1.港口的基本功能是作為水路聯(lián)運(yùn)的樞紐。港口水工建筑物一般包括碼頭、防波堤、護(hù)岸、船臺、滑道和船塢等。

2.試敘述碼頭按不同方式分類的主要形式、工作特點及其適用范圍。

按平面布置分類：
1、順岸式：可分為滿堂式和引橋式。滿堂式裝卸作業(yè)、堆貨管理、運(yùn)輸運(yùn)營由前向后連成一片，具有快速量多的特點、聯(lián)系方便；引橋式裝卸作業(yè)在順岸碼頭完成，堆貨、運(yùn)輸需通過引橋運(yùn)載到后方的岸上進(jìn)行。適用于建設(shè)場地有充足的碼頭岸線。
2、突堤式：可分為窄突堤和寬突堤主要運(yùn)用于海港前者沿寬度方向是一個整體結(jié)構(gòu)，后者沿寬度方向的兩側(cè)為碼頭結(jié)構(gòu)，碼頭結(jié)構(gòu)中通過填料筑成碼頭面。主要運(yùn)用于海港。
3、墩式碼頭：非連續(xù)性結(jié)構(gòu)，墩臺與岸用引橋鏈接，墩臺之間用人行橋鏈接、船舶的系靠由系船墩和靠船墩承擔(dān)，裝卸作業(yè)在另設(shè)的工作平臺上進(jìn)行。在開敞式碼頭建設(shè)中應(yīng)用較多。
按斷面形式分類：
1、直立式：便于船舶的停靠和機(jī)械直接開到碼頭前沿，有較好的裝卸效率。適用于水位變化不大的港口。
2、斜坡式：斜坡道前方?jīng)]有泵船作碼頭使用機(jī)械難以靠近碼頭前沿，裝卸效率低。運(yùn)用于水位變化大的上、中游河港或海港。
3、半斜坡式：用于枯水期較長而洪水期較短的山區(qū)河流
4、半直立式用于高水位時間較長，而低水位時間較短的水庫港
按結(jié)構(gòu)形式分類：
1、重力式：分布較廣，使用較多，依靠結(jié)構(gòu)本身及其上面填料的重力來保持結(jié)構(gòu)自身的滑移穩(wěn)定和傾覆穩(wěn)定，其自重力大。地基承受的壓力大。適用于地基條件較好的地基。
2、板樁式：依靠板樁入土部分的側(cè)向土抗力和安設(shè)在碼頭上部的錨碇結(jié)構(gòu)來維持其整體穩(wěn)定。除特別堅硬會哦過于軟弱的地基外，一般均可采用。
3、高樁碼頭：在軟弱地基上修建的，工作特點：通過樁臺將作用在碼頭上的荷載經(jīng)樁基傳給地基
4、透空的重力式結(jié)構(gòu)：混合結(jié)構(gòu)

3.試敘述兩種極限狀態(tài)、三種設(shè)計狀況與作用組合之間的相互關(guān)系。

兩種極限狀態(tài)：承載能力極限狀態(tài)、正常使用極限狀態(tài)
三種設(shè)計狀況：持久狀況、短暫狀況、偶然狀況
A、在正常條件下，結(jié)構(gòu)使用過程中的狀況為持久狀況，按承載能力極限狀態(tài)的持久組合
B、結(jié)構(gòu)施工和安裝等持續(xù)時間較短的狀況為短暫狀況，對此狀態(tài)宜對承載能力極限狀態(tài)的短暫組合進(jìn)行設(shè)計
C、在結(jié)構(gòu)承受設(shè)防地震等持續(xù)時間很短的狀況為偶然狀態(tài)，應(yīng)按承載能力極限狀態(tài)的偶然組合進(jìn)行設(shè)計

