港口工程教学学习课件.pdf

第十章 港口工程 港口发展历史 港口的分类及组成 港口工程建设 港口水工建筑物 港口工程与人类生存的关系 港口工程的展望 10.1港口发展历史 港口： 具有一定面积的水域和陆域及设备条件，供船舶出入和停泊，是进行货物或旅客转载作业，为船舶提供补给、修理等技术服务和生活服务的场所 港口的作用： 水陆联运的枢纽，旅客和货物的集散地，国内外贸易物资转运的联结点 港口工程： 建造港口所需的各项工程设施的工程技术，港口的各项设施 港口的发展得益于技术、经济的发展 1 概述  天然材料和初级的人造材料  简单的工具、手工劳动  积累的经验  与航运业的发展紧密相关：造船技术与航海技术的发展  秦汉时期：  秦始皇五次出巡，四次视察了重要港口，古碣石港（今秦皇岛港）  秦人徐福东渡日本  汉朝张骞开辟陆上丝绸之路  海上丝绸之路的开辟 2. 古代港口工程（新石器时代 ~17世纪中叶） 曹操 《 观沧海 》  唐朝： 独步于世界航海界，鉴真六次东渡扶桑  宋元时代： 指南针的应用，进入“定量航海”阶段  明朝： 郑和七下西洋，最远到达非洲东岸今索马里和肯尼亚一带 郑和航海路线 泉州出土的宋代木船 司南 罗盘  元朝时期： 马可波罗从意大利来到中国  埃及亚历山大港： 公元前 2世纪 ~公元 10世纪一直保持世界第一大港的地位  该时期内世界第一大港的变迁 埃及亚历山大港 中国泉州 威尼斯港 巴塞罗那 亚历山大帝国 南宋 意大利 西班牙 中国封建文明的高度发展 明朝的海禁与西方资本主义的发展 殖民扩张，资源的迅速聚集 (1368-1484) (1484-1588) 今日威尼斯港 巴塞罗那港  新型建筑材料的使用 （混凝土、钢材）  理论方面 （牛顿经典力学、流体力学）  模型试验 （波浪模型试验）  施工方法 （两次工业革命：机械化、电气化）  国际贸易及金融中心的变化 3. 近代港口工程（ 17世纪中叶 -20世纪中叶）  该时期内世界第一大港的变迁  中国在该时期遭到帝国列强入侵，被迫开放大连港、旅顺港、烟台港、青岛港、连云港、上海港、宁波港、基隆港、高雄港等港口。

英国的伦敦港 美国的纽约港 世界航运中心 (1588-1894) 世界贸易经 济中心 (1894-1962) 第二次工业革命 伦敦港全景 纽约港全景  建筑材料的发展 （高强混凝土、高强钢材）  理论方面 （数值分析方法、计算机的进步）  模型试验 （物理模型 +数学模型）  施工方法 （工业化和标准化）  世界各地港口大发展 4. 现代港口工程（ 20世纪中叶至今）  该时期内世界第一大港的变迁  改革开放以来中国经济取得长足进展，港口工程也得到发展 日本的横滨港 荷兰的鹿特丹港 二战后经济的发展 (1962-1986) 欧洲经济一体化 (1986-2005) 中国的上海港 中国的崛起 (2005至今 ) 2008-2011世界亿吨港口概况 单位：亿吨 横滨港全景 鹿特丹港全景 上海港全景 上海洋山深水港 用途 （商港、军港、渔港、工业港和避风港） 地理位置 （海港、河港、湖港与水库港） 国家政策 （国内港、国际港和自由港） 成因 （天然港、人工港） 港口水域寒冷季节是否冻结 （冻港、不冻港） 是否修建船闸 （闭口港、开口港） 1.港口的分类 10.2 港口的分类及组成 港口分类（按用途分） 商港 —— 上海港 军港 —— 旅顺港 渔港 —— 沈家门渔港（世界三大渔港之一） 工业港 —— 深圳蛇口港 避风港 海港 —— 青岛前湾新港 港口分类（按地理位置分） 河港 —— 重庆朝天门港 湖港 —— 大理洱海湖港 水域 （进港航道、港池和锚地） 陆域 （码头、港口仓库及堆场、铁路及道路、装卸及运输机械、其他辅助设施及生活设施等） 2.港口的组成 港内锚地 港内锚地 陆域 防波堤 进港航道 水域 大连港口的组成 港池 码头 10.3 港口工程建设 1.概述 主要包括的工作 客货运量的调查和预测 港址的选择 船型及其运输组织形式的确定 岸线使用的分配 装卸工艺的确定 泊位数和库场面积等的确定 高程设计 工程项目的总体布置 推荐科学的管理机构和合理的人员编制 施工方案的确定 工程建设的三个阶段： 规划、设计、施工 规划的内容： 港口在一定时期的具体规划，包括港口的水域和陆域的范围、港区划分、吞吐量和到港船型、港口的性质和功能、水域和陆域使用、港口设施建设、岸线使用、建设用地配置以及分期建设序列等内容 。

