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1、港口水工建筑物习题集参考答案一、名词解释1、码头是供船舶停靠、装卸货物和上下旅客的水工建筑物，它是港口的主要组成部分。2、船舶停靠码头时，由于风和水流的作用，使船舶直接作用在码头建筑物上的力称为挤靠力。3、船舶靠岸或在波浪作用下撞击码头时产生的力，称为撞击力。4、沉箱是一种巨型的有底空箱，箱内用纵横格墙隔成若干舱格。5、扶壁是由立板、底板和肋板互相整体连接而成的钢筋混凝土结构。6、墙前计算低水位与墙后地下水位的水位差称为剩余水头，由此产生的水压力称为剩余水压力。7、拉杆是板桩墙和锚碇结构之间的传力构件，是板桩码头的重要构件之一。8、斜坡码头是以岸坡上建造的固定斜坡道结构作为载体，供货物装卸运输
2、、旅客或车辆上下的码头。9、浮码头是以趸船或浮式起重机与引桥为载体，供货物装卸运输、旅客和车辆上下的码头。10、斜面上供船舶上墩下水的专用轨道称为滑道 。11、在船舶上墩或下水时，船舶纵轴和移动方向与滑道中心线一致时，称为纵向滑道。12、船舶纵轴与滑道中心线垂直，而移动方向与滑道中心线一致时，称为横向滑道。13、船舶在岸上修造的场地称为船台。14、船坞有效长度是指坞门内壁外缘至坞尾墙底表面在坞底纵轴线上的投影距离。15、坞室底标高是指船坞中剖面处中板顶面标高。16、施加在码头结构上的集中力和分布力以及引起结构外加变形和约束变形的原因，总称为码头结构上的作用。17、凡通过系船缆而作用在码头系船柱
3、（或系船环）上的力称为系缆力。 18、整个结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求，此特定状态成为该功能的极限状态。19、按结构预期使用寿命规定的时间参数。20、从结构建成到预期使用寿命完结的整个期间。21、施工期间或建成后某一可预见的特定较短期间。22、指地震作用的偶然事件。23、桩顶在单位轴向力作用下产生的轴向位移称为桩的轴向反力系数。24、防波堤的一端与岸相连时称为突堤。25、防波堤的两端均不与岸相连时称为岛式防波堤。26、设计波浪重现期是指某一特定波列累计频率的波浪平均多少年出现一次，它代表波浪要素的长期统计分布规律。27、设计波浪列的累计频率是指设计波列在实
4、际海面上不规则波列中出现概率，它代表波浪要素的短期分布规律。28、坞室宽度是指船坞中剖面处的坞底宽度。29、坞口宽度是指坞口内侧底宽。五、思考题1、重力式码头的工作特点是依靠结构本身及其上面填料的重量来保持结构自身的滑移稳定和倾覆稳定。板桩码头的工作特点是依靠板桩入土部分的倾向土抗力和安设在码头上部的锚碇结构来维持其整体稳定。高桩码头的工作特点是通过桩台将作用在码头上的荷载经桩基传给地基。2、码头由主体结构和码头设备两部分组成。主体结构又包括上部结构、下部结构和基础。上部结构的作用是：将下部结构的构件连成整体；直接承受船舶荷载和地面使用荷载，并将这些荷载传给下部结构；作为设置防冲设施、系船设施
5、、工艺设施和安全设施的基础。下部结构和基础的作用是：支承上部结构，形成直立岸壁；将作用在上部结构和本身上的荷载传给地基。码头设备用于船舶系靠和装卸作业。 3、重力式码头是我国分布较广、使用较多的一种码头结构型式。其结构坚固耐久，抗冻和抗冰性能好；能承受较大的地面荷载和船舶荷载，对较大的集中荷载以及码头地面荷载和装卸工艺变化适应性较强；施工比较简单，维修费用少。4、圆形沉箱受力情况较好，一般按构造配筋，用钢量少；箱内可不设内隔壁，既省混凝土又大大减轻沉箱的重量；环形箱壁对水流的阻力小。其缺点是模板比较复杂，一般适用于墩式栈桥码头，特别是水流流速大、冰凌严重或波浪大的地区。矩形沉箱制作比较简单，浮
