海洋工程设计手册 海上施工分册PDF电子书下载

第0章 引言 1

0.1概述 2

0.2地理 4

0.3生态环境 5

0.4法定管辖 6

0.5离岸施工的各方关系与次序 7

0.6典型的海洋结构物及其合约 11

0.7设计与施工的相互影响 15

第1章 海洋和离岸施工的物理环境因素 17

1.1概述 18

1.2距离与深度 18

1.3静水压与浮力 19

1.4温度 20

1.5海水和海洋-大气的界面化学 22

1.5.1海洋生物 22

1.6海流 24

1.7波浪和涌浪 29

1.8风和风暴 37

1.9潮汐和风暴潮 40

1.10雨、雪、雾、浪花、大气结冰和闪电 42

1.11海冰和冰山 44

1.12地震活动、海震和海啸 49

1.13洪水 51

1.14冲刷 51

1.15 淤积和推移质 52

1.16怠工和恐怖行为 53

1.17船舶交通 53

1.18火灾和烟气 54

1.19意外事件 54

1.20全球变暖 55

第2章 岩土因素：海底土和海积土 57

2.1概述 58

2.2密实沙 61

2.3土的液化 62

2.4石灰质沙 62

2.5海底的冰碛物和砾石 63

2.6超固结淤泥 64

2.7海底永久冻土和笼形包合物 65

2.8北极松软淤泥和黏土 65

2.9冰蚀和冰举丘 66

2.10甲烷气体 67

2.11泥浆和黏土 67

2.11.1水下黏土斜坡 68

2.11.2打桩时黏土的“再固结” 69

2.11.3短期承载强度 69

2.11.4疏浚 69

2.11.5取样 70

2.11.6贯入 70

2.11.7黏土的固结；强度的提高 70

2.12珊瑚及类似生物成因的泥土：胶结土、冠岩 71

2.13非胶结沙 72

2.14水下沙丘（“巨型沙丘”） 74

2.15基岩露头 75

2.16卵石 76

2.17深海砾石沉积 76

2.18海底软泥 77

2.19海底不稳定性和滑动；浊流 77

2.20冲刷和侵蚀 78

2.21总结 79

第3章 海上施工的生态和社会影响 81

3.1概述 82

3.2油类和石油产品 82

3.3有毒化学品 84

3.4受污染的土 84

3.5施工废弃物 85

3.6水体混浊 85

3.7沉积物运移、冲刷和腐蚀 86

3.8空气污染 87

3.9海洋生物：哺乳动物和鸟类、鱼类及其他生物群 87

3.10蓄水层 89

3.11噪声 89

3.12高速公路、铁路、驳船和空中交通 90

3.13现有结构物的保护 91

3.14液化作用 93

3.15公众安全和第三方船舶 93

3.16考古问题 94

第4章 海上结构物的材料和制造 96

4.1概述 97

4.2海洋环境中的钢结构物 97

4.2.1钢材料 98

4.2.2制造与焊接 99

4.2.3结构钢装配 104

4.2.4涂层与钢结构的腐蚀防护 108

4.2.5高性能钢 111

4.3结构混凝土 111

4.3.1概述 111

4.3.2混凝土拌和料与性能 112

4.3.3混凝土的输送和浇筑 120

4.3.4养护 121

4.3.5钢筋 121

4.3.6预应力钢筋束和附件 126

4.3.7预埋件 129

4.3.8用于海上结构物混凝土的涂料 130

4.3.9施工缝 131

4.3.10模板成型和支架 132

4.3.11允差 134

4.4钢-混凝土混合结构 134

4.4.1混合结构 134

4.4.2复合结构 135

4.5塑料、合成材料、合成物 137

4.6钛材料 140

4.7石料、沙料和柏油-沥青材料 141

第5章 海洋和离岸施工设备 144

5.1概述 145

5.2航道中的基本运动 146

5.3浮力、吃水和干舷 148

5.4稳性 149

5.5破损控制 153

5.6驳船 156

5.7起重船 161

5.8离岸浮吊（全回转式） 166

5.9半潜式驳船 169

5.10自升式施工驳船 173

5.11下水驳船 177

5.12双体驳船 179

5.13挖泥船 181

5.14铺管船 187

5.15供给船 191

