礎埋深>沖刷深度，或采用護底措施。—CHONGQINGJIAOTONGUNIVERCITY—

—★—重慶交通大學河海學院—★—３、軟土地區：地基處理，加載預壓加固淤泥質軟基，深層水泥攪拌(CDM)加固軟基(插圖)。詳見《地基處理手冊》—CHONGQINGJIAOTONGUNIVERCITY—

—★—重慶交通大學河海學院—★—㈢、拋石基床１、基床形式⑴、暗基床：用于原地面水深小于碼頭設計水深。⑵、明基床：用于原地面水深大于碼頭設計水深，且地基條件較好。⑶、混合基床：用于原地面水深大于碼頭設計水深，但地基條件較差(如有2~3m淤泥層)，挖除后拋石或換砂，成混合基床。—CHONGQINGJIAOTONGUNIVERCITY—

—★—重慶交通大學河海學院—★—２、基床厚度：主要由地基承載能力確定，基床底應力應小于地基允許承載能力。⑴地基較好：基床頂應力<地基承載能力時，d≮50cm，主要起整平地面和防止地基土被沖刷的作用。⑵地基較差：基床頂應力>地基承載能力時，d≮100cm，具體取值，應根據穩定計算確定。

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—★—重慶交通大學河海學院—★—３、基槽的寬度和坡度⑴、順岸式結構⑵、突堤式結構基槽的邊坡坡度，根據土質由經驗確定，但應滿足穩定性要求。４、基床肩寬（明基床）對于夯實基床，≮2m；對于不夯實基床，≮1m。—CHONGQINGJIAOTONGUNIVERCITY—

—★—重慶交通大學河海學院—★—5、基床夯實基床夯實的方法一般有預壓法、重錘夯實法和爆炸夯實法。重錘夯實的作用①破壞塊石棱角，使塊石互相擠緊；②使與地基接觸的一層塊石嵌入地基土內。當地基為松散砂基或采用換砂處理時，對于夯實的拋石基床底層應設置約0.3m厚的二片石墊層，以防止基床塊石大夯震動時陷入砂層內。—CHONGQINGJIAOTONGUNIVERCITY—

—★—重慶交通大學河海學院—★—6、拋石的重量和質量⑴、重量：塊石的重量既要滿足在波浪和水流作用下的穩定性，又要考慮便于開采，運輸。一般采用10~100kg的混合料。⑵、質量：要求塊石塊石不被夯碎，遇水不軟化、不破碎，未風化。

對于打夯的基床：≮50MPa（水中飽和狀態下的抗壓強度）；對于不打夯的基床：≮30MPa。—CHONGQINGJIAOTONGUNIVERCITY—

—★—重慶交通大學河海學院—★—7、基床頂面的預留沉降量⑴、夯實基床：只考慮地基沉降的預留量（參見《土力學》教材）。⑵、不夯實基床：除考慮地基沉降外，還應考慮基床本身的壓縮沉降量

△=αkσd預留倒坡0%~1.5%，以防止外傾。對于巖基，帶卸荷板的衡重式碼頭，可不留倒坡。—CHONGQINGJIAOTONGUNIVERCITY—

—★—重慶交通大學河海學院—★—二、墻身和胸墻的構造針對設置前趾且高出基床面的碼頭，為了防止船底碰撞碼頭前趾，應保證前趾與船舶舭龍骨之間的最小凈距不應小于0.3m。㈠、碼頭臨水面輪廓要求—CHONGQINGJIAOTONGUNIVERCITY—

—★—重慶交通大學河海學院—★—㈡變形縫的設置碼頭結構中一般將沉降縫和伸縮縫合二為一，成為變形縫，即一縫兩用。１、位置：⑴新、舊結構銜接處；⑵水深或結構型式變化處；⑶地基土質變化較大處；⑷基床厚度變化處；⑸沉箱接縫處等。２、縫寬：2~5mm，垂直通縫。３、間距：在考慮上述因素外，一般10~30m不等。—CHONGQINGJIAOTONGUNIVERCITY—

—★—重慶交通大學河海學院—★—㈢、胸墻構造１胸墻的型式⑴、現澆砼胸墻：結構牢固，整體性好，是采用最多的一種型式。⑵、漿砌石胸墻：可節約模板，就地取材，但斷面不宜過小，并要注意砌筑質量，保證有良好的整體性。⑶、預制砼塊體胸墻：預制塊體之間應采取良好的整體聯系措施。２、頂寬：一般≮0.8m，對于停靠小型內河船舶的碼頭≮0.5m。３、底寬：按抗滑、抗傾穩定性計算確定。—CHONGQINGJIAOTONGUNIVERCITY—

