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1、第二章：码头概论,码头的分类和组成 码头结构上的作用及组合 码头地面使用荷载 船舶荷载 其它荷载,码头的分类和组成,1.按用途分类：货用码头、客用码头、工作船码头、渔码头、军用码头、修船码头。2.按平面布置分类：1.顺岸式：满堂式、引桥式2.突堤式：窄突堤、宽突堤。（主要用于海港？）3.蹲式：常用于外海开敞式码头4.岛式：不设引桥的蹲式码头，主要用于装卸液体货物。引桥式与突堤式的区别。,引桥式顺岸码头,3.按断面形式分类：直立式：多用于水位变幅不大的港口，如海岸港、河口港斜坡港：多用于水位变幅较大的港口，如上中游河港、水库港。半斜坡式：多用于枯水其较长而洪水期较短的山区河港。半直立式：适用于高
2、水位时间较长，而低水位时间较长的情况，如水库港。应用：对水位差8m以下的货运码头，宜建直立式；对水位差817m的件杂货码头，主要采用直立式，对散货码头主要采用斜坡式。对水位差17m以上，以建斜坡式为主，也可因地制宜建一些其他型式。,4.按结构型式分类：实体式（重力式、板桩式）、透空式（高桩式）、混合式。重力式码头：工作原理：依靠结构本身的自重及内部填料的重量来达到抗倾覆、抗滑移的稳定性要求。优点：耐久性好，能抵抗大船、漂浮物的撞击，对超载、工艺变化的适应能力最好。缺点：码头前波浪反射严重，泊稳条件差，地基应力大，一般需要作抛石基床。适用工况：地质条件较好的地基。,板桩码头：工作原理：依靠板桩入
3、土部分的侧向土压力和安放在板桩上部的锚锭结构来维持整体稳定性。优点：耐久性相对较好，结构简单，材料用量少，便于预制，可以先打桩，再开挖港池。缺点：码头前波浪发射严重，泊稳条件差，对钢板需要采取防绣措施，增加费用，对开挖超深反映敏感。适用工况：要有较好的能打桩的地基，一般只适用于万吨级的泊位和有掩护的海港。,高桩码头：工作原理：通过桩台将作用在码头上的荷载通过桩基传递给地基。优点：码头前波浪反射少，泊稳条件好，砂石用量少，对开挖超深适应能力强。缺点：对地面超载、工艺变化的适应能力差，水平承载力差，耐久性差。适用工况：软土地基。,5.码头的组成部分：,上部结构的作用直接承受船舶荷载和地面适用荷载，
4、并将这些荷载传递给下部结构。将下部结构的勾践连成整体。设置码头设施，如防冲设施、系船设施等。下部结构的作用：支撑上部结构，形成直立式岩壁将作用在上部结构和本身的荷载传递给地基码头设施：用于船舶系靠和装卸作业等。,码头结构上的作用及组合,结构上的作用：施加在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，分为直接作用和间接作用。直接作用：集中力和分布力，工程上习惯称之为“荷载”间接作用：地基沉降、混凝土收缩变形、温度变形等。,作用的分类：规范规定，结构上的作用可以按照以下几种方式进行分类：按时间变异分类：永久作用：在设计基准期内，其量值随时间的变化与平均值相比可忽略不计的作用。如自
5、重力、预应力、土重力、由永久作用引起的土压力等。可变作用：在设计基准期内，其量值随时间的变化与平均值相比不可忽略的作用。如堆货荷载、流动起重运输机械荷载、可变作用引起的土压力、船舶荷载、波浪力等。偶然作用：在设计基准期内，不一定出现，但一旦出现其量值很大且持续时间很短的作用。如地震作用。港口工程钢筋混凝土结构的设计基准期为50年。,按空间位置的变化分类：固定作用：在结构上具有固定分布的作用。如自重等自由作用：在结构的一定范围内可以任意分布。如堆货、流动起重运输机械荷载等。按结构的反应分类：静态作用：加载过程中结构产生的加速度可以忽略不计，如自重力、土压力等。动态作用：加载过程中结构产生不可忽略
