江阴澄通港5万吨级新建码头工程设计说明书 毕业设计

江阴澄通港3万吨级新建码头工程杨雪（河海大学交通学院海洋学院江苏南京）摘要本设计为江阴澄通港5万吨级新建码头工程设计。内容包括四个部分，即码头设计工程中的资料分析、码头总平面布置、码头结构的初步设计及技术设计。本次设计需达到初步设计的要求，并对指定构件达到施工详图的要求。根据该码头的营运资料和自然条件，进行了码头的总平面布置，码头总长281米，桩台宽225米，设三条引桥，陆域面积25万平米左右。装卸工艺主要为门机，牵引平板车，叉车和轮胎吊。根据码头的用途及其上的作用，初步确定了码头结构的两种设计方案，第一种方案为传统的纵横梁不等高连接，面板搁置于纵梁的形式；第二种方案为纵横梁等高连接面板搁置于横梁的形式。经过比选确定第一种方案为推荐方案。根据第一方案进行了技术设计，并对面板进行了配筋计算。同时运用PJJS电算软件进行了横梁内力计算，并根据计算结果对施工期和使用期配筋及结构强度计算和裂缝开展宽度验算。设计成果包括计算书、说明书和三张大图（码头平面布置方案图、码头结构断面图、横梁配筋图）。NEWHARBORPROGRAMOFCHENGTONGHARBOROFJIANGYINYANGXUECOLLEGEOFTRAFFICANDOCEAN,HOHAIUNIVERSITY,NANJING,JIANGSU,CHINAABSTRACTTHISPROGRAMDESIGNINGISTHENEWHARBORPROGRAMOFJIANGYINTHEWHOLEMANUALCONSISTSOFFOURPARTS,WHICHAREANALYZINGTHEDATA,DISPOSINGTHECOLLECTIVITYOFTHENEWHARBOR,REDESIGNINGTHESTRUCTUREANDDESIGNINGTHECONCRETETECHNIQUEACCORDINGTOTHEMATERIALOFTHEWORKINGENVIRONMENTANDNATURALENVIRONMENT,IDISPOSETHECOLLECTIVITYOFTHENEWHARBORTHESIZEOFTHEHARBORIS281M225MITHASTHREEAPPROACHBRIDGESACCORDINGTOTHEUSEOFTHEHARBORANDTHEFORCEONIT,IDRAWOUTTWOSCHEMESAFTERCOMPARING,ICHOOSETHEFIRSTSCHEMEANDDESIGNEDCONSTRUCTIONALSTABILITYCALCULATIONANDALLKINDSOFINTERNALFORCEANDSTRENGTHCALCULATIONATLASTTHEASSIGNMENTCONSISTSOFTHECOMPUTATIONMANUAL,INSTRUCTIONMANUALANDTHREEPLANS目录1设计基本条件和依据111工程概况112设计依据113设计任务12营运资料121货运任务122船舶资料13港口自然条件231工程位置232气象条件2321气温2322降水2323风况2324雾况3325雷暴3326相对湿度333水文条件3331基准面3332潮汐3333水流4334波浪434可作业天数435河势演变分析5351河道概况5352河势分析主要结论536地质概况6361地层6362地质构造6363地形、地貌637岩土物理、力学性质638地震84材料供应及施工条件85总平面布置951总平面布置原则952码头设计尺度9521码头长度和码头宽度9522码头前沿高程和水深953陆域平面布置10531码头前沿作业地带10532引桥10533港口道路1054辅助生产和辅助生活建筑物1055装卸工艺10551装卸工艺和机械选型10552港口主要建设规模的确定10553装卸工艺流程及流程图126码头结构初步设计1361码头上作用的确定13611不变作用13612可变作用13613船舶荷载1362拟定码头结构方案一15621结构形式15622尺寸拟定及验算1563拟定码头结构方案二21631尺寸拟定及验算21632纵梁和横梁尺寸拟定及验算23633桩帽设计23634桩长计算2