【導(dǎo)讀】主體結(jié)構(gòu)又包括、和。于地基容許承載力時(shí)，拋石基床只起整平基面和防止地基被淘刷的作用。

　　

【正文】 維持其整體穩(wěn)定。高樁碼頭的工作特 點(diǎn)是通過樁臺將作用在碼頭上的荷載經(jīng)樁基傳給地基。 碼頭由主體結(jié)構(gòu)和碼頭設(shè)備兩部分組成。主體結(jié)構(gòu)又包括上部結(jié)構(gòu)、下部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)。上部結(jié)構(gòu)的作用是： ① 將下部結(jié)構(gòu)的構(gòu)件連成整體； ② 直接承受船舶荷載和地面使用荷載，并將這些荷載傳給下部結(jié)構(gòu)； ③ 作為設(shè)置防沖設(shè)施、系船設(shè)施、工藝設(shè)施和安全設(shè)施的基礎(chǔ)。下部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)的作用是： ① 支承上部結(jié)構(gòu)，形成直立岸壁； ② 將作用在上部結(jié)構(gòu)和本身上的荷載傳給地基。碼頭設(shè)備用于船舶系靠和裝卸作業(yè)。 重力式碼頭是我國分布較廣、使用較多的一種碼頭結(jié)構(gòu)型式。其結(jié)構(gòu)堅(jiān)固耐久，抗凍和抗冰性能 好；能承受較大的地面荷載和船舶荷載，對較大的集中荷載以及碼頭地面荷載和裝卸工藝變化適應(yīng)性較強(qiáng)；施工比較簡單，維修費(fèi)用少。 圓形沉箱受力情況較好，一般按構(gòu)造配筋，用鋼量少；箱內(nèi)可不設(shè)內(nèi)隔壁，既省混凝土又大大減輕沉箱的重量；環(huán)形箱壁對水流的阻力小。其缺點(diǎn)是模板比較復(fù)雜，一般適用于墩式棧橋碼頭，特別是水流流速大、冰凌嚴(yán)重或波浪大的地區(qū)。矩形沉箱制作比較簡單，浮游穩(wěn)定性好，施工經(jīng)驗(yàn)成熟，一般適用于岸壁式碼頭。矩形沉箱的斷面形式又分為對稱式和非對稱式兩種，對稱式構(gòu)造簡單，便于預(yù)制、浮運(yùn)和安裝，是主要采用的一種斷面 形式。非對稱式雖能節(jié)省混凝土，但制作較麻煩，拖運(yùn)時(shí)需密封艙蓋，安放時(shí)易發(fā)生不均勻沉降，采用較少。 （ 1）風(fēng)和水流作用下大面積冰場運(yùn)動時(shí)產(chǎn)生的靜冰壓力；（ 2）風(fēng)和水流驅(qū)動下流冰產(chǎn)生的撞擊力；（ 3）凍結(jié)在建筑物上的冰因水位升降產(chǎn)生的豎向力；（ 4）建筑物內(nèi)、外的冰因溫度變化產(chǎn)生的膨脹力。 將扶壁結(jié)構(gòu)的底板尾部翹起，不僅減少了底板前趾后踵之間的反力差，使基底反力均勻，合力作用點(diǎn)位置不超過三分點(diǎn)；而且還可以減小基床寬度，不僅減少了拋石基床的工程量，也減少了岸坡的填挖方量。 P26 優(yōu)點(diǎn)：碼頭結(jié)構(gòu)簡單；混 凝土與鋼材用量少；適應(yīng)性強(qiáng)，可不作拋石基床；造價(jià)低；施工速度快。缺點(diǎn)：拋石基床上的大圓筒產(chǎn)生的基底壓力大，沉入地基的大圓筒碼頭施工較復(fù)雜，大圓筒與上部結(jié)構(gòu)的連接以及護(hù)舷的布置不夠方便等。 重力式碼頭基礎(chǔ)的作用是將通過墻身傳來的外力擴(kuò)散到較大范圍的地基上，以減小地基應(yīng)力和建筑物沉降量；保護(hù)地基免受波浪和水流的淘刷；整平基面后便于墻身的砌筑和安裝。 