两个阶段 选址可行性研究 工程可行性研究 2.港口的规划 港口吞吐量的预估是港口规划的核心 港口吞吐量 (货物吞吐量 )： 一年间经水运输出、输入港区并经过装卸作业的货物总量，单位为吨 港口吞吐量按大类可分为 货物吞吐量 和 旅客吞吐量 船舶的性能、尺度及发展趋势也是港口规划设计的主要依据 港址的选择： 是港口设计的先决条件 确定港址的主要依据： 港口经济腹地范围，交通、工农业生产和矿藏情况，货种、货流和货运量情况 技术基础： 自然条件 连云港对天然岛屿的利用 岛屿的防波作用，减少防波堤的建设 湛江港对天然岛屿的利用 湛江港水深及天然条件良好，可不设防波堤 南三岛 东海岛 特呈岛 工程可行性研究： 从各个侧面研究规划实现的可能性，把港口的长期发展规划和近期实施方案联系起来 通过进一步的调查研究和必要的钻探、测量等工作，进行技术经济论证，分析判断建设项目的 技术可行性 和 经济合理性 通过比较研究，找到投资少、建设工期短、成本低、利润大、综合效益最好的方案 3.港口的设计和施工 设计： 在规划基础上进行港口建设的具体设想和计划 设计的两个阶段： 初步设计和施工设计 重要工程增加技术设计 施工： 设计的实施 水上工程量大、质量要求高、施工周期短 尽可能采取装配化程度高、施工速度快的施工方案，尽量缩短水上作业的时间 主要功能： 为港口提供掩护条件，阻止波浪和漂沙进入港内，保持港内水面的平稳和所需要的水深，兼有防沙、防冰的作用。

按平面布置分类： 单突堤、双突堤、岛堤、混合堤 1. 防波堤 10.4 港口水工建筑物 单突堤 双突堤 岛堤 混合堤  按构造形式及对波浪的影响分类： (a) 斜坡式 (b) 直立式 (c) 混合式 (d) 透空式 (e) 浮式 (f) 喷气消波设备 (g) 喷水消波设备  码头是供船舶停靠、货物装卸和旅客上下用的水工建筑物  按平面轮廓分类 ： 顺岸式 突堤式 墩式 岛式（外海开敞式） 系船浮筒 2. 码头 顺岸码头的布置形式 突堤与顺岸结合部位的布置 突堤码头 顺岸码头 岛式码头 岛式原油码头结构形式 按前沿断面外形分： 直立式 斜坡式 半直立式 半斜坡式 直立式码头 斜坡式码头 按结构形式分类： 重力式（ a） 板桩式（ b） 高桩式（ c） 混合式（ d、 e） 重力式码头 高桩码头 高桩码头 用于防护海岸或河岸免遭波浪或水流的冲刷 护岸方法： 直接护岸： 利用 护坡 和 护岸墙 等加固天然岸边，抵抗侵蚀 间接护案： 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。

3. 护岸建筑 直接护岸 -护坡 干砌块石护坡 砌浆块石护坡 直接护岸 -护岸墙 直面式护岸墙 斜坡和护岸墙混合 凹曲式护岸墙 护岸墙断面 间接护岸 潜堤促淤 10.5 港口工程与人类生存的关系 1. 港口工程与资源 岸线的合理使用 建材的合理使用：坚持资源可持续发展思想，资源的循环和回收利用 2. 港口工程与环境 疏浚 建筑物 船舶排出物 货物泄露 滨水工业 港口建设 动迁 灰尘 人为灾害（火灾、爆炸） 石油化工产品等易燃易爆物的工业港口需认真规划，完善其防灾避难能力 自然灾害（地震、风暴潮） 处于地震高烈度地区的港口，如渤海湾，东南沿海地区港口，需加强港口抗震能力 3. 港口工程与灾害 哈利法克斯大爆炸 天津新港码头震害 2011年东日本大地震中海啸造成防波堤毁坏 10.6 港口工程的展望 港口工程的发展趋势 基础设施的深水化和大型化 港口功能的多样化 管理信息化 。