363码头结构方案比选2364码头后方桩台设计23641面板尺寸拟定及验算24642横梁尺寸拟定及验算25643桩力及桩长计算2665引桥设计26651面板尺寸拟定及验算26652横梁、桩帽及桩的设计277码头结构技术设计2771面板技术设计27711面板内力计算27712面板配筋计算28713叠合板抗剪验算29714支座处斜截面抗剪验算29715裂缝宽度验算3072横向排架技术设计30721内力计算说明30722内力计算32723横梁配筋计算32724斜截面承载力计算33725裂缝开展宽度验算341设计基本条件和依据11工程概况拟新建江阴澄通港5万吨级码头。码头拟建位置在长江下游福姜沙水道南岸，肖山与白屈港之间，距鹅鼻嘴37KM。12设计依据所用规范海港总平面设计规范JTJ21199海港水文规范JTJ21398港口工程荷载规范JTJ25198高桩码头设计与施工规范JTJ29198港口工程地基规范JTJ25098港口工程桩基规范JTJ25498港口工程混凝土设计规范JTJ2679813设计任务拟建中邦粮油仓储（江阴）有限公司5万吨级件杂货码头。本项设计的任务是对新建码头进行总平面布置，并进行结构方案设计及部分构件的技术设计。2营运资料21货运任务本工程货运量由业主提供、根据泊位性质及业主对码头的总体要求，货种及货运量组成如下件杂货48万吨年。22船舶资料从长江口整治规划看，一期工程完成后2000年底水深将达85M理论深度基面，2005年左右二期工程完工后，水深可达10M，最终的三期工程水深达125M。交通部长江航务管理局文件长航工11998783号“关于内河航道技术等级批复的通知”明确规定石洞口一南京的航道吨级为50000吨级。从临近相似的码头靠泊情况看，50000吨级的减载散货船在靠泊船舶数量中占有相当的比例，而70000吨级的减载船舶也经常靠泊作业。船型资料如下表22船舶载重吨总长型宽型深满载吃水DWTMMMM50000230321751273港口自然条件31工程位置拟建中邦粮油仓储江阴有限公司码头位于江阴市东北约7KM、处于江阴市滨江开发区中部，拟建码头工程位于长江右岸、江阴肖山一白屈港之间岸段。工程址陆路距南京200KM。距上海180KM，水路距南京港220KM、距上海吴淞口150KM。32气象条件本地区处于北亚热带向温带的过渡地带，并受到海洋性气候的调节作用，具有气候温和、四季分明、雨量充沛、霜期短且无冰冻等特征。依据江阴东门气象站19571980年气象资料统计，本地区各气象要素如下321气温历年最高气温3801959年7月10日历年最低气温1421977年1月31日多年平均气温152最热月平均气温278最冷月平均气温22322降水1降水量多年平均降水量10256MM最大年降水量13425MM1957年历年月最大降水量5054MM1974年7月历年日最大降水量1962MM1962年9月6日2降水日数日降水量01MM1238D日降水量10MM879D日降水量50MM498D日降水量100MM304D日降水量250MM101D3降雪年均降雪日数65D最大积雪深度22CM1984119323风况1风频、风速常风向及频率ESE、SSE向，频率各占10次常风向及频率ENE、SE向，频率各占9强风向偏SE向多年平均风速38MS实测最大风速200MS2大风日数风力7级风速138MS年平均15D，年最多49D风力8级风速170MS年平均84D，年最多26D324雾况影响本区的雾一般为晨雾，雾延时至上午8时后的雾次出现的频率相对较低，年内以秋、冬季912月份出现雾日频率相对较高。本区多年平均雾日数为296D。325雷暴多年平均雷暴日数309D326相对湿度多年平均相对湿度80。33水文条件331基准面本工程潮位均以吴淞基准面为起算面。332潮汐工程所处的扬中河段属感潮河段，其潮汐类型为非正规半日浅海潮，即在一个太阴日内有两次涨潮和两次落潮的过程。外海潮波在上溯过程中由于受长江径流的顶托和河床边界条件反射影响，潮波已发生较大变形，表现为潮波前坡变陡、后坡平缓，涨潮历时自下而上逐渐缩短、落潮历时则大大超过涨潮历时落潮历时约为涨潮历时253倍。工程河段潮汐高潮不等现象较为明显，低潮位应受径流控制而两潮相差不大。