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土木工程导论复习(河海大学包耘) 2 作者： 日期：2 个人收集整理 勿做商业用途第二章 基础工程基础：将埋入土层一定深度的建筑物下部承重结构部分称为基础。地基：把土层中附加应力与变形不能忽略的那部分土层或岩层称为地基.地基类型:埋置深度不超过5M者称为浅基础，大于5M者称为深基础。浅基础：当基础位于天然基础之上、埋深小于5m的一般基础（柱基或墙基）以及埋深虽超过5m,但小于基础宽度的大尺寸基础，称为浅基础。浅基础埋深浅,用料少，施工简单，工期短,节约成本，设计时宜优先考虑。浅基础类型：刚性基础、扩展基础。刚性基础：由砖、石、素混凝土或灰土等材料做成的基础。弱点是材料抗拉、抗弯强度较低,适用于层数较少的民用建筑。扩展基础：当刚性基础不能满足力学要求时，可以做成钢筋混凝土基础，称为扩展基础,亦称延性基础。整体性好，抗弯强度大，特别适用于基地面积大二必须埋浅的情况。浅基础按构造分类：单独基础、条形基础、筏板基础、箱型基础、壳体基础。单独基础：一般，柱的基础都是单独基础.条形基础：连续设置成长条形的基础，称为条形基础。筏板基础：当地基特别软弱，荷载较大时，将基础底板做成一片连续的等厚度钢筋混凝土板,作为房屋的基础,称为筏板基础.箱型基础：当基础特别软弱，荷载较大时，将基础做成由钢筋混凝土整片底板、顶板、侧墙及一定数量的内隔墙一起构成一个整体刚度很强的钢筋混凝土箱型结构，称箱型基础。壳体基础：为改善基础的受力性能，基础的形式做成各种形式的壳体，称壳体基础。深基础：位于地基深处承载力较高的土层上,埋深大于5m或大于基础宽度的基础，称为深基础。当地基上部为软弱土层，且荷载很大，浅基础不能满足地基变形与强度要求，可利用地基下部较坚硬的土层作为基础的持力层而设成深基础。深基础类型:桩基础、地下连续墙、沉井基础和沉箱基础。桩基础按桩身材料分类：木桩、混凝土桩、钢筋混凝土桩、钢桩、其他组合材料桩。按桩的制作方法分类：预制桩、灌注桩.预制桩：刚度大，适宜用在新填土或极软弱的地基。灌注桩：因成孔方法不同，有沉管灌注桩、钻孔灌注桩、钻孔扩底灌注桩、爆扩灌注桩、人工挖孔灌注桩。按桩的受力情况分类:端承桩、摩擦桩。端承桩:通过极软弱土层，使桩尖直接支承在坚硬的土层或岩石上，桩上的荷载主要由桩端阻力承受，略去桩表面与土的摩擦作用。摩擦桩:通过较软弱土层，支承在较坚硬的土层上，桩上的荷载主要由桩表面与软土之间的摩擦力承受，同时也考虑桩端阻力的作用.地下连续墙：用专门的挖槽机械开挖狭而深的基槽，在槽内分段浇筑的混凝土墙即为地下连续墙。沉井基础：软弱地基中的一种地下结构物或建筑物的深基础，是由井壁、刃脚、底板、顶板及隔墙组成的筒壁结构。沉箱基础:气压沉箱，一种无底的箱型结构由顶盖和侧壁(刃脚）组成。地基的不均匀沉降:是指同一结构体中，相邻的两个基础沉降量的差值，是反映土木工程结构地基的变形特征的重要指标。减小不均匀沉降的主要措施:建筑措施、结构措施、施工措施。建筑措施:房屋体型力求简单、保持相邻建筑物基础间的净距、控制建筑物标高、设置沉降缝。结构措施：加强上部结构的刚度、减少基地附加压力、加强基础刚度。施工措施:先建高、重房屋，后建低、轻房屋。注意保护淤泥质基础，在已建成的房屋周围，不应堆放大量的地面荷载。沉降缝：为防止建筑物各部分由于地基不均匀沉降引起房屋破坏所设置的垂直缝称为沉降缝。沉降缝设置原则:（1）建筑物平面的转折部位 （2)建筑的高度和荷载差异较大处 （3）过长建筑物的适当部位（4）地基土的压缩性有着显著差异（5）建筑物基础类型不同以及分期建造房屋的交界处(6)房屋长高比过大时在房屋的适当部位。沉降缝类型：悬挑式、跨越式、平行式。第三章 建筑工程建筑物的基本组成:一般由基础、墙或柱、楼地层、楼梯、屋顶和门窗组成。对于不同使用功能的建筑物，还有阳台、雨篷、台阶、排烟等配件。建筑的结构体系按受力特点分类:板、梁、柱、悬索结构、拱结构、桁架结构（铰接、刚接）、框架结构（排架、刚架）.板:平面尺寸较大而厚度较小的受弯构件.梁：由支座支承的主要承受弯矩和剪力的构件。柱：工程结构中主要承受压力，有时也同时承受弯矩的竖向构件。悬索结构：悬索结构由柔性受拉索及其边缘构件所形成的承重结构。