6、游稳定性好，施工经验成熟，一般适用于岸壁式码头。矩形沉箱的断面形式又分为对称式和非对称式两种，对称式构造简单，便于预制、浮运和安装，是主要采用的一种断面形式。非对称式虽能节省混凝土，但制作较麻烦，拖运时需密封舱盖，安放时易发生不均匀沉降，采用较少。5、 （ 1）风和水流作用下大面积冰场运动时产生的静冰压力；（2）风和水流驱动下流冰产生的撞击力；（3）冻结在建筑物上的冰因水位升降产生的竖向力；（4 ）建筑物内、外的冰因温度变化产生的膨胀力。6、将扶壁结构的底板尾部翘起，不仅减少了底板前趾后踵之间的反力差，使基底反力均匀，合力作用点位置不超过三分点；而且还可以减小基床宽度，不仅减少了抛石基床的工程
7、量，也减少了岸坡的填挖方量。7、 P26 优点：码头结构简单；混凝土与钢材用量少；适应性强，可不作抛石基床；造价低；施工速度快。缺点：抛石基床上的大圆筒产生的基底压力大，沉入地基的大圆筒码头施工较复杂，大圆筒与上部结构的连接以及护舷的布置不够方便等。8、重力式码头基础的作用是将通过墙身传来的外力扩散到较大范围的地基上，以减小地基应力和建筑物沉降量；保护地基免受波浪和水流的淘刷；整平基面后便于墙身的砌筑和安装。9、重力式码头的基础根据地基情况、施工条件和结构型式采用不同的处理方式。1 ）岩石地基：岩石地基承载力大，一般不需另做基础。对于现场灌注混凝土和浆砌石结构，可直接做在岩面上。当岩面向水域倾
8、斜较陡时，为减小滑动的可能性，墙身砌体下的岩基面宜做成阶梯形断面。阶梯形断面最低一层台阶宽度不宜小于 1m。对于预制安装结构，为使预制件安装平稳，应以二片石和碎石整平岩面，其厚度不小于 0.3m。2）非岩石地基：当采用干地施工的现场灌注混凝土和浆砌石结构时，分两种情况处理，第一，地基承载力足够时可设置 100200mm 厚的贫混凝土垫层，以保证墙身的施工质量，垫层的埋置深度不宜小于 0.5m，且应在冲刷线以下；第二，地基承载力不足时应设置基础，采用块石基床、钢筋混凝土基础板或基桩等。当采用水下施工的预制安装结构时，应设置抛石基床。对于软土地基，也可采用加载预压加固淤泥质软基的工艺和深层水泥拌合
9、加固软基的办法。10、抛石基床有暗基床、明基床和混合基床三种。暗基床适用于原地面水深小于码头设计水深的情况。明基床适用于原地面水深大于码头水深且地基较好的情况。但当海流流速较大时应避免采用明基床，或在基床上设防护措施。混合基床适用于原地形水深大于码头设计水深且地基较差的情况，此时需将地基表层的软土全部挖除填以块石，软土层很厚时可部分挖除换砂。11、 P33 墙后回填一般分为两种情况，一种情况是紧靠墙背用颗粒较粗内摩擦角较大的材料作成抛石棱体，以减少墙后土压力。并在棱体顶面和坡面设置倒滤层，防止墙后回填的细粒土从抛填棱体的缝隙中流失。第二种情况是墙后直接回填细粒土，只在墙身构件间的拼缝处设置倒滤
10、装置，防止土料流失。12、为避免码头漏砂，无论对何种形式的倒滤层，都要求：（1）倒滤层必须高出卸荷板顶面，即在卸荷板上面抛填不小于 0.3m 厚的二片石，然后在二片石上做倒滤层；（2）倒滤层分段施工时一定要搭接好。土工织物倒滤层的搭接宽度一般为 1m。13、 P35 重力式码头设计时应考虑三种状况：（1）持久状况，在结构使用期按承载能力极限在和正常使用极限状态设计；（2）短暂状况，施工期或使用初期可能临时承受某种特殊荷载时按承载能力极限状态设计，必要时也需按正常使用极限状态设计；（3）偶然状况，在使用期遭遇偶然荷载（如地震作用）时仅按承载能力极限状态设计。14、地面使用荷载的布置形式有三种：作
11、用在码头上的垂直力和水平力都最大，用于验算基床和地基的承载力及计算建筑物的沉降和验算整体滑动稳定性；作用在码头上的水平力最大垂直力最小，用于验算建筑物的滑动和倾覆稳定性；作用在码头上的垂直力最大水平力最小，用于验算基底面后踵的应力。15、重力式码头的一般计算项目为：1）码头的稳定性验算，主要为抗滑稳定性验算和抗倾稳定性验算。2）承载力验算，主要为基床承载力验算和地基承载力验算。3 ）整体滑动稳定性及地基沉降计算。16、板桩码头按板桩材料可分为木板桩码头、钢筋混凝土板桩码头和钢板桩码头 3 种。木板桩强度低、耐久性差，且耗用大量木材，现已很少应用。钢筋混凝土板桩的耐久性好，用钢量少，造价低，在板