重力式碼頭的基礎(chǔ)根據(jù)地基情況、施工條件和結(jié)構(gòu)型式采用不同的處理方式。 1）巖石地基：巖石地基承載力大，一般不需另做基礎(chǔ)。對于現(xiàn)場灌注混凝土和漿砌石結(jié)構(gòu)，可直接 做在巖面上。當(dāng)巖面向水域傾斜較陡時(shí)，為減小滑動的可能性，墻身砌體下的巖基面宜做成階梯形斷面。階梯形斷面最低一層臺階寬度不宜小于 1m。對于預(yù)制安裝結(jié)構(gòu)，為使預(yù)制件安裝平穩(wěn)，應(yīng)以二片石和碎石整平巖面，其厚度不小于 。 2）非巖石地基：當(dāng)采用干地施工的現(xiàn)場灌注混凝土和漿砌石結(jié)構(gòu)時(shí)，分兩種情況處理，第一，地基承載力足夠時(shí)可設(shè)置 100~200mm厚的貧混凝土墊層，以保證墻身的施工質(zhì)量，墊層的埋置深度不宜小于 ，且應(yīng)在沖刷線以下；第二，地基承載力不足時(shí)應(yīng)設(shè)置基礎(chǔ)，采用塊石基床、鋼筋混凝土基礎(chǔ)板或基樁等。當(dāng)采用 水下施工的預(yù)制安裝結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)設(shè)置拋石基床。對于軟土地基，也可采用加載預(yù)壓加固淤泥質(zhì)軟基的工藝和深層水泥拌合加固軟基的辦法。 拋石基床有暗基床、明基床和混合基床三種。暗基床適用于原地面水深小于碼頭設(shè)計(jì)水深的情況。明基床適用于原地面水深大于碼頭水深且地基較好的情況。但當(dāng)海流流速較大時(shí)應(yīng)避免采用明基床，或在基床上設(shè)防護(hù)措施?；旌匣策m用于原地形水深大于碼頭設(shè)計(jì)水深且地基較差的情況，此時(shí)需將地基表層的軟土全部挖除填以塊石，軟土層很厚時(shí)可部分挖除換砂。 1 P33 墻后回填一般分為兩種情況，一種情況是緊靠墻 背用顆粒較粗內(nèi)摩擦角較大的材料作成拋石棱體，以減少墻后土壓力。并在棱體頂面和坡面設(shè)置倒濾層，防止墻后回填的細(xì)粒土從拋填棱體的縫隙中流失。第二種情況是墻后直接回填細(xì)粒土，只在墻身構(gòu)件間的拼縫處設(shè)置倒濾裝置，防止土料流失。 1為避免碼頭漏砂，無論對何種形式的倒濾層，都要求：（ 1）倒濾層必須高出卸荷板頂面，即在卸荷板上面拋填不小于 ，然后在二片石上做倒濾層；（ 2）倒濾層分段施工時(shí)一定要搭接好。土工織物倒濾層的搭接寬度一般為 1m。 1 P35 重力式碼頭設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮三種狀況：（ 1）持久狀況， 在結(jié)構(gòu)使用期按承載能力極限在和正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)；（ 2）短暫狀況，施工期或使用初期可能臨時(shí)承受某種特殊荷載時(shí)按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)，必要時(shí)也需按正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)；（ 3）偶然狀況，在使用期遭遇偶然荷載（如地震作用）時(shí)僅按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)。 