4.我國常用的重力式碼頭按墻身結(jié)構(gòu)分為哪幾種類型？各有什么特點？

可分為：方塊碼頭、沉箱碼頭、扶壁碼頭，大圓筒碼頭、格型鋼板樁碼頭、干地施工的現(xiàn)澆混凝土和漿砌的碼頭
方塊碼頭：耐久性好，基本不需要鋼材，施工簡單，水下工作量大，結(jié)構(gòu)整體性和抗震性差，需石料大
沉箱碼頭：水下工作量小，結(jié)構(gòu)整體性好，抗震性好，施工快，耐久性較差，需要鋼材多，需專門的設(shè)備和條件
扶壁碼頭：優(yōu)缺點介于方塊碼頭和沉箱碼頭之間，混凝土和鋼材的用量比鋼筋混凝土沉箱碼頭少，施工較快，耐久性與沉箱碼頭相同，整體性較差。
大圓筒碼頭：結(jié)構(gòu)簡單，混凝土于鋼材用量少，適應(yīng)性差，可不作拋石基床，造價低，施工速度快
格型鋼板樁碼頭：施工籌備期短，施工速度快，占用場地小
干地施工的現(xiàn)澆混凝土和漿砌的碼頭:：就地取材，不需要鋼材和大型復(fù)雜的設(shè)備，整體性好，造價低

5.如何確定重力式碼頭的基礎(chǔ)形式？試述拋石基床的形式和適用條件以及拋石基床設(shè)計應(yīng)考慮的主要問題。

A、確定方式：1、當(dāng)基石承載力大。一般不需要做基礎(chǔ)2、非基石地基，分兩種情況a、地基承載力足夠時，設(shè)置100~200mm厚的鋼筋混凝土，以保證墻身的施工質(zhì)量b、地基承載力不足時應(yīng)設(shè)基礎(chǔ)，采用塊石基床，鋼筋混凝土基礎(chǔ)或基樁等3、采用水下施工預(yù)測安裝結(jié)構(gòu)時應(yīng)設(shè)拋石基床
B、拋石基床的形式：
1、暗基床：適用于原地面水深小于碼頭設(shè)計水深的情況。
2、明基床：適用于原地面水深大于碼頭設(shè)計水深，且地基較好的情況。
3、混合基床：適用于原地面水深大于碼頭設(shè)計水深，且地基較差的情況。
C、拋石基床的設(shè)計包括：選擇基床形式、確定基床的厚度及寬度，確定基槽的底寬和邊坡寬度，規(guī)定石塊重量和質(zhì)量要求，確定基床頂面的預(yù)留坡度和預(yù)留沉降量等

6.重力式碼頭的一般計算項目有哪些？試說出對應(yīng)采用的極限狀態(tài)和效應(yīng)組合，并說明為什么？

1）對墻底面和墻身各水平縫及齒縫計算面前趾的扛傾穩(wěn)定性
采用承載能力極限狀態(tài)效應(yīng)組合為持久組合。實際工程中1）沿胸墻底面進(jìn)行抗滑穩(wěn)定性驗算時，系纜力可能主導(dǎo)可變作用2）暗基床底面抗滑穩(wěn)定性驗算時，可考慮拋石基床垂直面上的被動土壓力3）考慮波浪作用時，波浪力可能成為主導(dǎo)可變作用。
2）沿墻地面，墻身各水平縫合基床地面的抗滑穩(wěn)定性
采用承載力極限狀態(tài)和持久組合 公式（2-3-10）
一般按平面問題取單寬計算，不考慮波浪作用，且由可變作用產(chǎn)生的土壓力為主導(dǎo)作用時，按公式計算。
3）基床和地基承載力
利用承載能力極限狀態(tài)和持久組合
基床承載力按公式(2-3-12)計算，設(shè)計值一般取600Kpa。對于受波浪力作用的墩式建筑物或地基承載力較高時，酌情適當(dāng)提高取值，但不應(yīng)大于800Kpa。
地基承載力驗算按公式（2-3-15）
4）整體穩(wěn)定性
按承載力極限狀態(tài)和持久組合
對于建筑物與地基整體滑動的抗滑穩(wěn)定性一般按圓弧滑動法驗算，地基淺層有軟弱夾層時，尚應(yīng)驗算非圓弧滑動面的抗滑穩(wěn)定性。
5）墻底面合力作用總位置：承載能力極限狀態(tài)，持久組合
6）碼頭施工期穩(wěn)定性和構(gòu)件承載力：承載能力極限狀態(tài)，短暫效應(yīng)組合
7）地基沉降：正常使用極限狀態(tài)，長期效應(yīng)組合
包括均勻沉降和不均勻沉降，均勻沉降不會引起建筑物的破壞，沉降量過大將影響建筑物使用。不均勻沉降發(fā)生在建筑物橫斷面方向和沿碼頭長度方向。