悬索中各点只能承受张力，且各点的张力都是沿该点悬索的切线方向.由于悬索的优点是其中各点只承受张力而无弯矩,受力分析比较简单,因而设计简便可靠且能充分发挥钢材性能,以达到节省材料、减轻重量的经济效果。拱结构：拱即弯曲，是一种传统的结构形式，也是对梁柱结构的发展。一个受外力的拱，理想内力状态是只有轴向压力，没有弯矩或剪力。桁架结构（铰接、刚接）：受力特点是杆件本身只承受拉力和压力，但不能承受弯曲，但是组合成的桁架结构整体可以抵抗弯矩和剪力的作用.常用于大跨度的厂房、展览馆、体育馆和桥梁.框架结构（排架、刚架）:由梁或屋架和柱联结而成的结构称为框架。框架节点有铰接(排架)和刚接（刚架）.由梁和柱组成的能承受垂直和水平荷载的结构，梁和柱是刚性连结的。主要要用于工业与民用建筑物的承重骨架，桥梁构架或工程构筑物.水电站厂房排架：横向排架，是基本承重结构，由横梁（屋面梁或屋架)与横向柱列组成，竖向荷载以及横向水平荷载主要通过横向排架传到基础和地基。厂房的纵向柱列通过吊车梁、连系梁、柱间支撑等构件,也形成纵向排架。作用是保证厂房结构纵向的稳定和刚度；承受作用在山墙和天窗端壁然后通过屋盖结构传来的纵向风荷载;承受吊车纵向水平荷载。钢筋混凝土高层建筑结构体系:框架结构、框架剪力墙结构、剪力墙结构、框支剪力墙结构、筒体结构。框架结构:由梁和柱刚性连接而成骨架的结构。框架剪力墙结构:框架结构和剪力墙结构的结合。既能为建筑平面布置提供较大的使用空间，又具有良好的抗侧力性能。较高层建筑中水平荷载起控制作用，因此布置剪力墙.剪力墙结构:剪力墙是一种钢筋混凝土墙体，因抗剪能力强，称为剪力墙。当房屋楼层更高时，横向水平荷载起控制作用，此时宜全部采用纵横布置的剪力墙，剪力墙不仅承受水平荷载，亦用来承受垂直荷载。剪力墙结构：建筑物中的竖向承重构件主要由墙体承担时，这种墙体既承担水平构件传来的竖向荷载，同时承担风力或地震作用传来的水平地震作用.剪力墙结构的优点是侧向刚度大，在水平荷载作用下侧移小，其缺点是 剪力墙的间距有一定限制,建筑平面布置不灵活,不适合要求大空间的公共建筑，另外结构自重也较大，灵活性就差。框支剪力墙结构:适用于上部为住宅楼或办公楼，而下部开设商店。需在其界位置设置巨型的转换大梁，将将上部剪力墙的力传至下部柱上，框支剪力墙结构抗震性能差,造价高，应尽量避免采用。筒体结构：由密柱高粱空间框架或空间剪力墙所组成,在水平荷载作用下起整体空间作用的抗侧力构件称为筒体.一个或多个筒体作承重结构的高层建筑体系，适用于层数较多的高层建筑。筒体在侧向风荷载的作用下，其受力类似刚性的箱型截面的悬臂梁,迎风面受拉，背风面受压。分为:框筒体系、筒中筒体系、桁架筒体系、成束筒体系。框筒体系：内芯由剪力墙构成，周边为框架结构。筒中筒体系：当周边的框架柱布置较密时,可将周边框架视为外筒，而将内芯的剪力墙视为内筒。桁架筒体系：在筒体结构中，增加斜撑来抵抗水平荷载,以进一步提高结构承受水平荷载的能力，增加体系的刚度.这种结构体系称为析架筒体系成束筒体系：成束筒体系是由多个筒体组成的筒体结构。第四章 公路与铁道工程路平面线形常用直线、圆曲线和缓和曲线以及三种线形的组合线形缓和曲线的线形有回旋曲线、三次抛物线和双曲线，常用的是回旋曲线。道路的平面组合线形有简单形、基本形、卵形. S形、凸形、复合形等.路面结构层分面层、基层、底层和垫层。公路的结构包括路基、路面、路肩、桥涵与隧道、防护工程、排水备、道路标志、路用房屋、绿化美化工程等。路基是公路路面下的基础建筑,由土、石按照一定尺寸、结构要求筑成带状土工结构物、必须具有一定的力学强度和稳定性，以保证车部分的稳定性和防止自然破坏力的损害.公路路基的横断面形式有：路堤（填方路基）、路堑（挖方路基）、半挖半填路基.路堤有一般路堤、软土路堤、沿何路堤、护脚路堤等；路堑是开挖地面而成的路基，两旁设排水边沟，基本路堑形式有全挖式、台口式各半山铜式；半填半挖路基是路堤和路堑的结合形式.公路路面是用各种坚硬材料分层铺筑而成的路基顶面的结构物，以供车安全、迅速和舒适地行驶。因此路面必须具有足够的力学强度和良的稳定性和不透水性,以及表面平整和良好的抗滑性能路面结构层分成面层、基层、底层和垫层，但不同路面的结构层构造有所不同路面材料常用材料有沥青、水泥、碎石、粘土、砂、石灰及其它工业废料等。