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《港口工程学》复习思考题《港口工程学》是土木工程与交通工程领域的重要专业课程,主要研究港口的规划、设计、施工与维护等方面的理论与技术。该课程系统介绍了港口的功能分类、选址原则、平面布置、水文与气象条件分析、码头结构形式、防波堤设计、疏浚工程以及港口集疏运系统等内容。通过学习,学生能够掌握港口工程建设的基本原理与方法,理解自然条件对港口布局的影响,熟悉各类码头结构(如重力式、板桩式、高桩式等)的特点与适用条件,并具备初步的工程设计能力。
⑵桁架式 :上部结构由面板、纵梁、桁架和水平连杆组成。 ①优点:上部结构高度大,便于分层系缆;桁架横向刚度大,整体性好;桩的自由长度减小,桩的承载能力增大。②缺点:造价高;施工水位低,工期紧;框架与其它构件的连接节点多,构造复杂,施工麻烦;框架处于水位变动区,易受到船舶撞击而破坏,维修困难;预制框架受起重能力限制,应考虑施工条件。③适用条件:适用于水位差较大(10m 左右),需分层系缆的河港码头。但由于其缺点较多,且分层系缆还可以用其它结构型式解决,因此在水位差不大的海岸港、河口港中已逐渐被梁板式码头所代替。
⑶无梁板式 :上部结构由面板、桩帽和靠船构件组成。 ①优点:结构简单,构件少,造价低;桩帽施工水位高。②缺点:板为点支承,受力不明确(计算方法较特殊,且作了过多的简化,但采用有限元计算,则较精确);板为双向受力,采用双向预应力较困难;桩的自由长度长,桩的承载能力低;面板位置高0066 某市自来水六厂施工组织设计,靠船构件悬臂长,耐久性差。③适用条件:适用于水位差不大,无较大集中荷载或集中荷载较小的中小码头。
⑷承台式:上部结构由承台、胸墙和靠船构件组成。
①优点:结构刚度大,整体性好;对打桩偏位要求不高。②缺点:自重大,现浇工作量大;桩台窄,桩多而密,施工麻烦,施工水位低,工期紧。③适用条件:良好持力层不太深,且能打支承桩的地基。
答:作用:连接上部结构与桩基成整体;调整打桩偏位和桩顶标高。
靠船构件有何型式?各适用于何情况?
答:1、悬臂板式:适用于水位差小2、 悬臂梁式:适用条件:水位差5m以下。当水位差继续增大,上述两种靠船构件就不适用了,而需采用其它型式以适应水位变化时的系靠船要求,如框架式、靠船桩式、浮式等。
高桩码头宽桩台宽度决定于什么因素?桩顶高程和靠船构件底部高程的确定原则是什么?
答:总宽度主要取决于前沿线位置、岸坡的地质条件(坡度)、码头面高程和所采用的接岸结构形式及位置。
应考虑设计船舶的安全停靠,同时要大、小船兼顾。一般应低于设计低水位+设计船型满载吃水的干舷高度。
高桩码头变形缝设置的目的、型式及其各有何特点?
答:变形缝包括伸缩缝和沉降缝。伸缩缝应根据温差、上部结构的刚度、桩的自由长度和刚度等因素综合考虑。沉降缝位置视荷载结构型式和地质条件而定。
优点:对不均匀沉降的适应性强。
缺点:设变形缝的跨跨度小,增加了横向排架的数量,悬臂部分需现浇,施工麻烦。
就是在两个结构段之间设置简支跨,在简支梁的两端设置变形缝。采用简支结构时,应满足简支构造,支座上应铺设橡胶块、油毛毡等垫层,保证简支梁的梁端能自由滑动和转动。在平面上应作成凹凸形,凹凸缝的齿高可取20~40cm。
优点:适应不均匀沉降能力强,各跨跨度基本相同,不增加排架数量。
缺点:承受水平力的能力差,且支座构造复杂。
面板在集中荷载作用下的有效分布宽度的物理力学意义是什么?
8、熟练掌握单向板在集中荷载作用下的有效分布宽度的计算。
9、如何计算与梁整体连接的单向连续迭合板?
10、什么是桩的刚性系数,弹性压缩系数,轴向刚度系数?轴向刚度系数与弹性压缩系数有何关系?试推导支承桩、摩擦桩的轴向刚度系数。
11、高桩码头横向排架计算时可简化为那些桩台型式,各有什么特点。
斜坡式码头的型式及优缺点及适用条件?
1、组成:由斜坡道、趸船、移动引桥和坡顶挡图墙组成。其中斜坡道为基本结构,其他结构可根据具体需要设置。
趸船:供船舶靠离码头,临时堆货,并可移上下,前后动以适应水位的变化。
2、 优点:⑴结构简单,建设速度快,投资少; ⑵对水位变化适应性强。
3、 缺点:⑴趸船移泊作业麻烦;⑵装卸环节多,通过能力小;⑶趸船易受风浪影响⑷作业安全性差。
斜坡码头与浮码头有何不同?
答:两者的区别:1、斜坡码头有固定的斜坡道2、浮码头有变坡和活动的引桥3、斜坡码头的趸船要上下,前后移动4、浮码头一般只有上下移动,无前后移动
1、防波堤的功能是什么?斜坡堤和直立堤的优缺点及适用条件是什么?