—★—重慶交通大學河海學院—★—４、底高程：原則上應盡量放低，以增加胸墻的整體性和足夠的剛度，但對現澆或現砌的胸墻，底高程不得低于施工水位。施工水位：為了現澆若干節點（胸墻，樁帽等），低于該節點底面的水位在水位過程線上出現的時間為h，施工隊伍根據機具及組織能力，在該時段內能保證完成該節點的現澆施工任務，則該水位即為施工水位。５、胸墻頂的預留沉降量（不包括現澆胸墻前的沉降量）按砌筑胸墻后的沉降，即后期沉降預留。—CHONGQINGJIAOTONGUNIVERCITY—

—★—重慶交通大學河海學院—★—㈣、碼頭端部的處理順岸式碼頭端部一般采用兩種處理方式：１、在端部設置翼墻：端部可用來停靠小船，節省岸線長度。適用于碼頭不再接長的情況。在使用過程中，易造成不均勻沉降，使結構出現裂縫。當翼墻長度超過10m，應設置變形縫。２、在端部做順岸式斜坡臺階適用于碼頭有擴建，接長要求的情況，不會發生較大的不均勻沉降，但要求碼頭端部有富裕地形。—CHONGQINGJIAOTONGUNIVERCITY—

—★—重慶交通大學河海學院—★—㈤、增強結構耐久性的措施：適當提高材料的強度標號；適當增大構件厚度和鋼筋的砼保護層厚度；采用耐侵蝕性強，抗磨性高和抗凍性能好的新材料；采用花崗石或預制鋼筋砼板鑲面。—CHONGQINGJIAOTONGUNIVERCITY—

—★—重慶交通大學河海學院—★—三、墻后回填㈠、墻后回填的形式１、拋石棱體加倒濾層：減少土壓力，防止水土流失。減壓后墻身端面減小，節省砼用量，經濟效果顯著，故在實心方塊碼頭中多采用。２、直接回填細粒土，只在墻身構件間的拼裝縫處設倒濾設施，防止土料流失。多用于沉箱、護壁、空心塊體碼頭。—CHONGQINGJIAOTONGUNIVERCITY—

—★—重慶交通大學河海學院—★—㈡、拋石棱體構造１、斷面形式⑴、三角形：以防止回填土流失為主，減壓效果較差，拋填料量最少。⑵、梯形、鋸齒形：以減壓為主，兼防止回填土流失。鋸齒形與梯形相比在減壓效果相同的情況下，節約拋石量，但施工工序多，影響工期，質量不易保證。因此，對鋸齒形一般不多于二級最多可采用三級。２、構造—CHONGQINGJIAOTONGUNIVERCITY—

—★—重慶交通大學河海學院—★—㈢、倒濾層構造１、位置：拋石棱體頂面，坡面，胸墻變形縫及卸荷板頂面及側面接縫處。２、形式⑴、碎石倒濾層：①可分層；②不分層：采用級配較好的天然石料（或粒徑5~8mm的碎石）一次合成，厚度≮60cm。⑵、土工織物倒濾層：直接設置在墻身接縫處的土工織物宜雙層布置，拋石棱體后可單層布置。土工織物的技術要求參見現行行業標準《水運工程土工織物應用技術規程》。㈣、回填土

就地取材，取土方便，運距近，易密實，有一定承載力，產生土壓力小。—CHONGQINGJIAOTONGUNIVERCITY—

—★—重慶交通大學河海學院—★—Ⅲ、重力式碼頭的一般計算一.重力式碼頭的設計狀態重力式碼頭的設計應考慮三種設計狀況。１、持久狀況：在結構使用期按承載能力極限狀態和正常使用極限狀態設計。２、短暫狀況：施工期或使用期可能臨時承受某種特殊荷載時按承載能力極限狀態設計，必要時也需按正常使用極限狀態設計。３、偶然狀況：在使用期遭受偶然荷載時僅按承載能力極限狀態設計。—CHONGQINGJIAOTONGUNIVERCITY—

—★—重慶交通大學河海學院—★—二、重力式碼頭上的作用重力式碼頭上的作用按時間變異可分為以下三類：永久作用：自重（建筑物，固定機械設備），填土產生的土壓力。可變作用：地面使用荷載產生的土壓力，船舶荷載，施工荷載，冰荷載，波浪力等。偶然作用：地震作用。１、建筑物的自重：G=γV（γ的選取）材料重度：水上采用天然容重，水下采用浮容重。填料重度：無粘性土，以墻后地下水位為界，地下水位以上采用天然容重，以下采用浮容重。粘性土：根據當地經驗選用，（應考慮飽和區）—CHONGQINGJIAOTONGUNIVERCITY—

—★—重慶交通大學河海學院—★—２、剩余水壓力概念：墻后地下水位高于墻前計算低水位時產生的水壓力差值，一般按靜水壓力考慮。剩余水壓力應根據碼頭排水的好壞和后方填料的透水性來確定。⑴、墻后為拋石棱體或粗于中砂的填料，可不考慮剩余水壓力。⑵、墻后為中砂或細于中砂的填料（包括粘性土）時：①、潮汐港：剩余水頭取1/5~1/3的平均潮差；②、河港：取決于排水措施和墻前、后地下水位情況。—CHONGQINGJIAOTONGUNIVERCITY—