柔性路面和刚性路面按其力学性质分为柔性路面和刚性路面两大类柔性路面主要有碎石路面和各种沥青路面,它的刚度较小,抗拉强度较低，荷载作用下变形较大,路面弹性较好，无接缝，行车舒适性好.刚性路面是指水泥混凝土路面,可分为纯混举路面、钢筋混雄十路面和钢纤维混凝土路面它一般强度高，刚性大,整体性好，在车轮的作用下路面的变形较小路肩指的是位于车行道外缘至路基边缘，具有一定宽度的带状部分,为保持车行道的功能和临时停车使用，并作为路面的横向支承功能为：承受路面因车辆行驶而产生的侧压力；保护路面底层与面层，避免发生侧向位移；吸收路面的雨水并将其排入水沟中；作为停车休息或人行道用;供紧急车辆用；作为慢车道路肩包括硬路肩与土路肩两种。铁路的组成：铁路由线路、路基和线路上部建筑三部分组成此外，属子铁路工程设施的还有桥梁、涵洞、隧道、排水系统、车站设施、机务设备、电力供应等。线路：是铁路横断面中心线在铁路平面中的位置,以及沿铁路横断面中心线所作的纵断面状况.路基：是铁路线路承受轨道和列车荷载的地面结构物,如同道路工程，路基也可分成路堤、路堑和半挖半填三种基本形式。路基顶面的宽度，根据铁路等级、轨道类型、道床标准、路肩宽度和线路间距等因素确定。线路上部建筑（轨道）是指与列车直接接触的结构，如钢轨、轨枕、道床和道岔等。线路上部建筑的强度和稳定性,取决于钢轨类型、轨枕类型和密度、道床类型和厚度等因素。铁路轨道结构种类：可分为有碴轨道和无碴轨道两种传统的铁路轨道通常将钢轨固定放在枕木上，之下为小碎石铺成的路碴，称为有碴轨道.传统有碴轨道具有铺设简便、综合造价低廉的特点，但容易变形，维修频繁，维修费用较大。同时，列车速度受到限制无渣轨道是以棍凝土或沥青砂浆取代散粒道碴而组成的轨道结构型式，它具有轨道稳定性高，刚度均匀性好，结构耐久性强和维修工作量显著减少等特点,对于高速铁路较传统的有碴轨道有更好的适应性。板式轨道是最主要的无碴轨道结构形式之一,是用双向预应力浪带十轨道板及CA砂桨(乳化沥青水泥砂桨）制造，由板下混凝土底座、CA砂浆垫层、轨道板、长钢轨及扣件等四部分组成。客运专线（高速铁路）、城市地铁和轻轨一般采用这种类型轨枕是钢轨的支座，它除承受钢轨传来的压力并将其转给道床以外,还起着保持钢轨位置和轨距的作用.轨枕必须坚固、耐久，具备一定的柔韧性和弹性,列车经过时，它可以适当变形以缓冲压力，但列车过后还得尽可能恢复原状轨枕按材质可分成木枕、浪凝土枕、钢枕和塑料轨枕（美国）。木枕：优点是有弹性、重量轻、易加工，缺点是浪费木材、重量轻、寿命短。混凝土轨枕（PC枕）：优点是寿命长（50年），重量大（适于高速重载无缝铁路）,加工方便（流水线工厂加工)。轨枕因应用范围不同,长度也不同。在我国，普通轨枕长度为2. 5m，道岔用的岔枕和钢桥上用的桥枕，长度有2。 6-4.85m多种。每公里线路上铺设轨枕的数量是很据铁路运量和行车速度等运营条件来确定的,不言而喻，轨枕数量越多，轨道强度越大。轨枕密一些，道床、路基面、钢轨以及轨枕本身受力都可小一些，同时使轨距、方向易于保持，对行车速度高的地段尤为重要。轨枕太密则不经济，且净距过小也会影响捣固质量。轨枕间距在相应规范中有具体要求。道床通常指的是轨枕下面，路基面上铺设的石碴（道碴）垫层。作用：承受轨枕上部的荷载并把它均匀地传给路基，减少了路基的变形，缓和车轮对钢轨的冲击，并提供抵抗轨枕纵、横向位移的阻力：排除轨道中的雨水并保持轨道的稳定性道床按结构可分为散体式结构和整体式结构。按材质可分为道渣道床、沥青道床、混凝土道床。道床几何尺寸包括厚度、肩宽、坡度三个指标。厚度一般为30-50cm,肩宽一般为2530cm，无缝线路不小于45cm，坡度一般为1:1。5或1：1。75所谓“无缝线路”，就是把不钻孔、不淬火的25m长的钢轨，在基地工厂用气压焊或接触焊的办法，焊成200m到500m的长轨，然后运到铺轨地点，再焊接成100m到500m的长度，铺到线路上就成为一段无缝线路无缝线路是铁路轨道现代化的重要内容,经济效益显著与普通线路相比，无缝线路行车阻力下降l0%20,节省能源：延长部件寿命15%30%；减少维修费用2035%；适于高速行车，；振动与噪音降低，舒适度大幅提高。