3321工程河段潮汐特征潮值工程河段潮位资料主要依据工程上游侧江阴肖山水文站资料年限19151937、19481998年实测潮位资料进行统计，工程河段潮汐特征值如下历年最高潮位722M1997年8月19日历年最低潮位080M1997年8月19日平均高潮位398M平均低潮位238M平均潮位319M最大潮差362M平均潮差164M3322设计潮位依据海港水文规范要求，设计高、低水位采用肖山水文站1967I976年共十年高、低潮位资料进行统计，极端高、低水位采用肖山站I9481998年共51年的年极值高低水位资料进行统计，工程河段设计潮位取值如下设计高水位504M高潮累积频率10潮位设计低水位168M低潮累积频率90潮位极端高水位718M50年一遇高潮位极端低水位074M50年一遇低潮位防汛水位725M100年一遇高水位333水流3331工程河段水流特征工程河段位于长江下游的感潮与潮流交界处，枯水期长期径流量小，水流一般为往复流型态。洪水期由于上游径流量较大，本河段水流有时为单向流、有时为双向流；工程河段水流运动形态主要受控于上游径流量的大小和河口潮汐的强弱。本河段落潮流为优势流，落潮流速及落潮流历时均大于涨潮流历时，落潮径流是影响本河段河床形态的主要动力因素。3332码头区流速、流向资料依据拟建码头区2000年12月27日1月4日大、中、小潮水文测验资料。1本次测验期间大通站流量在1530016500M3S，从流量量级来看，测验期流量较平水年枯水期的流量偏大。测验期工程区涨潮平均历时348，平均落潮历时834，最大潮差242M。2码头区流向特征下游侧35万吨级泊位区流态为往复流，涨潮流向一般在240260，落潮流向一般在6585范围摆动。上游侧300010000T级泊位区位于肖山矶头下游侧，由于受矶头的挑流作用，该段岸线在离设计岸堤120M以内存在较强的回流，其中在60M以内近岸流向始终为偏西向流，60120M之间流向旋转性较强；在离堤岸150M以外水流向与大江主流基本一致。该段大江主流涨潮潮流向一般在230260，落潮流向一般在6085。3码头区流速特征下游侧35万吨级泊位区实测分层最大涨潮流速076MS、最大落潮流速086MS，垂线平均最大涨潮流速为066MS、落潮流速为074MS。上游侧300010000T级泊位区在离堤180M以外主流水域，实测分层最大涨潮流速107MS，最大落潮流速117MS。垂线平均最大涨潮流速为077MS，最大落潮流速为092MS。本次测验期为长江枯水期，实测流速值不大，工程河段最大流速一般发生在长江洪水期。在设计洪峰流量下，工程河段最大落潮流速预计可达2025MS。334波浪工程河段波浪为风成浪，一般天气条件下无浪，在持续的吹拢风作用下码头区水域会形成一定波高。工程河段偏东北方位水域较开阔，在持续的偏北大风作用下，拟建港区前沿水域将有一定的波浪生成，按小风区波浪经验公式推算工程近岸段最大波高在15M左右。34可作业天数根据拟建泊位运营特点及作业标准要求分析，影响港区正常作业的不利自然条件因素主要分不利气象因素包括大风、雨、雾、雷暴、高温及严寒等天气条件，不利水文因素主要为波浪和异常高、低水位等的影响。按海港总平面设计规范要求，港区正常作业的标准如表34港区作业标准表34影响因素可作业标准风风速138MS降雨日降水量50MM雾航行要求能见度1000M作业要求能见度200M水位不出现异常高、低水位波浪海轮泊位H11010M驳船泊位H11006M依据江阴气象站19571980年气象资料，按港区作业标准要求统计各影响因素的超标过程次数，剔除其中同时出现的超标现象过程，得到本港区海轮泊位可正常作业天数为300D。35河势演变分析351河道概况拟建工程位于长江澄通河段上段右岸、江阴肖山白屈港之间岸段，其上接江阴水道、下连福姜沙水道；拟建工程岸段为单一河道江阴水道向分汊河道福姜沙汊道转变的过渡段。拟建工程上游江阴水道为单一微弯型河道，河道平面形态呈两头窄、中间宽；其进口受右岸天生港矶头导流岸壁的控制，河宽18KM。水流经天生港后，河道展宽，中间最宽处达44KM；江阴水道出口受鹅鼻嘴炮台圩节点的控制，河宽约15KM，该节点对上下游河势均起着有效的控制作用。