—★—重慶交通大學河海學院—★—⑴、門機和火車①、門機和火車分開考慮門機：a沿碼頭長度方向將輪壓力轉化成線荷載，

Pm=∑Pi/(2l1+2l0)

b將線荷載Pm分布到門機軌道基礎寬度上，并以局部均布荷載形式作用在碼頭面上。火車：a查表的火車荷載的等代線荷載Pt。b將Pt分布到軌枕長度上，以局部均布荷載形式作用在碼頭面上。３、地面使用荷載—CHONGQINGJIAOTONGUNIVERCITY—

—★—重慶交通大學河海學院—★—a、計算Pm，Pt。b、將Pm，Pt通過軌枕、道渣等沿碼頭橫向傳布，達到一定深度成均布荷載，并移至地面上。

q=(Pm`+Pt`+Pt``+Pm``)/B，B=B0+b1+b0``式中：B0－門機軌距，10.5m；b1－門機軌枕寬度1.25m；b2－火車軌枕寬度2.5m；b0``－兩線火車軌道凈距2m。②、門機和火車一起考慮—CHONGQINGJIAOTONGUNIVERCITY—

—★—重慶交通大學河海學院—★—⑵、地面使用荷載的布置地面使用荷載為可變荷載時，應根據不同的計算項目，按最不利情況進行布置，以堆貨為例。①、垂直力最大，水平力最大用于驗算基床、地基承載力及建筑物的沉降和整體滑動穩定性。②、垂直力最小，水平力最大用于計算抗傾、抗滑穩定性。③、垂直力最大，水平力最小：用于驗算基底后踵的應力。—CHONGQINGJIAOTONGUNIVERCITY—

—★—重慶交通大學河海學院—★—４、船舶荷載⑴、計算穩定時，不考慮撞擊力、擠靠力。⑵、系纜力：Ny－對碼頭影響不大，不考慮。Nz－數值較小，計算墻身穩定性時不考慮，而在計算系船塊體和胸墻穩定性時應考慮。Nz－按各分層沿碼頭長度方向的分布長度考慮。①、對于階梯形方塊碼頭：沿墻以45°向下擴散，遇豎縫中止，然后再從縫底端向下繼續擴散。②、對于護壁碼頭：沿墻以45°向下擴散，遇豎縫中止。③、對于現澆砼和漿砌石碼頭、沉箱碼頭，在驗算沿墻底穩定是，以分段長度作為船舶荷載的分布長度。因為此類碼頭在分段長度內為一整體。—CHONGQINGJIAOTONGUNIVERCITY—

—★—重慶交通大學河海學院—★—５波浪力⑴、波高<1m時：不考慮波浪力。⑵、波高≥1m時：即使要考慮，也只考慮墻前為波谷情況，即波吸力，墻后按靜水位考慮。６、地震荷載見《抗震設計規范》。７、土壓力：（略）—CHONGQINGJIAOTONGUNIVERCITY—

—★—重慶交通大學河海學院—★—三、重力式碼頭的一般計算㈠、碼頭穩定性驗算（以岸壁式碼頭為例）１、驗算內容包括沿墻底面、墻身各水平縫和基床底面的抗滑穩定性組合一：不考慮波浪力作用，由可變作用產生的土壓力為主導可變作用時，抗滑穩定性應滿足下式：組合二：不考慮波浪力作用，沿胸墻底面的抗滑穩定性，系纜力為主導可變作用—CHONGQINGJIAOTONGUNIVERCITY—

—★—重慶交通大學河海學院—★—組合三：考慮波浪力作用，波浪力為主導可變作用時：組合四：考慮波浪力作用，堆載土壓力為主導可變作用時：此為一種水位情況，若將水位作為一個組合條件，則可得十幾中組合情況。—CHONGQINGJIAOTONGUNIVERCITY—

—★—重慶交通大學河海學院—★—注意：計算暗基床底面的抗滑穩定性時，應考慮基床垂直面上的被動土壓力Ep，且G中應包括E’EDB的重量。但：①Ep－取計算被動土壓力的30%，當暗基床較薄或土質較軟時可以不考慮。②f－砂性土時，取f=tgφ；粘性土時，取等代內摩擦角φ’f=tgφ’=tg(φ+c/σ)—CHONGQINGJIAOTONGUNIVERCITY—

—★—重慶交通大學河海學院—★—組合一：不考慮波浪力作用，由可變作用產生的土壓力為主導可變作用時，抗傾穩定性應滿足下式：組合二：不考慮波浪力作用，對胸墻底面前趾的抗傾穩定性，系纜力產生的傾覆力矩為主導可變作用時：２、對墻底面和墻身各水平縫及齒縫計算前趾的抗傾穩定性。—CHONGQINGJIAOTONGUNIVERCITY—