缺点是由于于峰线路中钢轨所承受的温度力巨大，处理不好，会导致冬天被拉断，夏天涨轨跑道,危及行车安全。处理钢轨温度力的方法，是采用弧强大的线路阻力来锁定轨道,限制了钢轨的自由伸缩在我国是采用高强螺栓、扣板式扣件或弹条扣件等对钢轨进行约束。实验表明，直径24mm的高强螺栓,六孔夹板接头可提供4060吨的纵向阻力。弹条扣件每很轨枕可提供1.6吨的纵向阻力.由于无缝线路中钢轨所承受的温度力的大小和轨温的变化有直接关系，所以在锁定钢轨时必须正确、合理她选宁锁定轨温，如北京地区,最高轨温为摄氏62。20度，最低轨温为零下22度，中间轨温为19。9度根据无缝线路强度和稳定性计算得出的结果，北京地区最佳锁定轨温为24C,实际允许锁定轨温为19C-29度本文为互联网收集，请勿用作商业用途文档为个人收集整理，来源于网络第五章 桥梁工程桥梁分类：依桥面布置在桥跨结构上面、中间还是下面分为上承式桥、下承式桥和中承式桥.桥梁由四个基本部分组成：上部结构(桥跨结构或桥孔结构、桥面构造）、下部结构（包括桥墩、桥台和基础)、支座（有些形式桥梁没有此部分）、防护设施及调节河流构筑物。桥梁设计的基本原则： 桥梁结构在强度、稳定和耐久性方面应有足够的安全储备；防撞栏杆应 具有足够的高度和强度；应设计好照明设施，明确的交通标志，引桥坡度不宜太陡：对河床宜变迁的河道,设计导流设篇防止桥梁基础底部过度冲刷;对震区桥梁采取防震措施，对大跨柔性桥梁应考虑风振效应。桥梁的基本体系分三种：梁桥(含各种梁式桥和刚架桥），拱桥，吊桥（含悬索桥和斜拉桥)桥梁基本体系的三种类型，其最大的不同之处在于其单跨距的长度。跨距是两个桥梁支柱之间的距离，不管它们是桥柱、桥塔还是峡谷的峭壁例如现代梁桥的跨距可以达到60m,而现代拱桥的跨距可以轻松达到240m到300m吊桥是桥梁技术的金字塔尖，它的跨距能够达到2100m所有的桥梁都会受到压力和拉力，桥梁设计的任务就是妥善处理这些力而不食出现弯曲或拉断。当压力超过物休的承受能力时就会发生弯曲，当拉力超过物体承受能力时就会造成拉断。处理这些力的最佳方式就是将其分散或转移分散就是将其散布到更大的面积，避免出现某个点集中受力。转移就是将其从强度较弱的区域移到专门设计的受力区域拱桥就是将力分散的很好的例子，而吊桥则是将力转移的范例梁桥基本上是一种坚固的水平结构,并支撑在两端的两个桥墩上.桥梁以及其上的所有承载物的重量直接由桥墩支撑重量直接向下方传递压力显然是桥面(或路面)上承受的最大的力，使桥面的上面部分收缩。由于桥面上面部分受压,导致桥面下面部分要承受拉力，即梁的下面部分拉伸力的分散很多桥梁使用了混凝土或钢梁来承受载荷梁的尺寸（特别是梁的高度）决定了梁的最大跨距.增加梁的高度，梁就有更多的材料来分散拉力.为了建造很高的梁，桥梁设计师为桥添加了支撑的栅格结构，又叫桁架这种支撑桁架为现有的梁增加强度,大大提高了其分散压力和拉力的能力。当梁开始受压时，力量即通过桁架分散尽管使用了天才的析架结构，梁桥的跨距仍然有限随着跨距的增加，桁架的尺寸也要增大，直到桥的自身重量无法被桁架支撑。单个梁不管跨距多大,都会同时承受压力和拉力。梁的顶部承受最大压力，而底部承受最大拉力。中部则承受很少的压力或拉力如在梁的设计上顶部和底部使用较多材料,而中部使用较少材料，则可以更好地承受压力和拉力（工字型梁比简单的矩形梁更坚固）。桁架结构将这种概念向前推进一步桁架桥的一侧被看作单个梁梁的中部由桁架的斜构件构成,桁架的顶部和底部代表梁的顶部和底部，则梁的顶部和底部比中部所用的材料更多除了上面提到的桁架结构效果以外，桁架比单个梁更坚固的原因还有一个：桁架能将或者分散到桁架结构各处。桁架通常由各种不同的三角形构成，形成了非常坚固的结构，并且将载荷从一个单点转移到范围很大的区域拱桥是一种半圆形结构，两端各有桥墩.拱形半圆形的设计自然地将桥面的重量转移到桥墩上。拱桥始终为受压状态.压力沿着拱形的弧面向外传递到桥墩上。拱桥的拉力可以忽略。拱桥的自然弧线及其将力向外扩散的能力能够大大降低拱桥下侧所受拉力的影响不过曲率越大（拱桥的半圆越大），下侧所受的拉力影响就越大.正如前面所提到的，拱桥本身的形状足以将重量从桥面中心向桥墩分散和梁桥的相似,拱桥在尺寸上存在的限制最终会超过其自然张度拱桥之所以迷人,是因为它是桥的真正自然形态.