7.方塊碼頭、沉箱碼頭、扶壁碼頭分別有哪幾種結(jié)構(gòu)形式？各有什么優(yōu)缺點？除重力式碼頭的一般計算外，尚應(yīng)進(jìn)行哪些特殊計算？

方塊碼頭按其墻身結(jié)構(gòu)分實心方塊、空心方塊、異形方塊
實心方塊碼頭的堅固耐久性最好，施工維修簡便。
空心塊體節(jié)省混凝土用量，分為有底板和無底板兩種。無底板空心塊體碼頭與構(gòu)件接觸的基底局部壓力大，且由于填料僅部分參加扛傾工作，扛傾能力小，故多用于小碼頭。
異形塊體空腔內(nèi)不填滿塊石，以減小作用在墻上的土壓力，從而使碼頭結(jié)構(gòu)輕，材料省和造價低。
計算除重力式碼頭基本計算，還包括卸荷板的穩(wěn)定性和承載力驗算，無底板空心方塊碼頭的穩(wěn)定性和構(gòu)件計算。
沉箱碼頭按平面形式分為矩形和圓形
圓形沉箱受力情況較好，一般按構(gòu)造配筋，用鋼筋少，箱內(nèi)可不設(shè)內(nèi)隔壁，既省混凝土又大大減輕沉箱重量，箱壁對水流阻力小。缺點是模板復(fù)雜，一般適用于墩式棧橋碼頭。
矩形沉箱制作較簡單，浮游穩(wěn)定性好，施工經(jīng)驗成熟，適用于岸壁式碼頭，可分為對稱式和非對稱式。對稱式構(gòu)造簡單，便于預(yù)制浮運(yùn)和安放，非對稱式節(jié)省混凝土，但制作麻煩。
計算：除進(jìn)行重力式碼頭基本計算，還包括沉箱的吃水，干舷高度，浮游穩(wěn)定性，構(gòu)件承載力和裂縫寬度。
扶壁碼頭按其施工方法可分為預(yù)制安裝結(jié)構(gòu)和現(xiàn)澆連續(xù)結(jié)構(gòu)。
預(yù)制安裝結(jié)構(gòu)使用的混凝土和剛才用量比鋼筋混凝土用量少但其結(jié)構(gòu)整體性較差?，F(xiàn)澆連續(xù)結(jié)構(gòu)的施工快捷簡便但穩(wěn)定性不好。

8.板樁碼頭有哪幾種結(jié)構(gòu)形式？適用條件分別是什么？

1）按材料分：
木板樁碼頭，由于強(qiáng)度低，耐久性差，耗木量大，很少使用。
鋼筋混凝土板樁碼頭：鋼混結(jié)構(gòu)強(qiáng)度有限，除地下連續(xù)墻外，為防止在板樁上產(chǎn)生過大彎矩或應(yīng)力，只適用于水深不大的中小型碼頭
鋼板樁碼頭：強(qiáng)度高，鎖口緊密，止水性好并且沉樁又容易，因而適用于水深較大的海港碼頭。
2）按錨碇系統(tǒng)分:
無錨板樁碼頭：類似于懸臂梁結(jié)構(gòu)，當(dāng)自由高度上升將使其固端彎矩急劇增加，因而適用于墻較矮，地面荷載不大的情況。
有錨板樁碼頭：1.單錨板樁，適用于中小型矛頭
2.雙錨板樁，兩根拉桿難以按理論設(shè)計的情況相互配合，施工又較為困難，因而使用較少。
3.斜拉板樁，施工工序較少，土方量少，便于施工機(jī)械化施工，適用于施工場地狹小，不便埋設(shè)拉桿和錨碇結(jié)構(gòu)的場合。但斜樁需承受大部分水平力，且其承受能力有限，因而也只適用于中小型碼頭。
3）按板樁墻結(jié)構(gòu)分:
普通板樁墻：由于各樁相同，便于施工因而運(yùn)用廣泛，但其對地基土條件有一定要求，適用于地基較良好的情況。
長短板樁結(jié)合：長短結(jié)合，提升了整體穩(wěn)定性，可用于地基條件較差時。
主樁板樁結(jié)合：在普通板樁或長短板樁的基礎(chǔ)之上為使長板樁作用得以充分發(fā)揮而采用的形式。
主樁擋板或套板;：由于該結(jié)構(gòu)受很大的力，因而適用于水深不太大的情況。
地下墻式：由于墻體連續(xù)性好，有效防滲和止水，可用于大型深水碼頭。由于需要干地施工，并且抗凍性較差，因而在無干地施工條件或地處寒冷地區(qū)港口不適用。