—★—重慶交通大學河海學院—★—組合三：考慮波浪力作用，且波浪力為主導可變作用時：組合四：考慮波浪力作用，堆載土壓力為主導可變作用時：—CHONGQINGJIAOTONGUNIVERCITY—

—★—重慶交通大學河海學院—★—１、基床承載力驗算⑴、基底應力計算按剛性墻計算，基底應力呈直線分布，按偏心受壓公式計算，對矩形墻底：式中：Vk－作用在基床底面的豎向合力標準值(KN/m)；e－合力偏心距；ξ－合力作用點至前趾的距離，ξ=(MR-M0)/Vk。㈡、承載力驗算—CHONGQINGJIAOTONGUNIVERCITY—

—★—重慶交通大學河海學院—★—注意：①由公式可知：當ξ<B/3時，σmin<0，此時應將基底應力進行重分布。σmax×3ξ/2=Vk

σmax=2Vk/3ξσmin=0②ξ過小，會出現應力集中，產生過大的不均勻沉降，甚至出現工程事故；規范：對非巖基，ξ≮B/4，若ξ<B/4，則應重新擬定結構尺寸。對巖基，由于不可壓縮，可不加限制。③對拋石基床，承載力設計值一般取600KPa。基床承載力驗算：γ0γσσmax≤σr式中：γσ－基床頂面最大應力分項系數，取1.0。γ0－結構重要性系數，取1.0。σr－基床承載力設計值；σmax－基床頂面最大應力標準值。—CHONGQINGJIAOTONGUNIVERCITY—

—★—重慶交通大學河海學院—★—⑵、地基承載力驗算—CHONGQINGJIAOTONGUNIVERCITY—

—★—重慶交通大學河海學院—★—基床應力通過基床向下擴散，擴散寬度偉B1+2d，并按直線分布。B1－墻底實際受基底應力的寬度。①、ξ>B/3，e<B/6，B1=B②、ξ<B/3，e>B/6，B1=3ξ兩種情況的基床底面最大，最小應力標準值和合力作用點偏心距可按下式計算：σmax’=B1σmax/(B1+2d)+rdσmin’=B1σmin/(B1+2d)+rde’=(B1+2d1)/6+(σmax’-σmin’)/(σmax’+σmin’)地基承載力能否滿足要求，按《港口工程地基規范》驗算。㈢、地基沉降計算地基沉降包括：均勻沉降：不會引起建筑物的破壞，但過大回影響建筑物的正常使用。不均勻沉降：沿碼頭橫斷面方向，如何解決？沿碼頭長度方向，破壞性較大，如何解決？碼頭長度方向上的沉降量應分段計算，具體見《土力學》，《港口工程地基規范》等。規范規定：方塊、護壁碼頭，沉降量應<15~20cm；沉箱碼頭<20~25cm。—CHONGQINGJIAOTONGUNIVERCITY—

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—★—重慶交通大學河海學院—★—㈣、整體穩定性驗算⑴、碼頭結構頂面及其后一定范圍的地面突然下沉，且下沉量超過計算地基沉降量。⑵、在碼頭后方一定距離的地面出現裂縫和斷裂，且這個地點比墻后主動破裂面的出坡點要遠。⑶、碼頭結構后傾，底部突出碼頭線很多，但前沿線基本無多大變化或稍后移。⑷、碼頭前面水底泥面有明顯的隆起。１、重力式碼頭整體穩定破壞的特征—CHONGQINGJIAOTONGUNIVERCITY—

—★—重慶交通大學河海學院—★—2、計算方法

①、圓弧滑動法：

式中：Msd，Mrk分別為作用于危險滑弧面上的滑動力矩設計值和抗滑力矩的標準值，具體見《港口工程地基規范》，rd為抗力分項系數②、當地基淺層有軟弱夾層和傾斜巖石情況，宜采用非圓弧滑動面計算。見《地基規范》附錄G—CHONGQINGJIAOTONGUNIVERCITY—

—★—重慶交通大學河海學院—★—Ⅳ、方塊碼頭

一、結構型式㈠、按斷面形式分1、階梯形：斷面和底寬較大，材料用量較多，橫斷面方向整體性差，且地基應力不均勻。2、衡重式：土壓力減小，重心靠后，基底應力分布均勻，橫斷面方向整體性好，但結構重心靠上，抗震性能差，且衡重式斷面在施工重存在后傾穩定問題。3、卸荷板式—CHONGQINGJIAOTONGUNIVERCITY—

—★—重慶交通大學河海學院—★—㈠、按塊體型式分1、實心方塊：制作方便，耐久性好，施工維修簡便，但砼或石料用量大，若起重設備能力足夠，地基承載力好，材料供應充足，宜選用這種型式。2、空心方塊：有底空心：外形尺寸大，抗傾能力大（填料全部參加抗傾），基底應力較小，但易斷裂。無底空心：抗傾能力小，基底的局部應力集中，僅用于小碼頭。3、異型方塊：結構輕型，材料較省，土壓力較小（空腔內不完全填滿石料），造價低，但施工中穩定性差，基底局部應力集中，一般用于小碼頭。