它不需要额外的支撑或缆索实际上，石制的拱桥甚至不需要灰浆。古罗马时代建造的拱桥（以及引水渠）至今仍然屹立且结构坚固,是拱形具有桥梁结构天然优势的现成的证据。吊桥是用缆索(或绳索、链条)拉起并跨越于河流之上（或者遇到的其他障碍物），而桥面则悬挂在该些缆索上现代吊桥有两座用于固定缆索高塔。这样，桥塔就支撑了路面的绝大部分重量。压力向下挤压吊桥的桥面，由于是悬吊路面，缆索将压力转移到桥塔，桥塔再直接将压力分散到固定它的地面。支撑的缆索系在两个锚点之间,是拉力的主要承受者由于桥重量和穿行于锚点之间汽车的重量，缆索会被拉长锚点也会承受拉力，不过由于它们与桥塔一样非常稳固地与地面连接,所受的拉力会被分散开来.除了缆索以外，很多吊桥在桥面底下还有支撑的析架结构上承式析架)。这可增加桥面强度，减弱路面摇摆和颠簸的倾向吊桥主要有两种不同的设计悬索侨,特点是像个拉长的m形；斜拉桥,这种桥不太常见，看上去更像是一个A形斜拉桥不需要悬索桥那样的两座桥塔和四个锚点，而是由缆索从路面向上斜拉到单座桥塔上并固定。斜拉桥中的桥塔与悬索桥一样，负责吸收和分散桥面的压力两种桥中的缆索都承受拉力梁式桥可分为简支梁桥、连续梁桥和悬臂梁桥多孔梁桥的梁在桥墩上不连续的称为简支梁；在桥墩上连续的称为连续梁;在桥墩上连续，在桥孔内中断，线路在桥孔内过渡到另一根梁上的称为悬臂梁。支承在悬臂上的简支梁称为挂梁，伸出有悬臂的梁称为锚梁。梁式桥的梁身可以做成实腹的,也可做为空腹的，空腹的称为衍梁悬臂法施工悬臂施工法也称为分段施工法。它是以桥墩为中心向两侧对称的、逐节 悬臂接长的施工方法。预应力砼桥梁采用悬臂法施工,是从钢桥悬臂拼装法 发展而来的.现代的悬臂施工法，最早主要是用来修建预应力砼 T 型钢构桥。悬臂拼装法是将预制好的节段，用支承在已建成悬臂上的专门悬拼吊机， 悬吊于梁位上逐段拼装.一个节段张拉锚固后再拼装下一节段。悬臂拼装的 预制长度,主要于拼装吊机的起重能力有关，一般以 25 米为宜.节段过长 则一直块件重量过大需要庞大的起重设备。节段过短，则拼装接缝太多，延 长了工期。一般在悬臂根部，节段截面面积较大，节段长度较短，以后向端 部节段长度逐渐加长。 悬臂灌注法是用挂蓝（即悬吊模架）就地分段灌注，待每段砼养护并张 拉预应力筋后，再将挂蓝前移，以供灌筑下一个节段之用。悬臂灌筑每一节 段长度一般为 35 米。节段太长，一方面将增加节段砼自重和挂蓝重量，另 一方面还要增加挂蓝平衡重或挂篮锚固力。当这两种力之和过大时，有施工 荷载产生的内力会过大。体系转换：采用悬臂法施工，一般会出现施工过程中的体系转换问题.对于预应力砼连续梁桥采用悬臂施工时，结构的受力为T型钢构状态，一侧合拢就位更 换支座后成单悬臂梁状态。两跨以上悬臂梁合拢后，呈连续梁受力状态。因此施工中应及时调整所施加的预应力,以适应这一体系转换。连续梁梁式桥悬臂施工与T型钢构桥悬臂施工方法区别：（1)T型钢构桥无论是带铰的,还是带挂梁的，与预应力混凝土连续梁桥相比，可节省墩梁固结和跨中合拢两道工序.（2)虽然桥墩刚度大,但节省昂贵的支座，综合费用比连续梁经济（3）对深水、深谷、大江、急流等障碍条件下修建大跨度桥梁,钢构桥施工条件有利,（4）T型钢构桥是长悬臂体系，方便施工，无须体系转换。悬索、斜拉受力特点：悬索桥主要靠主缆承受荷载，并通过主缆将拉力传给锚固体系，加劲梁仅仅起到局部承受和传递荷载作用：采用地锚体系时，加劲梁中不受轴向力作用，由加劲梁自重引起的恒载内力较小斜拉桥由斜拉索与主梁共同承受荷载，由于斜拉索的水平方向分力，主梁中存在较大的轴向力,恒载内力将占很大的比重悬索桥只有通过调整矢跨比才能改变主缆的桓载内力,而斜拉桥可直接通过张拉斜拉索就能调整索、梁的桓载内力。第六章 港口与航道工程港口工程的特点港口是指具有船舶安全进出/停泊靠泊/补充给养/旅客集散/货物装卸/驳运储存等功能，并为船舶提供补给/修理等技术服务和生活服务,具有相应的码头设施，由一定范围的水域和陆域组成的区域。港口是水陆交通的集结点和运输枢纽，由于港口是联系内陆腹地和海洋运输的一个天然界面，因此人们也把港口作为国际物流的一个特殊结点港口的类型（位置）海岸港河口港内河港（用途)商港军港渔港工业港避风港（成因）天然港人工港（港口水域在寒冷季节是否冻结）冻港不冻港（潮汐关系潮差大小是否修建船闸控制进港)闭口港开口港（对进口的外国货物是否办理报关手续）报关港和自由港港口的组成水域和陆域港口水域包括进港航道/港池/锚地。