12、桩码头中应用较多。但钢筋混凝土板桩的强度有限，一般只适用于水深不大的中小码头。钢板桩质量轻、强度高，锁口紧密，止水性好，沉桩容易，适用于水深较大的海港码头。17、按锚碇系统可分为无锚板桩码头、有锚板桩码头，有锚板桩码头又分为单锚板桩、双锚板桩和斜拉板桩。无锚板桩如同埋入土中的悬臂板，当其自由高度增大时，其固端弯矩亦将急剧增大，故多用于墙较矮、地面荷载不大的情况。当码头水深较大时，为减少板桩弯矩，也可以采用双锚板桩岸壁的结构。如果施工场地较小，不便埋设拉杆和锚碇结构，可采用斜拉板桩。18、 1）涂料保护，这种方法常作为在水位变化处的钢板桩防锈措施；2）阴极保护；3）改进钢材化学成份和采用防腐蚀钢
13、种；4）增加钢板桩厚度，延长使用年限； 5）尽量降低帽梁或胸墙的底标高。19、板桩码头上的作用有：1）土体本身产生的主动土压力和板桩墙后的剩余水压力等永久作用；2）由码头地面上各种可变荷载产生的土压力、船舶荷载、施工荷载、波浪力等可变作用；3）地震荷载等偶然作用。20、板桩墙的工作状态：第一种工作状态，板桩入土不深由于墙后主动土压力的作用，板桩产生弯曲变形，并围绕板桩上端支承点转动。此时板桩入土深度最小，板桩中只有一个方向的弯矩且数值最大，入土部分位移较大，所需板桩长度最短，但断面最大。这种状态按底端自由计算。第二种工作状态，其入土情况和受力情况介于第一种状态和第三种状态之间。第三种工作状态，
14、随着板桩入土深度增加，入土部分出现与跨中相反方向的弯矩，板桩弹性嵌固于地基中。这种状态按底端嵌固计算。第四种工作状态，与第三种工作状态类似，但入土深度更大，固端弯矩大于跨中弯矩，稳定性有富裕。21、板梁式码头各个构件受力明确合理；由于能采用预应力结构，提高了构件的抗裂性能；横向排架间距大，桩的承载能力能充分发挥，比较节省材料；此外装配程度高，结构高度比桁架小，也使施工迅速、造价较低。它一般适用于水位差不大，荷载较大且较复杂的大型码头。其缺点是：构件的类型和数量多，施工仍较麻烦，上部结构底部轮廓形状复杂，死角多，水气不易排除，构件中钢筋易锈蚀。22、优点： 桁架式高桩码头整体性好；刚度大；由于上
15、部结构高度大，当水位差较大时还可采用两层或多层系缆，曾是我国解放前普遍采用的一种结构型式。缺点：施工比较麻烦，造价也较高，所以在水位差不大的海岸港和河口港中逐渐被板梁式高桩码头所代替。目前主要适用于水位差较大需多层系缆的内河港口。对无掩护的海港和需防震设防的港口采用这种码头型式也可增加码头的整体性。23、无梁板式高桩码头结构简单，施工迅速，造价也低。面板为双向受力构件，采用双向预应力有困难；面板位置高，使靠船构件悬臂长度增大，给靠船构件的设计带来困难；此外桩的自由高度大，对结构的整体刚度和桩的耐久性不利。因此，无梁板式高桩码头仅适用于水位差不大、集中荷载较小的中小型码头。24、承台式高桩码头结
16、构刚度大、整体性好，但自重大，需桩多，在良好持力层不太深且能打支承桩的地基上较适用。25、 1）外壁加覆防腐涂层或其他覆盖层；2 ）增加管壁的预留腐蚀裕量；3）水下采用阴极保护；4）选用耐腐蚀钢种。26、构件连接的方式有固接、铰接和不连接，构件连接是必须满足以下要求：1）符合构件连接处的受力条件；2）确保连接质量； 3）便于施工。27、 1）应能充分发挥桩基承载力，且使同一桩台下的各桩受力尽量均匀，使码头的沉降和不均匀沉降较小；2）应使整个码头工程的建设比较经济；3 ）应考虑桩基施工的可能与方便。28、按承载能力极限状态设计的有下列情况：结构的整体稳定、岸坡稳定、挡土结构抗倾、抗滑移等；构件的强度；桩、柱的压屈稳定；桩的承载力等。按正常能力极限状态设计的有下列情况：混凝土构件抗裂、限裂；梁的挠度；柔性靠船桩水平变位；装卸机械作业引起结构振动。29、斜坡码头的优点是结构简单，建设速度快，投资少，对水位变化适应性强，适用于大水位差河港及水库港，是河流上游采用的主要码头结构型式。它的主要缺点是趸船需随水位变化经常移泊，移泊