5.16布锚艇 192

5.17拖船 192

5.18钻探船 194

5.19交通艇 195

5.20浮式混凝土搅拌船 195

5.21塔式起重机 196

5.22特种设备 197

第6章 海洋作业 199

6.1拖带 200

6.2系泊索具和锚 209

6.2.1系泊缆 209

6.2.2锚 210

6.2.3系泊系统 216

6.3海上重载搬运 224

6.3.1概述 224

6.4海上人员运输 234

6.5水下干预、潜水、水下作业系统、遥控机器人和机械手 237

6.5.1潜水 237

6.5.2遥控机器人 245

6.5.3机械手 247

6.6水下混凝土灌注和灌浆 248

6.6.1概述 248

6.6.2水下混凝土拌和料 248

6.6.3导管灌注水下混凝土的浇筑 250

6.6.4水下灌注用特殊外加剂 255

6.6.5预填骨料灌浆法 258

6.6.6泵送混凝土和沙浆 259

6.6.7基底水泥浆 260

6.6.8可以将力从桩传递到套管和导管架腿柱的水泥浆 261

6.6.9低强度水下混凝土 262

6.6.10小结 262

6.7近海测量、导航和海底测量 263

6.8临时增加浮力 270

第7章 海底整治和改善 273

7.1概述 274

7.2坡度和位置的控制 276

7.2.1现存条件的确定 276

7.3海底清淤、障碍物清除和整平 277

7.4坚硬物质和岩石的挖掘与清除 287

7.5水下填筑 292

7.6软土的固结与加强 299

7.7防液化 302

7.8防冲刷 303

7.9结语 308

第8章 海洋和离岸结构沉桩 310

8.1概述 311

8.2钢管桩的制造 315

8.3桩的运输 317

8.4桩的安装施工 319

8.5增加贯入深度的方法 344

8.6植入桩 348

8.7锚固于岩石或硬质地层 349

8.8高承载力桩测试 350

8.9工字钢桩 351

8.10增强桩的刚度和承载力 352

8.11预应力混凝土圆柱桩 352

8.12海上中转码头的桩的搬运和定位 356

8.13钻孔灌浆桩 358

8.14引孔沉管灌注桩、钻孔竖井 365

8.15其他安装施工经验 376

8.16难处理土层中的沉桩 377

8.17改进打入桩承载力的其他方法 378

8.18地下连续墙、割排桩墙和切排桩壁 380

8.19钢板桩 381

8.20振动锤 383

8.21微型桩 383

第9章 港口、河流和河口结构物 386

9.1概述 387

9.2港口结构物 387

9.2.1类型 387

9.2.2桩承结构物 387

9.2.3驳岸、码头岸墙 397

9.3河流结构物 402

9.3.1说明 402

9.3.2板桩格形结构物 403

9.3.3“吊放安装”预浇混凝土壳体——“湿式”施工 407

9.3.4浮动安装混凝土结构物 409

9.4水上桥墩的基础 416

9.4.1概述 416

9.4.2开口沉箱 417

9.4.3气压沉箱 419

9.4.4重力基座沉箱（箱形沉箱） 420

9.4.5桩承箱形沉箱 433

9.4.6大直径管桩 436

9.4.7桩与基础座（桩冒）的连接 448

9.4.8引孔沉管灌注钻孔竖井（桩） 448

9.4.9围堰 449

9.4.10桥墩的保护性结构物 457

9.4.11扩底墩 459

9.5水下预制隧道（管） 460

9.5.1说明 460

9.5.2钢-混凝土复合式隧道管片的预制 461

9.5.3全混凝土管片的预制 462

9.5.4槽沟施工 464

9.5.5管片安装 465

9.5.6底填和回填 466

9.5.7入口连接 467

9.5.8桩承隧道 467

9.5.9水下悬浮隧道 467

9.6风暴潮挡闸 468

9.6.1说明 468

9.6.2“威尼斯”风暴潮挡闸 469

9.6.3“东斯海尔德”风暴潮挡闸 471

9.7水流控制结构物 479

9.7.1说明 479

9.7.2温度控制装置 479

第10章 海岸结构物 481

10.1概述 482