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—★—重慶交通大學河海學院—★—二、構造㈠、塊體形狀：實心塊體：直角六面體；空心塊體：工字，雙工字，多工字，日字，口字，T形，雙T形等。—CHONGQINGJIAOTONGUNIVERCITY—

—★—重慶交通大學河海學院—★—㈡、塊體的尺寸：原則上越大越好，但應考慮預制和起重設備的能力以及碼頭的分段長度。1、實心方塊：①、尺寸：長邊/高度≯3，短邊/高度≮1，（且短邊≮0.8m）②、錯縫間距：橫斷面上錯縫間距≮1/2塊體高度（或≮0.8m），縱向錯縫間距≮1/3塊體高度（或≮0.5m）—CHONGQINGJIAOTONGUNIVERCITY—

—★—重慶交通大學河海學院—★—①、尺寸：長度/高度=式中：C為塊體順碼頭方向外壁厚度的總和，C=C1+C2，K為系數，可取0.9，B為塊體外形寬度。②、厚度：砼立壁≮40cm，鋼筋砼立壁≮20cm，鋼筋砼底板≮25cm（有底情況）2、空心方塊（多層時，宜采用通縫砌筑）—CHONGQINGJIAOTONGUNIVERCITY—

—★—重慶交通大學河海學院—★—3、卸荷板

卸荷板一般采用鋼筋砼結構，其型式有懸臂式、錨固式和簡支式。懸臂式最為常用，其懸臂長度和厚度應通過后傾穩定性和強度計算確定，一般懸臂長1.5～3.0m，厚度0.8～1.2m。為防止后傾，懸臂不能太長，應滿足控制條件：懸臂長/墻身頂寬≤0.5。懸臂長度/厚度＜1.5，一般可采用素砼，此時厚度1～1.2m；懸臂長度/厚度≥1.5，應采用鋼筋砼，此時厚度0.8～1.0m。—CHONGQINGJIAOTONGUNIVERCITY—

—★—重慶交通大學河海學院—★—三、斷面設計

1、盡量減小土壓力：俯斜墻背，卸荷板，設置拋石棱體。2、盡量使斷面重心后移，以增大穩定，減小地基應力，宜采用衡重式斷面，衡重式碼頭在施工過程重，若墻后未及時回填，存在向后傾覆的危險，為了保證墻在施工重的穩定性荷控制基底應力分布，應對墻身合力到后趾的距離作限制：對非巖基：a≮B/3，對應頂寬/底寬≤1.6對巖基：a≮B/4，對應頂寬/底寬≤1.9。—CHONGQINGJIAOTONGUNIVERCITY—

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—★—重慶交通大學河海學院—★—3、在施工許可的情況下，盡量增大塊體尺寸，以減少層數和數量；4、卸荷板的位置應適當低一些，一般卸荷板頂面以放在現澆胸墻的施工水位為宜。—CHONGQINGJIAOTONGUNIVERCITY—

—★—重慶交通大學河海學院—★—四、計算

㈠、卸荷板的后傾穩定性荷承載力（強度）計算1、后傾穩定性計算以A點為支承點，按下式驗算：式中：M0為A點右側的卸荷板以上的結構自重荷其上的均載自重力產生的傾覆力矩；MG為A點左側的卸荷板以上的結構自重產生的穩定力矩。—CHONGQINGJIAOTONGUNIVERCITY—

—★—重慶交通大學河海學院—★—2、承載力驗算卸荷板的懸臂必須有足夠的承載能力和抗裂能力，按懸臂板驗算承載力和裂縫寬度。注意計算時應將支撐點后移20～30cm，至A’（考慮預制荷安裝誤差及下面塊體棱角的塑性變形荷損壞）。—CHONGQINGJIAOTONGUNIVERCITY—

—★—重慶交通大學河海學院—★—二、無底空心方塊碼頭沿墻底的抗傾（抗滑）穩定性驗算

1、抗傾：對無底空心方塊碼頭，由于空心塊體的填料與塊體壁之間的摩擦力存在，填料有一部分重量直接作用到基床上，而另一部分則是通過塊體壁傳到基床上（同儲倉壓力）。因此，在計算抗傾穩定性時，應將前者扣除，即將填料起抗傾作用的豎向力標準值按下式扣除：GR=W0-ARσZ，然后換算成單寬值。式中：GR為腔內起抗傾作用的填料重力標準值；W0為腔內填料自重力標準值；σZ為直接作用在基床上的填料接觸應力標準值，按儲倉壓力計算；AR為填料與基床直接接觸面積。—CHONGQINGJIAOTONGUNIVERCITY—