9.單錨板樁墻有哪幾種工作狀態(tài)？其土壓力分布有什么特點？

第一種工作狀態(tài)，板樁入土不深，底端水平位移大，板樁內(nèi)只有一個方向的彎矩且值最大。土壓力分布呈線性，且在地面位置與板樁底部分別有主動和被動土應(yīng)力最大值。
第二種：板樁入土稍深，底端截面只有轉(zhuǎn)角而無位移，樁內(nèi)彎矩同第一種狀態(tài)。土壓力仍成線性分布，在地面位置與地面下某位置處有主動土應(yīng)力最大值。
第三種：板樁入土段比較長，向前入土段位移甚小，板底端形成嵌固支承，并且后側(cè)有少量位移，入土段出現(xiàn)反彎矩。土壓力呈“R”形分布，底部出現(xiàn)方向相反的被動土壓力。
第四種：入土深度更大，固端彎矩大于跨中彎矩，土壓力呈“R”形分布，板樁為柔性墻結(jié)構(gòu)，土壓力分布與第三種相似。

10.單錨板樁墻的計算常采用什么方法？為什么要進(jìn)行“踢腳“穩(wěn)定性計算？試述羅邁爾法和豎向彈性地基梁法的計算要點。

計算方法有：彈性線法、豎向彈性地基梁法和自由支承法
板樁墻入土深度是根據(jù)板樁墻底端線變位和角變位都等于零的假定來確定的，但從板樁墻的工作可靠性考慮，還要求板樁墻有足夠的穩(wěn)定性，因此也提出板樁墻入土深度要滿足“踢腳”穩(wěn)定的要求。
羅邁爾法：
1.墻前主動土壓力和被動土壓力按古典土壓力理論計算
公式(3-3-1)~(3-3-4)
2.1）假定板樁墻底端嵌固，拉桿錨碇點的位移和板樁墻在底端Ep’作用點的線變位和角變位都為0.
2）由ΣH=0和ΣM=0分別求出未知數(shù)Ra’（拉桿拉力）和Ep’（墻后被動土壓力合力）
3）采用圖解試算法，先假定入土深度，通過計算確定符合條件的to值。
3.考慮跨中最大彎矩會發(fā)生折減，分別乘相應(yīng)系數(shù)得設(shè)計彎矩值和設(shè)計拉桿值（3-3-5）（3-3-6）
為保證板樁墻有足夠的穩(wěn)定性，對于to進(jìn)行踢腳穩(wěn)定性驗算 公式3-3-7）
豎向彈性地基梁法：
采用豎向彈性地基梁法計算有錨板樁墻 ,首先要確定錨碇點位移或支承處剛度系數(shù)。因此在應(yīng)用豎向彈性地基梁求解板樁墻內(nèi)力時 ,仍需采用彈性線法中的經(jīng)驗系數(shù)ζm=0 .7～ 0 .8對計算得到的跨中最大彎矩進(jìn)行折減 ,以修正錨碇點位移所造成的計算偏差。

