更新时间:2022-08-25 14:00
超重码头是码头主要结构形式之一,也称为重力式码头,是靠结构本身及其上填料的重量来抵抗建筑物的滑动和倾覆的,与此同时,结构自重及以上的填料重量和各种荷载又对地基产生压力,要求地基具有一定的强度。
(1)墙身和胸墙:墙身和胸墙是重力式码头的主要组成部分,它构成船舶系靠泊所需要的直立墙和墙后回填材料的挡墙;承受作用在码头上的外力,并将这些力传给地基,胸墙还起着将各自独立的墙身联系在一起,增加重力式码头的整体性。
(2)基床:基床可扩大地基承载面积,降低地基面的荷载强度,减少地基沉降量;形成平整的基础面,便于砌筑码头主体结构;防止码头结构前趾处免受波浪和水流的掏刷。基床一般采用抛石,如果地基条件不够好,在基床下换砂以减少对地基的压力。
(3)墙后回填:在岸壁式码头中,墙后需进行回填,以形成码头地面。墙后回填一般分为两种情况:一是紧靠墙背用颗粒较粗和内摩擦角较大的材料(如抛石)做成抛石棱体,以减小墙后土压力,并在棱体顶面和坡面设置倒滤层,防止墙后回填细粒土从抛填棱体的缝隙中流失;另一种情况是墙后直接回填细粒土,只在墙身构件间的拼缝处设置倒滤装置,防止填土料流失。抛填棱体的材料选用块石或当地量大、价廉、坚固、质轻、内摩擦角大的其他材料。块石的重量和质量不像抛石基床块石那样严格,但要求具有一定的耐久性。
超重码头的特点是依靠码头结构重量保持稳定,并要求地基有相应强度来保证建筑物的稳定性,因此要求有比较良好的地基,如岩基、砂基及密实的黏土地基。
超重码头的优点是:抗冻和抗冰性能好,坚固耐久;可承受较大码头地面荷载;对码头地面超载和装卸工艺变化适应性强;施工比较简单;用钢材少,有些结构(如混凝土方块码头)基本不用钢材;造价低;设计和施工经验比较成熟。因此,它是使用单位和施工单位比较欢迎的一种码头结构形式。其缺点是:施工速度较慢;需要大量的砂石料。超重码头一般适用于较好的地基,例如岩石、砂、卵石、砾石及硬黏土的地基。在我国从南到北的海港中重力式码头均得到广泛应用,例如广州黄埔港、湛江港、厦门港、青岛港、烟台港、秦皇岛港及大连港等,在河港中应用也很广泛。
超重码头的结构形式主要决定于墙身结构。墙身结构的形式主要有方块结构、沉箱结构、扶壁结构、空心方块等。
方块码头是由混凝土方块或浆砌石方块砌筑而成的,也可以采用空心混凝土方块,以节约混凝土用量和减少块体的重量,有时还可采用异形块体。块体一般在预制场预制。然后运到现场进行水下安砌。砌筑时采用水平分层砌筑,断面形式有阶梯式、衡重式和带卸荷板式。
(1)阶梯式:该码头是比较早期使用的形式,它的断面和底宽均较大,方块数量、种类和层数都多,横向的整体性较差,地基应力不均匀,但由于它重心较低,其抗震性比另两种要好。
(2)衡重式:是在阶梯式基础上演变而来,其主要特点是:重心后移,稳定性得到提高;墙后土压力减少;基地应力分布均匀,横向整体性好;但重心上移使得抗震性能降低,且在施工中容易产生块体后倾稳定性问题。
(3)卸荷板式:由于卸荷板的遮掩作用,使墙后土压力大为减少(约减少20%),并使重心后移,增加了稳定性;地基受力均匀,结构整体性好,材料用量少,施工方便。
(4)空心方块码头:上述三种方块码头均采用实心混凝土方块,混凝土用量较大,近年来,不少工程采用混凝土空心方块,块内充填大块石,增加了抗滑力和抗倾力矩。其缺点是模板用量较多。
沉箱是一种具有巨型舱格的薄壁钢筋混凝土空箱体(单个沉箱重达几百吨,有的几千吨),一般采用矩形,也有采用圆形和其他形状。沉箱一般需在专门预制厂预制,在滑道上用台车溜放下水,有的用浮船坞下水,也有的工程在已有的岸壁上预制,用浮吊下水。沉箱通常通过浮运至码头位置,然后向箱体内填充砂、卵石或块石。沉箱码头较方块码头整体性好,地基应力小,水上安装工作量少,施工速度快;但沉箱一旦遭到破坏,修复工作难度较大,耐久性也不如方块式码头,再则就是沉箱结构用钢量较大,而且需要专门的设备和施工条件。
钢筋混凝土扶壁结构主要由立板、底板和肋板整体连接而成的一种轻型钢筋混凝土结构,其中底板又包括趾板、内底板和尾板三部分。立板的作用是挡土和形成码头直立墙;底板的作用是将结构所受外力传递到地基上;肋板是将底板和立板连成整体并支撑立板。在工程实践中,扶壁结构也逐步得到了改进:①将底板尾部翘起(即成尾板),不仅减少了底板前趾后踵之间的反力差,使基底反力均匀,而且还可减小基床宽度,不仅减少了抛石基床的工程量,也减少了岸坡的填挖方量;②墙后采用当地量大价廉的砂回填,代替价格较贵的抛石棱体,为防止砂从安装缝流失,在安装缝处设置倒滤井。扶壁结构的优缺点介于方块结构和沉箱结构之间.结构简单,造价低.混凝土和钢材的用量比钢筋混凝土沉箱少,施工速度比混凝土方块结构快,耐久性和沉箱结构相当;主要缺点是:施工期间抗浪稳定性、对不均匀沉降的适应性、整体性均较差,一般适用于墙高10m以下的中、小型码头。