—★—重慶交通大學河海學院—★—2、抗滑穩定性仍按一般公式計算，但f應取綜合摩擦系數，可取0.65。—CHONGQINGJIAOTONGUNIVERCITY—

—★—重慶交通大學河海學院—★—Ⅴ、沉箱碼頭

優點：整體性好，抗震能力強，施工速度快，水下工作量少，造價低；缺點：鋼材用量大，耐久性不如方塊結構，且需專門的預制下水設備；適用：當地有沉箱預制場或工程量較大，工期短的大型碼頭。

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—★—重慶交通大學河海學院—★—一、型式

㈠、矩形沉箱制作簡單，浮游穩定性好，施工經驗豐富，多用于岸壁式碼頭。1、對稱式：最常用；2、非對稱式：節省鋼筋砼，但制作麻煩，浮游穩定性差。3、透空式：對無掩護的港口，消能效果較好。—CHONGQINGJIAOTONGUNIVERCITY—

—★—重慶交通大學河海學院—★—㈡、圓形沉箱

多用于墩式碼頭1、受力條件好，浮游時產生徑向水壓力，壁內產生壓應力，使用時產生徑向側壓力，壁內產生拉應力。2、按構造配筋，用鋼量少（填料側壓力按儲倉壓力計算，數值不大，往往不起控制作用）3、腔體內不設隔板，砼用量減少，重量減小，且空間大，施工方便。4、環形箱壁對水流的阻力小。

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—★—重慶交通大學河海學院—★—二、構造

㈠、外形尺寸

1、長度或直徑：應根據施工設備能力，施工要求的最小尺寸及碼頭變形縫間距確定。我國船廠生產的一般在10×12～12×14m，約600～800t，國內最大大2000t，世界上最大沉箱為我國為馬爾太設計并利用馬爾太船塢生產的沉箱，l×b×h=26×26×21.5m，約6400t。2、寬度：沉箱的底寬應根據建筑物的穩定性和地基承載力確定，同時也要滿足浮運吃水，干舷高度和浮游穩定性的要求，若不滿足，應盡量從施工上采取措施，如用起重船或浮筒吊護，不得已才考慮增大寬度。3、高度：頂部高程宜適當放低，但不得低于現澆胸墻的施工水位，構造上沉箱要伸入胸墻30～50cm，以保證整體。

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—★—重慶交通大學河海學院—★—㈡、壁厚、底厚

沉箱的外壁和底板的厚度應由計算確定，但壁厚≮25cm，一般取30～35cm，底板厚度≮壁厚，一般取35～40cm。㈢、縱、橫隔墻

作用：增大沉箱剛度，減小立板、底板的計算跨度，從而減小內力。隔墻間距：3～5m，隔墻頂應比外壁低10～20cm，便于封艙板或搭設工作平臺，隔墻上可以挖孔，以減小材料用量。㈣、填料

應根據當地的材料，選用量大，便宜，易密實和易填充的填料，如：砂、塊石、卵石、開山土等。

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—★—重慶交通大學河海學院—★—㈤、接縫構造

1、平接：當墻后設置拋石棱體或全部采用塊石回填時。2、空腔對接：當墻后不設拋石棱體而全部采用砂或開山土回填時，腔內設置倒濾層，平均縫寬5cm。注意：沉箱接縫的底面防漏。㈥、其它1、每隔一箱格在前后壁設置一個灌水孔，不設灌水孔的箱格，應在隔墻上設置通水孔。2、為了便于沉箱沉放時的定位，應在箱頂的四個角上埋置拉環。

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—★—重慶交通大學河海學院—★—三、沉箱的計算

沉箱的計算包括沉箱的吃水、干舷高度，浮游穩定性，構件的承載力和裂縫寬度。㈠、外壁的計算

1、作用：沉箱外壁計算時應考慮下列作用，其分項系數見表2-3-7①、吊運下水時可能承受的外力—CHONGQINGJIAOTONGUNIVERCITY—

—★—重慶交通大學河海學院—★—②、沉箱用絞車控制在滑道上下水或塢內漂浮時的水壓力，只考慮靜水壓力。③、密封艙頂的矩形沉箱在滑道上自由溜放時承受的水壓力，假定水面于箱頂齊平，靜水壓力+動水壓力，PD=0.84V2.④、沉箱浮運時的水壓力和波壓力波高<1.0m，只考慮靜水壓力；波高>1.0m，靜水壓力+波壓力（沉箱前無條件產生立波，計算時可按立波波壓力公式計算，但取浮運時行進波波高的一半計算）—CHONGQINGJIAOTONGUNIVERCITY—

—★—重慶交通大學河海學院—★—⑤、沉箱沉放時的水壓力沉箱在基床上的沉放，一半采用向箱內灌水并利用潮位降落的方法，在沉箱與基床頂面相接觸的瞬間，箱壁所受到的水壓力最大。⑥、對箱格有抽水要求時的水壓力。⑦、使用期的箱內填料側壓力，波浪力和冰荷載。—CHONGQINGJIAOTONGUNIVERCITY—