10.2海水出水口与入水口 482

10.3防波堤 492

10.3.1概述 492

10.3.2抛石防波堤 493

10.3.3沉箱式防波堤和沉箱式人工岛 499

10.3.4板桩格形防波堤 500

10.4海上中转码头 502

第11章 离岸平台：钢导管架和钉桩 520

11.1概述 521

11.2钢导管架建造 523

11.3装载、绑扎和运输 524

11.4从运输驳船上搬动钢导管架；吊起；下水 534

11.5导管架扶正 544

11.6海底安装 548

11.7桩和导管的安装 551

11.8甲板安装 554

11.9实例 557

11.9.1实例1——本州平台 557

11.9.2实例2——科纳克平台 561

11.9.3实例3——赛尔维扎平台 570

第12章 混凝土离岸平台：重力基座结构物 574

12.1概述 575

12.2各施工阶段 583

12.2.1阶段1——施工坞 583

12.2.2阶段2——筏基施工 584

12.2.3阶段3——驳出 588

12.2.4阶段4——深水施工位置的系泊 589

12.2.5阶段5——深水位置处的施工 590

12.2.6阶段6——竖井的施工 600

12.2.7阶段7——拖带至深水配合位置 605

12.2.8阶段8——甲板结构物的施工 606

12.2.9阶段9——甲板的运输 608

12.2.10阶段10——为甲板配合而将下部结构沉入水中 609

12.2.11阶段11——甲板配合 611

12.2.12阶段12——连接 614

12.2.13阶段13——拖带至安装施工位置 615

12.2.14阶段14——现场安装施工 620

12.2.15阶段15——导管的安装施工 626

12.3施工的替代概念 627

12.4底基层施工 632

12.5平台重新安置 633

12.6混凝土-钢混合平台 633

第13章 永久性浮式结构物 636

13.1概述 637

13.2混凝土浮式结构物的预制 641

13.3混凝土性能对浮式结构物的特殊重要性 645

13.4施工建造和下水 647

13.5浮式混凝土桥梁 650

13.6浮式隧道 651

13.7半潜平台 651

13.8驳船 652

13.9浮式飞机场 654

13.10永久性浮式服务结构物 655

13.11小游艇船坞 656

13.12大型船舶停泊码头 657

13.13浮式防波堤 657

13.14水上拼装 658

第14章 海洋和离岸施工技术的其他应用 661

14.1概述 662

14.2单点系泊 663

14.3铰接柱 676

14.4海底基盘 679

14.5水下储油船 683

14.6拖缆布置、系泊浮标和海底部署 685

14.7海洋热能转换 686

14.8低温液化天然气和液化石油气的离岸进出口中转码头 689

14.8.1概述 689

14.9海上风电基础 693

14.10波浪发电结构物 694

14.11潮汐发电站 694

14.12屏障墙 695

14.13防波堤 696

第15章 海底管线的铺设 698

15.1概述 699

15.2常规S形铺管船 703

15.3底拖法 722

15.4卷筒式铺管船 731

15.5水面浮标 733

15.6受控式水下漂浮（受控式海面漂浮） 734

15.7受控式底拖曳 735

15.8平台的J形管法 737

15.9驳船J形铺管 738

15.10带可折叠浮标的S形铺管法 739

15.11束管 739

15.12定向钻孔（水平钻孔） 740

15.13冰下铺管 740

15.14管线的保护：掩埋和覆盖岩石 741

15.15 管线的支撑 750

15.16液化天然气和液化石油气的低温管线 751

第16章 塑料及复合管线和电缆 752

16.1复合材料和塑料制海底管线 753

16.1.1高密度聚乙烯管线 753

16.1.2纤维增强玻璃管 756

16.1.3复合柔性管线和立管 756

16.2电缆铺设 757

第17章 组块施工 760

17.1概述 761

17.2模块装配 761

17.3连接 764