6、的加速度。如船舶撞击力、汽车荷载等。,作用组合和作用代表值的取值：组合原则：对实际有可能同时出现的作用，应按其最不利情况进行组合。对不同的计算项目，应分别按各自的最不利情况进行组合。受水位影响的建筑物，应把水位作为一个组合条件。作用效应组合和作用代表值的取值：港口工程技术规范规定：对实际有可能在港口工程结构上同时出现的作用应分别按承载能力极限状态和正常使用极限状态考虑作用效应的组合。当结构超过承载能力极限状态时，结构和构件丧失承载能力；超过正常实用极限状态时，结构和构件就不能满足适用性和耐久性的要求。,承载力能力极限状态 Ultimate Limit State 超过该极限状态，结构就不能满足
7、预定的安全性功能要求 结构或构件达到最大承载力（包括疲劳）结构整体或其中一部分作为刚体失去平衡（如倾覆、滑移）结构塑性变形过大而不适于继续使用 结构形成几何可变体系（超静定结构中出现足够多塑性铰）结构或构件丧失稳定（如细长受压构件的压曲失稳）正常使用极限状态 Serviceability Limit State 超过该极限状态，结构就不能满足预定的适用性和耐久性的功能要求。过大的变形、侧移（影响非结构构件、不安全感、不能正常使用（吊车）等）；过大的裂缝（钢筋锈蚀、不安全感、漏水等）；过大的振动（不舒适）；其他正常使用要求。,对承载能力极限状态验算，包括：持久组合：永久作用和持续时间较久的可变作
8、用组成的作用效应组合。短暂组合：包含持续时间较短的可变作用所组成的作用效应组合。偶然组合：包含偶然作用所组成的作用效应组合。对正常实用极限状态验算，包括：持久状况和短暂状况，其中持久状况作用又包括短期效应组合（频遇）和长期效应组合（准永久）。,作用代表值的取值对承载力极限状态，可变作用应分别按如下规定取值：持久组合：主导可变作用取标准值，非主导可变作用取组合值。（组合值是将标准值乘以组合系数，0.7）短暂组合：对于由环境因素引起的可变作用，按有关结构规范的规定确定，其他作用取可能出现的最大值为标准值。偶然组合：按现行行业标准水运工程抗震设计规范中的有关规定取值。对正常实用极限状态，可变作用应分
9、别按以下规定取值：持久状况作用的短期效应（频遇）组合，取可变作用的频遇值，即作用在结构上时而出现的较大值（标准值乘以频遇值系数 10.8）持久状况作用的长期（准永久）效应组合，取可变作用的准永久值，即作用在结构上经常出现的值，它在设计基准期内具有较长的总持续期。（标准值乘以准永久系数 20.6）,当需要考虑正常使用极限状况时，取标准值。,三.设计表达式：承载力极限状态应符合如下设计表达式：,持久组合：,四.说明：正常条件下，若结构使用过程中的状况为持久状况，按承载能力极限状态的持久组合和正常使用极限状态的持久组合分别进行设计。如：基床和地基承载力应按承载能力极限状态的持久组合进行设计；构件裂缝
10、宽度验算应按正常使用极限状态的长期效应组合进行设计。结构施工和安装等持续时间较短的状况为短暂状况，宜按承载能力极限状态的短暂组合进行设计，必要时可同时对正常使用极限状态的短暂状况进行设计。如：码头施工期的稳定性验算应承载能力极限状态的短暂效应组合进行设计。结构承受设防地震等持续时间很短的状况为偶然状况，应按承载能力极限状态的偶然组合进行设计。,1-2-2式中对不同的作用，视其变异性大小分别乘以不同的分项系数（如永久作用的分项系数比可变作用小），对非主导可变作用乘以小于1.0的组合系数，使设计结果更加合理。1-2-3式中，可变作用分项系数可以减少0.1，且可变作用不分主导和非主导，不乘组合系数，这样既考虑了短暂状况持续时间较短，分项系数取较小值，同时从安全出发，考虑到在短暂期内不同可变作用的最大值也较易相遇的可能性。,在港口工程结构设计中，设计水位是一个相当重要又比较复杂的问题。对于承载能力极限状态的持久组合，海港规定了五种水位，对于承载能力极限状态的短暂组合，海港规定了2种水位，对于正常使用极限状态，规定组合中不考虑极端高水位和极端低水位,