1、防御波浪,冰棱的袭击,保证港内水域的平稳;
2、阻拦泥沙,减少港内淤积,保证港内水深;
3、堤的内侧可兼作码头,或安放系锚设备,供船舶停靠,节省投资
斜坡式:由堤心石,护面,护底组成(一般)。
①优点:a、消浪功能好,波浪大部分不反射;b、对地基承载要求不高,损坏后易修复;c、施工容易,一般不需大型起重设备,便于就地取材;
a、护面块石易被波浪冲走,需经常维修,增加后期费用;b、堤两侧不能直接作系靠船舶的码头之用。
适用于水深不大(<10~12m),当地基料价格便宜或地基较软的情况 。直立式
一般由墙身,上部结构,基础组成。在临海,临港两侧均为直立墙,底部基础多采用抛石基床,水下墙身一般采用砼方块或砼沉箱结构,上部多采用现浇石结构(由平台和防波堤组成)
①优点:a、与斜坡式相比,材料用量少;b、不需要经常维修;c、堤内侧可兼作码头,适用方便。
②缺点:a、波浪反射大,消浪效果差,可能影响港内水域平静;b、堤前水深或基肩上水深小于波浪的破碎水深时,波浪将破碎,对堤前产生很大的动水压力,需加大堤身宽度和需要护底措施,增大造价;c、地基应力大,对不均匀沉降敏感。d、一旦破坏,修复困难。
③适用范围:a、水深较大(大于破碎水深,使波浪不破碎);b、地基坚实,承载能力大。
防波堤轴线布置的主要原则是什么?
⑴防波堤轴线布置形成的港内水域应是扩散形的,波浪进入口门内能迅速扩散到较大的波峰线上,使波高降低。
⑵防波堤的纵轴线一般应向港内拐折,θ=120°~180°,尽量避免向港外拐折成凹角β(因为在凹角处会波能集中,波高增大),若必须向外拐,如为保护船舶进出口门时避免受横向波浪影响,在主堤段外端接一辅助翼端,且两段堤轴线的外夹角β角不宜小于150°,且最好用圆弧连接。
⑶轴线与波向线要斜交成α=60°~80°,以减少波浪力,增加安全储备。
⑷堤高应沿纵轴线按水深、地质、波浪条件分段设计(堤头、堤身、堤根)。
1、斜坡堤的结构型式?
答:按材料分,大致可分为:
⑴抛石防波堤:抗浪能力较差多用于波浪不大且石料来
⑵砌石护面防波堤:源丰富的情况。
⑶人工块体护面防波堤:抗浪能力较强,多用于波浪较大的情况。
斜坡与波浪相互作用表现在那些方面?对坡面的保护范围应根据什么因素确定?
答:1、斜坡倾斜时对波浪运动形态的影响(即波浪的破碎、反射)2、波浪破碎后产生冲击坡面,且部分水体上爬,回流,冲刷坡面。
斜坡断面设计的内容有那些?块体的稳定重量如何确定?试分别拟出允许越浪堤和不允许越浪堤(设胸墙)的断面构造标准图示。
答:断面尺寸及构造,稳定性计算(断面稳定性、块石稳定性、胸墙稳定性、地基稳定性等)
堤顶、外坡、内坡、垫层、水下支撑棱体,堤心石等块体稳定重量与Hudson公式W成比例。查规范。
1、影响直立堤堤前波态的主要因素有那些?产生立波、近破波、远破波三种波态的判据。
答:波浪要素(如H)、堤前水深(d)、海底坡度(i)、基床轮廓尺寸(d1)。
产生立波、近破波、远破波及浅水立波、深水立波的条件是什么?
3、用Sainflow立波近似解推导:H/L≥1/30,d/l=0.1~0.2时,波峰、波谷作用下,墙面波浪力各特征值,并图示。
4、分别叙述越顶及削角堤设计时,波浪力如何处理?
方法:按不越顶计算波浪力,减去越顶部分的波压
力,试验证明时偏安全的 。
2、 削角堤波浪力
计算方法:按不同削角堤计算波压力,在斜面上,用相应高程上相同的波压力法向作用在斜面上,偏于安全。削角堤最大的缺点是越波较大。
抛石基床有何型式?它们各适用于什么条件?与重力式码头基床确定条件相比有何区别?基床顶高(厚度)确定的原则是什么?
答:型式:取决于波浪水深条件和地质条件
暗基床:用于水深浅,易冲刷,表面土质差,在堤前无近破波的情况;
明基床:由于水深大,地基承载力高,在堤前无近破波的情况;
混合基床:用于水深大,地基差的情况,在堤前无近破波的情况
四、修造船水工建筑物概述
船舶上墩下水建筑物的型式有那些?
答:上墩下水建筑物:船台滑道、船坞(干船坞和浮船坞)、升降机。
答:码头:系泊码头、材料码头、船装码头和试车码头。
五、机械化滑道和干船坞
1、纵向和横向机械化滑道各有什么类型?
答: 纵向机械化滑道的型式:1、 船排滑道2、 双支点滑道3、 摇架式滑道4、 转盘式滑道
yb/t 4388-2013标准下载自摇式滑道(变坡在横移区)6、 斜架车滑道
横向机械化滑道的型式:1、 横向高低轨(或高低轮)滑道2、 梳式滑道
如何确定机械化滑道的设计水位,它与港口码头有和异同?
答:滑道设计水位的确定
滑道设计水位是确定船台地面和滑道末端工程的主要因素。
1、设计高水位:以保证船厂陆域不被淹没为原则,与港口码
2、设计低水位:与港口码头不相同隆福广场装修改造工程施工组织设计,主要是使用要求上的不同。