1地面使用荷載的布置形式有三種： ① 作用在碼頭上的垂直力和水平力都最大，用于驗(yàn)算基床和地基的承載力及計(jì)算建筑物的沉降和驗(yàn)算整體滑動穩(wěn)定性； ② 作用在碼頭上的水平力最大垂直力最小，用于驗(yàn)算建筑物的滑動和傾覆穩(wěn)定性； ③ 作用在碼頭上的垂直力最大水平力最小，用于驗(yàn)算基底面 后踵的應(yīng)力。 1重力式碼頭的一般計(jì)算項(xiàng)目為： 1）碼頭的穩(wěn)定性驗(yàn)算，主要為抗滑穩(wěn)定性驗(yàn)算和抗傾穩(wěn)定性驗(yàn)算。 2）承載力驗(yàn)算，主要為基床承載力驗(yàn)算和地基承載力驗(yàn)算。 3）整體滑動穩(wěn)定性及地基沉降計(jì)算。 1板樁碼頭按板樁材料可分為木板樁碼頭、鋼筋混凝土板樁碼頭和鋼板樁碼頭 3種。木板樁強(qiáng)度低、耐久性差，且耗用大量木材，現(xiàn)已很少應(yīng)用。鋼筋混凝土板樁的耐久性好，用鋼量少，造價(jià)低，在板樁碼頭中應(yīng)用較多。但鋼筋混凝土板樁的強(qiáng)度有限，一般只適用于水深不大的中小碼頭。鋼板樁質(zhì)量輕、強(qiáng)度高，鎖口緊密，止水性好，沉樁容易，適用 于水深較大的海港碼頭。 1按錨碇系統(tǒng)可分為無錨板樁碼頭、有錨板樁碼頭，有錨板樁碼頭又分為單錨板樁、雙錨板樁和斜拉板樁。無錨板樁如同埋入土中的懸臂板，當(dāng)其自由高度增大時(shí)，其固端彎矩亦將急劇增大，故多用于墻較矮、地面荷載不大的情況。當(dāng)碼頭水深較大時(shí)，為減少板樁彎矩，也可以采用雙錨板樁岸壁的結(jié)構(gòu)。如果施工場地較小，不便埋設(shè)拉桿和錨碇結(jié)構(gòu)，可采用斜拉板樁。 1 1）涂料保護(hù)，這種方法常作為在水位變化處的鋼板樁防銹措施； 2）陰極保護(hù)； 3）改進(jìn)鋼材化學(xué)成份和采用防腐蝕鋼種； 4）增加鋼板樁厚度，延長使用年限； 5）盡 量降低帽梁或胸墻的底標(biāo)高。 1板樁碼頭上的作用有： 1）土體本身產(chǎn)生的主動土壓力和板樁墻后的剩余水壓力等永久作用；2）由碼頭地面上各種可變荷載產(chǎn)生的土壓力、船舶荷載、施工荷載、波浪力等可變作用； 3）地震荷載等偶然作用。 板樁墻的工作狀態(tài)：第一種工作狀態(tài)，板樁入土不深由于墻后主動土壓力的作用，板樁產(chǎn)生彎曲變形，并圍繞板樁上端支承點(diǎn)轉(zhuǎn)動。此時(shí)板樁入土深度最小，板樁中只有一個(gè)方向的彎矩且數(shù)值最大，入土部分位移較大，所需板樁長度最短，但斷面最大。這種狀態(tài)按底端自由計(jì)算。第二種工作狀態(tài)，其入土情況和受力情況介 于第一種狀態(tài)和第三種狀態(tài)之間。第三種工作狀態(tài)，隨著板樁入土深度增加，入土部分出現(xiàn)與跨中相反方向的彎矩，板樁彈性嵌固于地基中。這種狀態(tài)按底端嵌固計(jì)算。第四種工作狀態(tài)，與第三種工作狀態(tài)類似，但入土深度更大，固端彎矩大于跨中彎矩，穩(wěn)定性有富裕。 2板梁式碼頭各個(gè)構(gòu)件受力明確合理；由于能采用預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，提高了構(gòu)件的抗裂性能；橫向排架間距大，樁的承載能力能充分發(fā)揮，比較節(jié)省材料；此外裝配程度高，結(jié)構(gòu)高度比桁架小，也使施工迅速、造價(jià)較低。它一般適用于水位差不大，荷載較大且較復(fù)雜的大型碼頭。其缺點(diǎn)是：構(gòu)件的類型和數(shù)量 多，施工仍較麻煩，上部結(jié)構(gòu)底部輪廓形狀復(fù)雜，死角多，水氣不易排除，構(gòu)件中鋼筋易銹蝕。 