进港航道必须有足够的深度和宽度/适当的位置/方向和弯道曲率半径，避免强烈的横风/横流和严重淤积.分为天然航道和人工航道.大型船舶的航道宽度为80-300m，小型船舶的为50-60m港池指直接和港口陆域毗连,供船舶靠离码头/临时停舶和调头的水域。港池尺度应根据船舶尺度/船舶靠离码头方式/水流和风向的影响及调头水域布置等确定。分为开敞式港池/封闭式港池和挖入式港池锚地指有天然掩护或人工掩护条件能抵御强风浪的水域，船舶可在此锚泊/等待靠泊码头或离开港口.如果港口缺乏深水码头泊位,也可在此进行船转船的水上装卸作业.内河驳船船队还可在此进行编/解队和换拖（轮)作业。2/港口陆域:包括码头/港口仓库及货场/铁路及道路/装卸及运输机械/港口辅助生产设备等组成.具体可分为进港陆上通道（铁路/道路/运输管道等）/码头前方装卸作业区和港口后方区.前方装卸作业区供分配货物,布置码头前沿铁路/道路/装卸机械设备和快速周转货物的仓库或堆场（前方库场)及候船大厅等之用.港口后方区供布置港内铁路/道路/较长时间堆存货物的仓库或堆场（后方库场）/港口附属设施车库/停车场/机具修理车河/工具房/变电站/消防站等）以及行政/服务房屋等.三/港口的技术特征:主要有港口水深/码头泊位数/码头线长度/港口防域高程等。1/港口水深：港口的重要标志之一，表明港口条件和可供船舶使用的基本界限。增水深可接纳吃水更大的船舶，但将增加挖泥量，增加港口水工建筑物造价和维护费用。港口各处水深可根据使用要求分别确定.现代港口大型千货海轮停靠的码头水深1015m，大型油轮码头1020m.2/码头泊位数:根据货种分别确定。除供装卸货物和上下旅客所摇泊位外，在港内还有辅助船舶和修船码头泊位。3/码头线长度:根据可能同时停靠码头的船的长度和船加间的安全间距确定.4/港口陆域均高程：根据设计高水位加超高值确定，要求在高水位时不淹没港区。为降低工程造价,确定港区陆域高程时，应尽是考虑港区挖/填方量的平衡.港区扩建或改建时,码头前沿高程应和原港区后方陆域高程相适应,以利于道路和铁路车辆运行。同一作业区的各个码头通常采用同一高程。四、 港口规划与港口平面布置1/港口规划：港口建设牵涉面广,关系到临近的铁路/公路和城市建设，关系到国家的工业布局和工农业生产的发展。必须按照统筹安排/合理布局/远近结合/分期建设的原则制定全国，特别是沿海港口的建诊规划.贯彻深水摆用/浅水深用的原则.合理开可发利用或保护好国家的港口资源.制定规划前要做好港口腹地的社会经济调查，弄清楚建港的自然条件,选择好港址，确定合理的工程规模和总体规划。港口规划应和所在城市发展规划密切配合和协调.环境问题在总体规划中必须放在重要位置考虑，适当配置临海/临江公园和临海疗养设施,严格防止对周围环境的污染.2/港址选择:港口规划工作的重要步骤，港口经济腹地范围/交通/工农业生产和矿藏情况及货种/货流和货运量情祝是确定港址的重要依据，要广泛调查研究，分析论证。自然条件是决定港址的技术基础，故对有条件建港的地区应进行港口工程测量/滨海水文/气象/地质/地貌等方面的深入调查研究,辅以必要的科学实验，然后对港址进行比较选择，务求做到技术上可能,经济上合理。3/港口平面布置：港口工程设计的首要工作.其任务是将港口各个作业区和港口水域及陆域的各个组成部分和工程设旅进行合理的平面布置,使各装卸作业和运输作业系统/生产建筑和辅助建筑系统等相互配合和协调,以提高港口的综合通过能力,降低运输成本。港门布置的形式可分为三种基本类型：自然士也形的布置/挖人内陆的布置/填筑式的布置6。 2港口水工建筑物:港口水工建筑物般包括防波堤/码头/修船和造船水工建筑物。进出港船舶的导航设施(航标/灯塔等)和港区护岸也属于港口水工建筑物的范围.港口水工建筑物的设计，除满足一般的强度/刚度/稳定性（包括抗地震的稳定性）和沉陷的要求外,还应特别注意波浪/水流/泥沙/冰凌等动力因素对港口水工建筑物的作用及环境水主要是海水)对建筑物的腐蚀作用,并采取相应的防冲/防淤/防渗/抗磨/防腐等措施.一/防波堤：防波堤位于港口水域外围,用以抵御风浪/保证港内有平稳水面的水工建筑物.