第一章 码头概论

港口水工建筑物 码头 防波堤 护岸 船台 滑道 船坞

码头 ——供船舶停靠、装卸货物和上下旅客的水工建筑物。 分类 组成 设计

码头分类 按平面布置分类 按断面形式分类 按结构形式分类 其他分类

按平面布置分类 顺岸式 突堤式 墩式

顺岸式 满堂式 引桥式

满堂式顺岸码头（长沙霞凝港） 施工期 营运期

引桥式顺岸码头 （岳阳城陵矶松阳湖港区）

引桥式顺岸码头

突堤式

窄突堤 宽突堤 窄突堤码头沿宽度方向是一个整体结构。 宽突堤码头沿宽度方向两侧为码头结构，中间通过填筑构成码头地面。

宽突堤码头

墩式 墩台与岸用引桥连接，墩台之间用人行桥连接，船舶的系靠由系船墩和靠船墩承担，装卸作业在工作平台墩上进行。

墩式

墩式码头

按断面形式分类 直立式 斜坡式 半斜坡式 半直立式 多级式 多级式 （水位差较小 的海港、河港） （水位变化大的 上、中游河港） （枯水期较长 的山区河港） （高水位时间 较长的水库港） （在水位差大且洪水期不长的上游河港。 上级码头供洪水期使用；下级码头供枯水 期或一般水位时使用，而在洪水期被淹没） 多级式

按结构形式分类 重力式 板桩式 高桩式 混合式

按结构形式分类 重力式 板桩式 具有前板桩的高桩式 一般的高桩式 墩式 实体式；能承受较大的船舶和冰凌的撞击力，耐久性好，但码头前波浪反射较严重 透空式；下部不连续，耐久性较差，但码头前波浪反射较轻

重力式 特点：靠自重抵抗建筑物滑动和倾覆，是对超载和工艺变化适应能力最好的一种耐久性结构。 适用：较好地基

板桩式 特点：靠打入地基中的板桩墙挡土，受有较大的土压力，钢筋混凝土板桩适用于万吨级以下的码头。钢板桩则可用于大型码头。 适用：所有板桩可沉入的地基。

高桩式 特点：主要由上部结构和桩基组成，通过上部结构将作用在码头上的荷载经桩基传给地基，其耐久性、对超载以及工艺变化的适应能力较差。 适用：软土地基

混合式 透空的重力式

其他分类 货运码头 客运码头 工作船码头 渔码头 军用码头 修船码头

码头组成 主体结构 上部结构 下部结构 基础 附属设施

码头组成 上部结构 下部结构 基础 码头设备 ①将下部结构的构件连成整体； ②直接承受荷载，并传给下部结构； ③作为设置各种设施的基础 ①支承上部结构，形成直立岸壁； ②将作用在上部结构和本身上的荷载传给地基。 下部结构 基础 码头设备 用于船舶系靠和装卸作业

码头组成部分

码头组成部分

码头设计 《重力式码头设计与施工规范》（JTS167-2-2009）——2009-09-01实施 …… 特点： 承受的作用复杂（波浪、潮汐、海流、冰凌、风、地 震等自然力和使用、施工荷载）； 施工条件多变； 建设周期长； 投资较大。

码头设计 内容： 作用及其效应组合的确定 结构选型 结构布置与构造 建筑物的稳定与结构强度计算 荷载项目 荷载分类 荷载组合

作用的基本概念 ——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两种。 直接作用：集中力和分布力，工程上习惯称它们为荷载。 间接作用：引起结构外加变形和约束变形的原因，如地基沉降、混凝土收缩变形、温度变形等。

荷载项目 码头地面荷载 船舶荷载 其他荷载

第三节 码头地面使用荷载 堆货荷载与人群荷载 流动起重运输机械荷载 铁路和汽车荷载 试总结各种流动起重运输机械的冲击作用是如何考虑的？

堆货荷载与人群荷载 影响因素：装卸工艺 货种及包装方式 货物的批量与堆存期 码头结构形式 港口营运管理水平 结构计算方式

堆货荷载与人群荷载 《港口工程荷载规范》将码头分成三个地带： 码头前沿区：装卸、运输，不堆货 前方堆场：利用率最高的堆场 后方堆场：前方堆场以后的堆场

前沿地带 有门机的码头：14m 没有门机的海港码头：10m 河港码头：4—8 m 前沿堆货荷载值q1根据结构计算上的需要并参照以往经验值确定。

前方堆场 有门机的码头，按门机吊臂可伸到的范围确定的； 不设门机的码头，可根据各港采用的装卸设备和管理情况确定。 前方堆场堆货荷载值q2根据国内各港的实际情况确定。 构件设计/整体计算

后方堆场 后方堆场堆货荷载通常位于港口水工建筑物边缘或以外，对码头结构设计一般影响很小，主要用于堆场地坪设计。 q1、q2、q3和人群荷载标准值的具体取值可查阅附录一。

海港杂货码头堆载取值

流动起重运输机械荷载 起重运输机械：门机，轮胎式，汽车式，履带式起重机，集装箱装卸桥和缆车等。 装卸搬运机械：叉式装卸车，电瓶搬运车，牵引车，单斗车等。 装卸工艺—机型—起重量和幅度