17.4全甲板的巨型模块和运输 767

17.5浮托甲板结构物 768

17.5.1运送和安装施工 768

17.5.2 Hi-Deck法 769

17.5.3法国“智能”系统 770

17.5.4万都平台 771

17.5.5其他方式 771

第18章 海洋结构物的修复 773

18.1概述 774

18.2修复的管理原则 775

18.3钢结构物的修复 776

18.4锈蚀钢质构件的修复 780

18.5混凝土结构物的修复 781

18.6基础的修复 787

18.7火灾破损 789

18.8管线修复 789

第19章 加固现有结构物 793

19.1概述 794

19.2离岸平台、中转码头、构件和配件的加固 794

19.3增加现有桩的轴向承载力 797

19.4利用土-结构物的相互作用提高桩和结构物的横向承载力 801

19.5安装穿透混凝土壁的管道 803

19.6抗震改进 805

第20章 拆除和救捞 808

20.1离岸平台的拆除 809

20.2带桩结构物（中转码头、栈桥、浅水平台）的拆除 810

20.3桩承钢质平台的拆除 812

20.4混凝土重力基座离岸平台的拆除 817

20.5救助技术的新发展 819

20.6港口结构物的拆除 819

20.7沿岸结构物的拆除 820

第21章 可施工性 822

21.1概述 823

21.2离岸结构物的各施工阶段 824

21.3可施工性原理 828

21.4建造的设施和方法 829

21.5下水 830

21.5.1下水驳船 830

21.5.2运输提升 831

21.5.3干船坞内的施工 831

21.5.4港池施工 832

21.5.5从船台或下水驳船中下水 832

21.5.6压沙 834

21.5.7滚动 835

21.5.8以千斤顶降低 835

21.5.9通过压舱法使驳船下水 835

21.6浮动装配和接合 837

21.7材料选择及程序 838

21.8施工程序 839

21.9通道 846

21.10公差 848

21.11测量控制 850

21.12质量控制和保证 851

21.13安全性 852

21.14施工控制：反馈和修正 853

21.15应变规划 855

21.16手册 856

21.17现场施工图 858

21.18风险和可靠性评价 859

第22章 深海施工 865

22.1概述 866

22.2对深海作业的思考及其现象 867

22.3深海施工技术 868

22.4用于深海的材料性能 870

22.5深海平台：顺应式结构物 877

22.5.1说明 877

22.5.2拉索塔 877

22.5.3 顺顺应式（柔性）塔 881

22.5.4铰接塔 884

22.6张力腿平台 885

22.7深水浮筒平台 887

22.8船形浮式生产储卸装置 888

22.9深海系泊 888

22.10深海海底的施工作业 893

22.11深海管道铺设 896

22.12海底完井 899

22.13深海桥墩 900

第23章 北极海洋结构物 905

23.1概述 906

23.2海冰和冰山 907

23.3大气条件 911

23.4北极海底和岩土工程 912

23.5海洋学 915

23.6生态因素 916

23.7物流与作业 917

23.8北极近海中的土方工程 919

23.9冰质结构物 924

23.10北极的钢质和混凝土结构物 926

23.10.1钢塔平台 926

23.10.2沉箱式人工岛 927

23.10.3浅水重力基座沉箱 928

23.10.4自升式结构物 929

23.10.5坐底式深水结构物 929

23.10.6浮式结构物 931

23.10.7油井保护器和海底基盘 933

23.11结构物在北极的部署 933

23.12现场安装 936

23.13冰情测量与冰层控制 947

23.14耐久性 949

23.15 可施工性 950

23.16管线施工 952

23.17北极动态 954

缩略语 956

参考文献 960

作者简介 963

主审简介 964

索引 965