有时,防波堤也兼用于防止泥沙和浮冰侵入港内。防波堤内侧常兼作码头。防波堤的堤线布置形式有单突堤式/双突堤式/岛堤式和浪合式.为使水流归顺，减少泥沙侵入港内，堤轴线常布置成环抱状,底端与岸线连挑顶端形成口门；也有离岸布置成与岸线大致平行，口门设在堤的两端。防波堤按其断面形状及对披浪的影响可分为:斜坡式/直立式/混合式/透空式/浮式,以及配有喷气消披设备和喷水消波设备的等多种类型.一般多采用前三种类型.1/斜坡式防波堤：常用的型式有堆石防波堤和堆石棱体上加混凝土护面块体的防波堤.斜坡式防波堤对地基承载力的要求较低,可就地取材；施工较为简易不需要大型起重设备，损坏后易于修复.波浪在坡面上破碎，反射较轻微，消波性能较好.一般适用于软土地基。缺点是材料用量大,护面块石或人工块体因重量较小，在波浪作用下易滚落走失,须经常修补.2/直立式防波堤：可分为重力式和桩式。重为式一般由墙身/基床和胸墙组成，墙身大多采用混凝土方块或封钢筋棍凝土沉箱结构砌筑而成，靠建筑物本身重量保持稳定,结构坚固耐用,材料用量少，其内侧可兼作码头,适用于波浪及水深均较大而地基较好的情况.缺点是波浪在墙身前反射，消波效果较差。桩式一般由钢板桩或大型管桩构成连续的墙身，板桩墙之间或墙后填块石,其强度和耐久性较差，适用于地基土质较差且波浪较小的情况。3/混合式防波堤：下部采用抛石基床,上部为直墙结构，是直立式上部结构和斜坡式堤基的综合体，适用于水较深的情况.混合式防波堤又分为两种。一种是上部直墙的底面高于或接近低水位；另一种是上部直墙的底面座落在低水位以下足够深度处，以减轻波浪对于下部抛石基础的破坏作用。目前防波堤建设日益走向深水,大型深水防波堤大多采用沉箱结构。在斜坡式防波堤上和混合式防波堤的下部采用的人工块体的类型也日益增多,消波性能愈来愈好.下部为结构,是斜坡式和直立式相结合的形式.二/码头：供船舶停靠/装卸货物和上下旅客的水工建筑物。按码头的断面形式可分为直立式/斜坡式/半直立式和半斜坡式码头。直立式码头：被广泛采用,多建在水位变幅不大的港口,码头前沿面与水面直,便于船舶停靠和机械直接开到码头前沿，以提高装卸效率。斜坡式码头:多建在洪水季和枯水季水位变幅大的内河河段,岸坡较长,斜坡道前方设有趸船作码头使用，趸船随水位变化沿斜坡道方向移动,或只设固斜坡道,这种码头由于装卸环节多,机械难于靠近码头前沿,装卸效率低。水位差较小的河流/湖泊中和受天然或人丁掩护的海港港池内椒也可以采用浮码借助活动引桥把趸船与岸连接起来,趸船随水位变化只作垂直升降。这种码头一般用做客运码头/卸鱼码头/轮渡码头以及其他辅助码头.半直立式码头和半斜坡式码头：一般多建在内河或水库中的小港,它们的直段或斜坡段顶端高程根据高/低水位持续时间的长短而定.1、 重力式码头：由胸墙/墙身/抛石基床/墙后回填体或减压抛石棱体等构成。靠建筑物自重/结构范围的填料重量和地基的强度来保持稳定（阻止码头滑动/倾覆和基础变形)。根据墙身构件，又分为方块式/沉箱式/扶壁式和整体浇筑式等.方块式由预制棍凝土块体（实心的/空心的或异形的）砌筑而成。经久耐用,便于修理,适用于地基较好/有大量砂石等建筑材料的地方。沉箱式是把一巨型钢筋混凝土薄壁浮箱,从预制场拖运到水域现场定位下沉到整平的基床上而成.整体性好,抗震性强,现场施工速度快,适用于地基良好的深水海港。扶壁式的墙身由预制的或现浇的钢筋混凝土扶壁构件组成，扶壁由主板/底板和肋板浇结成一整体。整体浇筑式是就地浇筑混凝土的整体式结构,要在干地上施工，一般适用于内河或水库港口.2/高桩式码头：由基桩和上部结构(桩台）组成，桩的下部打入土中,上部高出水面,基桩在地基表面以上的长度较长，它既是码头的基础,又是主要受力构件,按材料分,有木桩/钢桩/钢筋混凝土桩。上部结构构成码头顶面，并把桩基连成整体，所承受的荷载和外力通过基桩传给地基.高桩码头属透空式结构,波浪和水流可在码头平面以下通过，对波浪不发生反射，不影响泄洪,并可减少淤积,适用于软土地基.近年来广泛采用长桩/大跨结构,并逐步用大型预应力混凝土管柱或钢管柱代替断面较小的桩，而成为管柱码头。上部结构（桩台）有梁板式/无梁大板式/框架式和承台式等.梁板式高桩码头：的桩台由钢筋混凝土或预应力钢筋混凝土面板/纵横梁和靠船构件等组成。