门座起重机荷载 考虑了0.4KN/m2的风荷载，无须考虑冲击系数。

门座起重机工作状态下支腿竖向荷载 吊臂位置 支腿竖向荷载 标准值

轮胎式起重机荷载 空载行驶 不打支腿工作 打支腿工作 一般起重量时，冲击系数取1.1~1.3； 最大起重量时，不考虑冲击系数。

缆车荷载 缆车必须与选定的坡顶绞车配套使用，荷载应根据缆车的自重、载重、轮数等确定。

铁路和汽车荷载 铁 路 荷 载 铁路机车在码头上行驶速度较低，不考虑冲击力等。 采用中华人民共和国铁路标准荷载(又称中-活载)。 普通活载一般对大跨度结构起控制作用； 特种活载一般对小跨度(小于3-5m)结构起控制作用。 铁路机车在码头上行驶速度较低，不考虑冲击力等。

汽车荷载 包括各级汽车和平板挂车荷载 汽车荷载按单辆汽车总重量分为：10t、15t、20t、30t、55t 一般的透空式结构，冲击系数取1.1~1.3； 实体式结构或填料厚度大于500mm的透空式结构，不计冲击系数； 装载钢铁重件或用抓斗装卸化肥及用门机、集装箱装卸桥装汽车时，冲击系数取大值。

汽车荷载

第四节 船舶荷载 考虑因素： 1.自然因素（风、浪、流） 2.操作因素（系泊、靠离岸等） 按作用方式分： 1.系缆力 2.挤靠力 3.撞击力

系缆力 ——通过系船缆而作用在码头系船柱(或系船环)上的力分为纵、横向系缆力两种，主要由风作用产生。 当码头前沿水流较大时，系缆力应考虑风与水流可能同时出现的对计算船舶共同作用所产生的横向分力总和∑Fx 和纵向分力总和∑Fy 。

系缆力

挤靠力 ——系泊中的船舶，在吹拢风或横流的作用下，通过防冲设施对码头产生的力。 1．防冲设施连续布置 2、防冲设施间断布置

防冲设施连续布置 式中： ---挤靠力分布不均匀系数，采用1.1； ---可能同时出现的风和流对船舶作用产生的横向 分力总和(kN)； 式中： ---挤靠力分布不均匀系数，采用1.1； ---可能同时出现的风和流对船舶作用产生的横向 分力总和(kN)； ---船舶直线段与防冲设施接触长度(m)。

防冲设施间断布置 作用于一组或一个防冲设施上的挤靠力标准值按下式计算： 式中： ---挤靠力不均匀系数，取1.3； 式中： ---挤靠力不均匀系数，取1.3； n ---与船舶接触的防冲设施组数或个数。

船舶撞击力 ——船舶靠向码头时产生的撞击力 —— 船舶受横向波浪作用产生的撞击力（通过模型试验确定，当缺乏试验资料时，按规范提供的经验公式确定） 船舶靠岸时的有效撞击能量： 式中： --- 有效动能系数，取0.7~0.8； M --- 船舶质量(t)，按满载排水量计算； --- 船舶靠岸法向速度(m／s) 。

V型橡胶护舷性能曲线 根据橡胶护舷厂家提供的Fx-U曲线，可查得橡胶防冲设施的反力Fx值，即船舶对码头撞击力的法向分力标准值。

第五节 其他荷载 土压力 波浪力 地震荷载 水流力 冰荷载

水流力 对河港墩式码头、桩基码头及架空斜坡码头起控制作用; 当外海建筑物水流速度较大时，也需考虑。

冰荷载 对寒冷地区冰清严重的内河及外海透空式高桩码头或支墩式码头，冰荷载是一项重要的设计荷载。 分类： 静冰压力、撞击力、竖向力、膨胀力 大面积 冰场 流冰 水位升降 温度变化

荷载分类 （一）按时间的变异 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 可变作用 ：在设计基准期内，其量值随时间变 化与平均值相比不可忽略 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

荷载分类 （二）按空间位置的变化 固定作用：在结构上具有固定分布的作用 自由作用：在结构的一定范围内可以任意 分布的作用

荷载分类 （三）按结构的反应 静态作用：加载过程中结构产生的加速度可 以忽略不计的作用 动态作用：加载过程中结构产生不可忽略的 加速度的作用

荷载组合 不同设计状况，荷载组合不同。

荷载状况 持久状况 正常条件下，结构使用过程中的状况 短暂状况 结构施工和安装等持续时间 较短的状况 偶然状况 结构承受设防地震等持续时间很短的状况

作用组合 持久组合 承载能力 短暂组合 极限状态 偶然组合 正常使用 持久状况 极限状态 短暂状况 短期效应(频遇)组合 承载能力 短暂组合 极限状态 偶然组合 正常使用 持久状况 极限状态 短暂状况 短期效应(频遇)组合 长期效应(准永久)组合

作用的代表值 永久作用的代表值：标准值为唯一代表值 可变作用的代表值：标准值、频遇值和准永久值 偶然作用的代表值：综合分析确定。

设计表达式 （一）承载能力极限状态 （二）正常使用极限状态

承载能力极限状态 设计表达式为： Sd≤Rd 式中：Sd——作用效应设计值，如法向应力、剪力和弯矩等 的设计值，与作用效应组合有关； 　　　　　 的设计值，与作用效应组合有关； Rd——结构抗力设计值，如抗压、抗拉、抗剪和抗弯　 　　　　　 强度等的设计值。

1、持久组合 第二大项 主导可变作用 第三大项 非主导可变作用 第一大项 永久作用 分项系数 效应系数 组合系数 结构重要性系数 永久作用

2、短暂组合

3、偶然组合 按《水运工程抗震设计规范》有关规定执行

正常使用极限状态 设计表达式为：S ≤R 式中：S——作用效应设计值，如变形、裂缝宽度和 沉降量等的设计值；

正常使用极限状态 1、持久状况的短期效应(频遇)组合 2、持久状况的长期效应(准永久)组合 3、短暂状况当需要考虑正常使用极限状态时