2優(yōu)點(diǎn)： 桁架式高樁碼頭整體性好；剛度大；由于上部結(jié)構(gòu)高度大，當(dāng)水位差較大時(shí)還可采用兩層或多層系纜，曾是我國解放前普遍采用的一種結(jié)構(gòu)型式。缺點(diǎn)：施工比較麻煩，造價(jià)也較高，所以在水位差不大的海岸港和河口港中逐漸被板梁式高樁碼頭所代替。目前主要適用于水位差較大需多層系纜的內(nèi)河港口。對無掩護(hù)的海港和需防震設(shè)防的港口采用這種碼頭型式也可增加碼頭的整體性。 2無梁板式高樁碼頭結(jié)構(gòu)簡單，施工迅速，造價(jià)也低。面板為雙向受力構(gòu)件， 采用雙向預(yù)應(yīng)力有困難；面板位置高，使靠船構(gòu)件懸臂長度增大，給靠船構(gòu)件的設(shè)計(jì)帶來困難；此外樁的自由高度大，對結(jié)構(gòu)的整體剛度和樁的耐久性不利。因此，無梁板式高樁碼頭僅適用于水位差不大、集中荷載較小的中小型碼頭。 2承臺式高樁碼頭結(jié)構(gòu)剛度大、整體性好，但自重大，需樁多，在良好持力層不太深且能打支承樁的地基上較適用。 2 1）外壁加覆防腐涂層或其他覆蓋層； 2）增加管壁的預(yù)留腐蝕裕量； 3）水下采用陰極保護(hù)；4）選用耐腐蝕鋼種。 2構(gòu)件連接的方式有固接、鉸接和不連接，構(gòu)件連接是必須滿足以下要求： 1）符合構(gòu)件連 接處的受力條件； 2）確保連接質(zhì)量； 3）便于施工。 2 1）應(yīng)能充分發(fā)揮樁基承載力，且使同一樁臺下的各樁受力盡量均勻，使碼頭的沉降和不均勻沉降較小； 2）應(yīng)使整個(gè)碼頭工程的建設(shè)比較經(jīng)濟(jì)； 3）應(yīng)考慮樁基施工的可能與方便。 2按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)的有下列情況： ① 結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定、岸坡穩(wěn)定、擋土結(jié)構(gòu)抗傾、抗滑移等； ② 構(gòu)件的強(qiáng)度； ③ 樁、柱的壓屈穩(wěn)定； ④ 樁的承載力等。按正常能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)的有下列情況： ① 混凝土構(gòu)件抗裂、限裂； ② 梁的撓度； ③ 柔性靠船樁水平變位； ④ 裝卸機(jī)械作業(yè)引起結(jié)構(gòu)振動。 2斜坡碼頭的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu) 簡單，建設(shè)速度快，投資少，對水位變化適應(yīng)性強(qiáng)，適用于大水位差河港及水庫港，是河流上游采用的主要碼頭結(jié)構(gòu)型式。它的主要缺點(diǎn)是躉船需隨水位變化經(jīng)常移泊，移泊作業(yè)麻煩。此外，它的裝卸機(jī)械設(shè)在躉船上，作業(yè)受風(fēng)浪影響，又多了一個(gè)斜坡運(yùn)輸環(huán)節(jié)，因此，斜坡碼頭吞吐能力有限。 ① 躉船上的支撐點(diǎn)宜布置在躉船內(nèi)舷兩端附近，距躉船兩端都 5~10 米； ② 當(dāng)躉船上的一個(gè)支撐點(diǎn)采用叉式雙撐桿時(shí)，雙撐桿的夾角宜為 600；當(dāng)采用單撐桿時(shí)，撐桿軸線應(yīng)垂直于躉船的內(nèi)舷線； ③ 撐桿長度和撐桿墩上支撐點(diǎn)高程按照設(shè)計(jì)高水位時(shí)撐桿斜度不陡于 1: 設(shè)計(jì)低水位時(shí)撐桿斜度不陡于 1:。