—★—重慶交通大學河海學院—★—2、箱壁計算圖式

①、底板以上1.5l區段，按三邊固定一邊簡支板計算。②、1.5l以上區段，多于兩跨，按兩端固定的連續板；等于或少于兩跨，按框架或兩端固定的單跨板計算—CHONGQINGJIAOTONGUNIVERCITY—

—★—重慶交通大學河海學院—★—㈡、底板計算

1、作用：（分項系數見表2-3-7）①、基床反力，底板自重力，箱格內填料垂直壓力②、浮托力（對無掩護的海港應考慮波浪的浮托力）2、計算圖式底板按四邊固定板計算，外趾按懸臂板計算。㈢、隔墻計算

隔墻與外壁的連接按軸心受拉構件計算，一般不進行強度計算，按構造配筋。注意施工時，相鄰箱格應同步回填，△<1m。

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—★—重慶交通大學河海學院—★—㈣、沉箱的浮游穩定性驗算

1、物體浮游穩定原理幾個概念：重心：重力作用線通過的中心，C。浮心：浮力作用線通過的中心，隨物體水下部分形狀而變化，W。定傾中心：浮心運行軌跡的中心，M。定傾半徑：定傾中心道浮心W的距離，ρ。定傾高度：定傾中心M到重心C的距離，ma：重心到浮心的距離。—CHONGQINGJIAOTONGUNIVERCITY—

—★—重慶交通大學河海學院—★—三個狀態：m=ρ-a>0，重心在定傾中心下方，重力產生穩定力矩，穩定平衡。m=ρ-a=0，重心與定傾中心重合，隨遇平衡（臨界狀態）。m=ρ-a<0，重心在定傾中心上方，重力產生傾覆力矩，不穩定。2、定傾高度m規范規定：①、近程浮運，m≥0.2m。②、遠程浮運，當以塊石和砂等固定物壓載時，m≥0.4m；以液體壓載時，m≥0.5m。—CHONGQINGJIAOTONGUNIVERCITY—

—★—重慶交通大學河海學院—★—3、定傾半徑ρ（矩形對稱）式中：I為沉箱在水面處的斷面對縱軸的慣性矩，V為沉箱排水量，V1為懸臂部分排水量。不帶趾：V=B0TL；帶趾：V=B0TL+2V1。注意：①當用液體壓艙時，應對上式作修改（扣除自由液面的影響）②當以砂或塊石壓艙時，不必扣除。—CHONGQINGJIAOTONGUNIVERCITY—

—★—重慶交通大學河海學院—★—4、重心C到浮心W的距離a的計算①、求yc，按重力矩yc=浮體各部分重量對某一點的矩/浮體的總重量=（r鋼筋砼∑Viyi+r0V水y水）/G②、求yw，按體積矩yw=[(V-v)T/2+vyi]/V，式中：V為水下總體積，v為前后趾體積則a=yc-yw

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—★—重慶交通大學河海學院—★—㈤、沉箱吃水和干舷高度的驗算

1、干舷高度驗算為了保證沉箱在溜放、漂浮、拖運時水不沒頂，沉箱應有足夠的干舷高度—CHONGQINGJIAOTONGUNIVERCITY—

—★—重慶交通大學河海學院—★—2、沉箱吃水為了保證沉箱能順利下水，浮起，浮運，沉箱的吃水必須滿足一定的條件，如：①、當沉箱采用臺車溜放時，T必須小于小車頂以上的水深，H≥T+h1+h2。②、當沉箱采用滑道下水時，T必須小于軌道頂以上的水深。③、浮運時，T必須小于航道水深。④、沉放時，T必須小于基床頂面水深。⑤、在船塢內制造時，T必須小于船塢水深。注意：當沉箱吃水和干舷高度不滿足要求時，可以不采用（或不全用）壓艙方法保證沉箱的浮游穩定，而采用其它施工措施如起重船或浮筒吊護的方法，保證沉箱的浮游穩定。

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—★—重慶交通大學河海學院—★—

Ⅵ、護壁碼頭

優點：結構簡單，施工速度快，節省材料，造價低；缺點：整體性差，耐久性差；適用：有起重運輸設備，有預制能力的情況或有干地施工條件。—CHONGQINGJIAOTONGUNIVERCITY—

—★—重慶交通大學河海學院—★—一、組成及型式1、組成：立板：擋土并構成碼頭直立岸壁；底板：將上部荷載傳給基床；肋板：將立板和底板連成整體，并支撐立板和底板。—CHONGQINGJIAOTONGUNIVERCITY—

—★—重慶交通大學河海學院—★—2、型式①空腹式或折線式可節省砼和鋼筋，單配筋復雜，施工麻煩，工程意義不大。②翹尾式護壁翹尾的作用：減小基床寬度，即減少岸坡的挖、填方量和基床的拋石量；使合力作用點控制在三分點內，即ξ>B/3，基底應力趨于均勻。③無底護壁