江阴水道主深槽偏靠南岸一侧，河床最深处达25M，次深槽偏靠北岸侧，最深处在15M左右；江阴水道南岸土质结构密实、抗冲性较强，百余年来，经历了多次洪水考验，该水道长期维持基本稳定。江阴鹅鼻嘴至长山河段长约9KM，为单一河道江阴水道向分汉河道福姜沙汊道转变的过渡段；长江主流过鹅鼻嘴一炮台圩节点后，主流趋江中，付流沿南岸而下，江面逐渐展宽，河床抬高在鹅鼻嘴炮台圩节点江面宽约1400M，平均水深约31M，至长山断面处江面宽达4000M，平均水深约12M。本河段南岸有一系列山丘濒临长江边，其中黄山山体临江长达2000M，肖山山体临江750M，长山山体临江3000以上，由于有一系列山体依江而立，南岸河床边界稳定。长江水流经过长山断面后被福姜沙分为南、北两汊，北汉为主汊，长约11KM，河道顺直宽浅；南汊为支汊，长约16KM，河道弯曲窄深，弯曲率为144。近几十年来过渡段河床变化不大，福姜沙南、北汊分流比均较为稳定分流比在14。352河势分析主要结论1江阴水道由于进口段右岸上天生港导流岸壁和下游鹅鼻嘴炮台圩节点的有效控制作用，加上南岸土质坚实耐冲，抑制了河床的横向移动，因此今后江阴水道将继续维持长期稳定少变的河势格局。2江阴鹅鼻嘴长山段为单一河道向分汊型河道的过渡段，由于南岸有一系列山丘滨临长江，使南岸边界十分稳定；北岸因扩岸的实施，河床江岸基本稳定，所以过渡段将继续维持现状有利河势。3福姜沙汊道由于左汊河道顺直宽浅，导致左汊内深槽不断扩大、左移，经初步系统的整治抛石护岸后，基本上控制了崩塌，所以随着整治抛石护岸工程的继续实施，福姜沙左、右汊现状河势格局也不会改变。4拟建码头区位于江阴肖山白屈港之间，长江主流在码头区偏靠南岸一侧，且工程岸段江岸为肖山山麓、土质坚实耐冲，从平面、断面比较图可以看出码头区附近0M、5M、L0M河床等深线多年来稳定少变，河床岸坡亦相当稳定。5参照沿江类似工程分析认为，由于拟建工程岸段江面较宽阔，码头工程伸入江中距离亦较短，为80100M，在防洪水位时码头工程阻水面积仅占整个河床断面积的056，因此码头工程对长江河势、行洪基本上无影响。综上所述，上游江阴水道为长江下游近百年来相对稳定的河道，并将继续维持相对稳定。过渡段、福姜沙水道随着护岸工程建设的不断实施、亦趋稳定，现状有利河势条件为工程建设提供了前提条件。码头区河床冲淤变化较小，且水域条件较好。码头工程建设后对长江河势、行洪、航行基本无影响。因此从河势角度分析，码头工程建设是可行的。36地质概况361地层场地勘探深度内地层主要有1第四系全新统Q4ALPL为近代沉积的长江三角洲冲积层灰色、流塑状淤泥质粘土夹砂和灰至青灰色、松散至中密状粉、细砂层，局部夹角砾。2第四系更新统Q13ELDL褐色碎石层。3泥盆系上统五通组D3W灰白色石英岩。362地质构造场地位于新华夏系夏式构造体系中的和桥北涸断裂带北东向内，江阴复式背斜的北翼，复式背斜轴向5060，呈微向北突出的弧形，总长约50公里，宽约12公里，与褶皱面大致直交的北西向扭性、张扭性断裂较发育。363地形、地貌拟建码头所在地江阴位于长江三角洲冲积平原之上，附近有君山、黄山、肖山等弧丘突起，该处平原大都地势低平，拟建码头位居中山码头和白屈港之间，近代长江河谷地貌，长江的岸线自上游向下让肖山后，在场地内转而向北，在孔ZK18一L7一线以南形成长江高漫滩，高程在451541M之间吴淞基准面；长江河谷在场地的西部争肖山一带，地形陡峻，坡降大；沿岸有人工构筑的长江防洪大堤，堤面高程925M左右。场地附近的水深条件良好、航行槽宽、后方陆域宽广。37岩土物理、力学性质依据土的时代、成因、岩性和工程地质特征，将场地勘探深度内的地层划为16个工程地质亚层，分述如下粉质粘土Q4ALPL褐黄灰色，饱和，软一可塑。夹厚0510MM的粉砂层厚170375M，顶板标高000356M。340，186KNM3，E096，IP133，IL092，AL2；07MPA1，C17KPA，131，N28击。该层揭露于ZK18、ZK19、ZK20、ZK21、L4、L5孔，在场地内连续分布于长江漫滩之顶部，为软土之上的硬壳层。粘质粉土Q4ALPL灰色，饱和，松散。局部夹粉砂。