无梁板式高桩码头是将大块面板直接支承在桩帽上，不设纵横梁，结构比较简单。框架式高桩码头的桩台由面板/纵梁/框架等组成,刚度较大，但结构复杂要求施工水位低，适用于水位差较大地区.承台式高桩码头:的桩台一般采用L形现浇混凝土结构，上面回填沙土再做铺面层。由于现浇承台较窄，须在承台下面设板桩挡住回填土,土压力通过板桩顶端传给承台，所以承台需要较多斜桩或叉桩支承。桩台有宽桩台和窄桩台之分.宽桩台可直接与岸顶相接，岸坡保持自然稳定，不需要或只需要小型的挡土结构;窄桩台须在桩台后面填土与岸相连，需要设挡土结构如板桩/挡土墙等中国长江中下游水位变福大，岸坡较长，修建的框架式高桩码头一般由平行岸线的前平台和垂直岸线的引桥组成,平面上呈T形或II形布置.前平供船舶停靠/货物装卸和临时堆放；引桥连接前平台与后方陆域,供人通行和货物输送.这种结构形式与宽桩台相比,造价较低。3/板桩式码头：由板桩/拉杆/锚碇结构/导梁和胸墙等组成，板桩打入土中构成连续墙,由板桩入土部分所受的被动土压力和锚碇结构的拉力共同承受地面使用荷载和墙后填土产生的侧压力，保证结构的整体稳定性。水深较大的板桩码头可用多拉杆锚碇。锚碇结构有锚碇板/锚碇桩和锚碇板桩等.板桩码头按材料分有木板桩/钢板桩和钢筋混凝土板桩码头。板桩码头自重轻,用料省,结构简单，施工速度快,除特别坚硬或过于软弱的地基外，均可采用,但由于主要靠打入土中的板桩来挡土，而板桩是一较薄的构件，又承受较大的土压力,结构整体性和耐久件转差，一般用千培高不大千10m的情祝.3/混合式码头根据当地的地质/水文/材料/施工条件和码头使用要求等，还可采用混合式结构。如重力式和板桩相结合/梁板式高桩结构和板桩相结合/锚碇的L形墙板等.三/修船和造船水工建筑物：有船台滑道型和船坞型两种。1/船台滑道型待修船舶通过船台滑道被拉曳到船台上,修好船体水下部分以后,沿相反方向下水，在修船码头进行船体水上部分的修理和安装或更换船机设备.新建船舶在船台滑道上组装并油漆船体水下部分后下水，在舰装码头安装船机设备和油漆船体水上部分.2/船坞：又分为干船坞和浮船坞。干船坞为一低于地面/三面封闭一面设有坞门的水工建筑物。待修船进坞后,关闭坞门，把水抽干,修好船体水下部分后灌水,使船起浮,打开坞门,使船出坞.新建船舶在坞内组装船体结构,油漆船体水下部分和安装部分船机设备后出坞,然后进行下一步工作。浮船坞由侧墙和坞底组成。修船时先向坞舱灌水使坞下沉,拖入待修船舶后，排出坞舱水，使船舶坐落坞底进行修理.在浮船坞新建船舶的建造情况和干船坞相似。浮船坞可系泊在船厂附近水面上,也可用拖轮拖至他处使用。船台滑道和船坞均要求有坚固的基础以承受船体传下的巨大压力。在软弱地基上修建时，一般采用桩基础。在透水性土上修建大型船坞时,一般采用减压排水式结构，用打板桩或采取人工排水设施降低地下水位，减少空坞时地下水对坞底板产生的巨大浮托力和坞墙的侧压力。重力式船坞是利用钢筋混凝土坞体的自重抵御水的浮托力，早先的船坞多是这种形式.锚碇式船坞是利用打设在坞底板下良好地基内的锚碇结构抵御水的浮托力，一般用于摩阻力大的土中。减压排水式船坞是利用排水管道系统排出坞底板下的地下水，从而消除或减少水浮托力,一般用于透水性较小的粘性土中,对于砂性土，由子透水性大,地下水排不胜排不宜采用这种形式。由于船坞的尺度愈来愈大,以船坞自重解决水的浮托力问题所需费用愈来愈大,所以大多数船坞设计优先考虑减压排水式结构。四、护岸建筑：护岸方法可分为直接护岸和间接护岸两大类:直接护岸即利用护坡和护岸墙等加固天然岸边，抵抗侵蚀间接护岸即利用在沿岸建筑的丁坝或潜堤，促使岸滩前发生淤积，以形成稳定的新岸坡直接护岸建筑：斜面式护坡和直立式护岸墙。间接护岸方法一般采用以下两类建筑物：前堤和丁堤.6.3航道工程的特点：在水域内供船舶及排、筏航行的线路称为肮道。航道工程是开拓航道和改善航道航行条件的工程,在河流上兴建肮道工程时，应统筹兼顾航运与防洪、灌溉、水力发电等方面的利益进行综合治理与开发以谋求国民经济的最大效益。在选定航道工程措施时，应根据河流的自然特点，进行技术经济比较后确定一、水运相比其他箍输方式的侍点(1）运输成本低（2）运输能力大(3)可以综合利用水运适宜于运距长、运输量大和不需要块运的物资，如谷物、煤炭、矿石、石油和建