11.高樁碼頭由哪幾部分組成？試述各部分的作用、常用形式及特點。

高樁碼頭一般構(gòu)造:樁和樁帽,橫梁與縱梁,面板與面層,靠船構(gòu)件
作用:
1樁:使上部荷載傳給地基,叉樁可防止傾覆
2 樁帽:使上部高程一致,便于設(shè)置橫梁縱梁,方便鋪設(shè)面板
3 橫梁:主要受力構(gòu)件,作用在碼頭上的幾乎所有荷載通過他傳給基樁
4 縱梁:將荷載傳給橫梁或樁基,也可作為軌道梁,增強(qiáng)結(jié)構(gòu)整體性
5 面板與面層:最終形成碼頭工作區(qū)域,并平整場地,面層作為磨耗層將力傳給下部構(gòu)件
6 靠船構(gòu)件:固定防沖設(shè)置
形式及特點:
1樁:鋼筋混凝土樁,鋼管樁.樁帽:鋼混結(jié)構(gòu)與樁整體連接.
2 橫梁:有矩形,側(cè)t形和花籃形三種
3 縱梁:花籃形,半花籃形,和派形
4 面板:實心版,空心板,異形板
實心板按施工方法分為現(xiàn)澆板,預(yù)制板,疊合板三種.現(xiàn)澆板整體性好但只能是非預(yù)應(yīng)力板,抗彎和抗裂能力小,特別是現(xiàn)澆工作量大,施工速度慢.可用于沒有預(yù)制條件和適合起重設(shè)備的地方小碼頭.預(yù)制板通常采用分塊預(yù)制并現(xiàn)場安裝拼接.檔板厚較大時，一般采用疊合板的形式，他除能充分發(fā)揮預(yù)制板的預(yù)應(yīng)力作用外，版的整體性也較好，與面層一起澆注，面層不會出現(xiàn)的脫皮現(xiàn)象，缺點是現(xiàn)場工作量較大?？招陌宓淖灾剌p，抗彎，抗裂能力高，剛度大，一般適用于大型碼頭的后樁臺，引橋和中小型碼頭。異形板主要有板梁組合型何不規(guī)則斷面型。

12.預(yù)制裝配的高樁碼頭中，構(gòu)件連接應(yīng)滿足什么條件？怎么樣滿足這些條件？

1 符合構(gòu)件連接處的受力條件，且連接不是越牢固越好
2 確保連接質(zhì)量。為使連接處現(xiàn)澆混凝土與預(yù)制件的結(jié)合良好，應(yīng)將預(yù)制件的結(jié)合面鑿毛。接縫處現(xiàn)澆混凝土的強(qiáng)度等級一般比預(yù)制件的混凝土強(qiáng)度等級高一極。預(yù)制件與比其尺寸大的現(xiàn)澆構(gòu)件連接時，預(yù)制構(gòu)件螢埋入現(xiàn)澆混凝土規(guī)定的深度。接縫處的鋼筋根據(jù)受理和整體性要求進(jìn)行配置，保證所需的數(shù)量，搭接長度和錨固長度。
3 便于施工。構(gòu)件接縫處的鋼經(jīng)比較密集，不知構(gòu)建鋼筋的應(yīng)盡量錯開，接縫寬度除考慮受理和整體性要求外，還應(yīng)考慮施工的可能和方便。

13.高樁碼頭的面板、縱梁、橫梁有哪些布置方式？他們對結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算有何影響？

面板：布置方式有兩邊支撐兩邊自由和四邊支撐等形式。其中兩邊支撐兩邊自由板按單向板計算。
縱梁：分在支座處斷開和在支座處整體連接。前者按簡支梁計算，后者按連續(xù)梁計算。
橫梁：有面板直接擱置在橫梁，面板四邊支撐，兩邊在橫梁上，兩邊在縱梁上
1計算時面板直接擱置在橫梁上，荷載視為由面板直接傳向橫梁，并按均布力計算
2 面板為四邊簡支梁的情況，若為單向板，荷載視為由面板傳向縱梁，且為均布力，再由縱梁內(nèi)力計算的其支座反力，即集中力，作用到橫梁上計算
3 若為雙向板情況，則橫梁受力由兩部分組成，第一部分為前單向板情況下的集中力，另一部分為面板直接鏈接傳遞給橫梁的分布荷載

碼頭 結(jié)構(gòu) 地基

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