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—★—重慶交通大學河海學院—★—二、構造

㈠、外形尺寸1、高度：由碼頭水深和胸墻的底標高確定，且不低于胸墻的施工水位，護壁頂端宜嵌入胸墻10cm。2、寬度：由結構穩定性和地基承載能力確定但構造上應滿足：前趾長≯1m；翹尾長≯底寬/4；翹尾角度≯φ。3、長度：預制安裝時，取決于起重能力，但≮H/3；干地現澆時，取變形縫間距。4、外形輪廓的要求—CHONGQINGJIAOTONGUNIVERCITY—

—★—重慶交通大學河海學院—★—㈡、各構件的尺寸應由計算確定，初步尺寸可按圖擬定。㈢、肋板的間距肋板的材料用量在整個護壁結構中占很大比重，肋板間距與肋板數量有關，須經技術、經濟比較加以確定，一般：對現澆多肋護壁：1/2～1/3墻高或2～3.5m。對預制護壁：預制件長<4m，用單肋護壁；預制件長≥4m，用雙肋或多肋護壁。具體確定：肋板間距應根據立板和底板的支座彎矩和跨中彎矩大致相等的原則確定。—CHONGQINGJIAOTONGUNIVERCITY—

—★—重慶交通大學河海學院—★—㈣、護壁接縫構造

1、縫寬：護壁間垂直縫設計寬度采用4‰護壁高度，但≮4cm。2、倒濾構造（當墻后無拋石棱體時）①、立板的懸臂不長：在肋板外側設置隔砂板；②、立板的懸臂較長：在立板后設置隔砂板；③、為了防止倒濾井中填料下沉后在胸墻下出現空隙而造成漏砂，應在胸墻底部的后面設置倒濾棱體㈤、吊孔，排水孔—CHONGQINGJIAOTONGUNIVERCITY—

—★—重慶交通大學河海學院—★—三、護壁碼頭的計算計算內容，除重力式碼頭一般計算以外：立板、肋板和底板的正截面受彎承載力和裂縫寬度；肋板的斜截面承載力；肋板與立板和肋板與底板的連接處正截面受拉承載力強度吊孔處的承載力。—CHONGQINGJIAOTONGUNIVERCITY—

—★—重慶交通大學河海學院—★—㈠、立板計算1、作用：土壓力，地面使用荷載，剩余水壓力，波吸力。2、假定：①、立板不承受胸墻傳來的外力，此外力全部由肋板承受；②、不考慮胸墻底寬對土壓力的遮掩作用；③、除多肋護壁外，不考慮底板對立板的嵌固作用；④、一般取設計低水位時，水平力最大的組合。3、計算圖式①、單肋：按單寬懸臂板計算；②、雙肋：按兩端懸臂的簡支板計算；多肋：同沉箱的外壁計算—CHONGQINGJIAOTONGUNIVERCITY—

—★—重慶交通大學河海學院—★—㈡、底板計算1、作用：基床反力，底板自重，底板上填料垂直壓力荷地面使用荷載。基床反力的大小和分布與計算水位，地面使用荷載，船舶荷載等有關，計算情況比較復雜，實際計算一般取設計低水位，按規范進行組合：①、無尾護壁：取最大水平力與最大垂直力或最大水平力與最小垂直力兩種組合；②、有尾護壁：取最大水平力與最小垂直力或最小水平力與最大垂直力兩種組合。2、計算圖式內底板與尾板的計算圖式同立板（單、雙、多），趾板按懸臂板計算。—CHONGQINGJIAOTONGUNIVERCITY—

—★—重慶交通大學河海學院—★—㈢、肋板計算

1、作用：立板計算所考慮的作用+胸墻傳來的外力，如系纜力和力矩，胸墻上的土壓力和力矩。計算一般取設計低水位和相應的水平力最大的組合。2、計算圖式立板與肋板共同構成一個固定在底板上的T形斷面的懸臂梁，因此，肋板按固定在底板上的變截面的T形梁計算，翼緣寬度按規范確定。—CHONGQINGJIAOTONGUNIVERCITY—

—★—重慶交通大學河海學院—★—㈣、立板與肋板、肋板與底板的連接強度計算

近似按中心受拉計算㈤、吊孔設計吊孔按預制件重力加底板與預制場地的粘結力或吊裝時的沖擊力計算，兩者取大值計算配筋。—CHONGQINGJIAOTONGUNIVERCITY—

—★—重慶交通大學河海學院—★—Ⅶ、大直徑圓筒碼頭

特點1、鋼材、砼用量少，每沿米材料用量與圓筒直徑無關，只與碼頭高度荷圓筒壁厚有關。2、對地基條件的適應能力比其它重力式碼頭強3、構造簡單，較受業主歡迎4、圓筒內填料可就地取材。適用條件：地質條件較好的深水碼頭，如廣西防城港D=16m，或地基表面有不厚但又不薄的軟土層的情況。

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—★—重慶交通大學河海學院—★—圓筒的制造方法：1、整體預制；2、將圓筒沿高度分成幾段預制，在現場安裝；3、將圓筒在平面上分成若干片，然