厚205265M，顶板标高086069M，顶板埋深215335M，N35击，该层揭露于ZK18、ZK19孔，分布于场地内西部高漫滩的上部。1粉、细砂Q4ALPL灰色，饱和，松散。含云母碎片，局部夹淤泥。厚060430M，顶板标高7351300M，AC39，AM33，N24击。见于ZK7、ZK8、ZK14、ZK15、ZK16、ZK17孔，分布于场地东北之顶部，为长江河谷新近堆积之土层。2粉、细砂Q4ALPL灰色，饱和，松散。含云母碎片，局部夹淤泥。厚2801430M，顶板标高9951717M，AC39，AM33，N55击。见于ZK4、ZK5、ZK6、ZK7、ZK8、ZK13、ZK14、ZK15、ZK16、ZK17孔，分布于场地的中部和东部。淤泥质粉土夹粉砂Q4ALPL灰色，饱和，流塑。夹厚23MM的粉砂，个别钻孔的顶部相变为淤泥。厚0401335M，顶板标高2011734M，344，183KNM3，E099，IP105，IL097，AL2；050MPA1，C23KPA，108，N26击。该层在场区内连续分布，受江流冲刷，在ZK1和ZK4ZK6附近缺失，且顶板标高和厚度变化较大。V粉、细砂夹淤泥质粘土Q4ALPL灰青灰色，饱和，松散。含云母碎片，局部夹厚23MM的淤质粘土，厚2801000M，顶板标高6312667M，顶板埋深1701500M。AC39，N71击。粉、细砂中所夹的淤泥质粘土的物理、力学指标特征值为313，182KNM3，E094，IP81，IL082，AL2026MPA1，C54KPA，133。该层揭露于ZK2、ZK3、ZK4、ZK5、L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7孔，连续分布于场地的西北部、长江高漫滩地段。V1粉质粘土Q4ALPL青灰色，饱和，松散。厚120M，顶板标高2873M，顶板埋深1150M，该层仅揭露于ZK3孔，AC39，AM33。粉、细砂Q4ALPL灰青灰色，饱和，稍密。含云母碎片，局部夹淤泥质粘土，厚7102500M，顶板标高13112786M。顶板埋深1801920M。AC39，AM32，N122击。粉、细砂中所夹的淤泥质粘土的物理、力学指标特征值为293，182KNM3，E090，AL2022MPA1。该层揭露于ZK4、ZK6、ZK7、ZK8、ZK12、ZK13、ZK14、ZK15、ZK16、L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7孔，在场地河谷地区连续分布。粉、细砂Q4ALPL灰青灰色，饱和，中密。含云母碎片，局部夹淤泥质粘土，厚2751180M，顶板标高23404320M。顶板埋深15002260M。AC39，AM32，N155击。该层揭露于ZK5、ZK6、ZK7、ZK8、ZK14孔，分布于场地东北之顶部。粉、细砂夹淤泥质粘土Q4ALPL灰青灰色，饱和，稍密。含云母碎片，局部夹淤泥质粘土，厚4901150M，顶板标高25853899M。顶板埋深18502700M。AC40，AM35，N118击。该层揭露于ZK6、ZK15、ZK16孔，呈透镜体状分布于场地的中部。粉、细砂Q4ALPL灰青灰色，饱和，中密。含云母碎片，局部夹淤泥质粘土，厚280360M，顶板标高34303735M。顶板埋深250030M00M。AC40，AM33，N165击。该层揭露于ZK15、ZK16孔，呈透镜体状分布于场地的东部。角砾Q4ALPL锈黄色，饱和，密实。骨架颗粒呈棱角状，石英岩、石英砂岩质地，粒径1020MM，最大达40MM，其间充填以中、细砂，厚070075M。顶板埋深564一2559M。顶板埋深2351335M，N310击。该层揭露于ZK9、ZK10、ZK11孔，呈带状分布于场地西部，受地形的控制，该层顶、底板标高变化较大。粉质粘土Q4ALPL灰绿褐黄色，饱和，可塑。揭露厚度0101390M，顶板标高26002981M，顶板埋深25803300M。300，189KNM3，E088，IP162，IL051，AL2031MPA1。该层揭露于L2、L3、L4、L5、L7，分布于场地内高漫滩区。碎石Q13ELDL褐色，饱和，密实。骨架颗粒呈棱角状，石英砂岩质地，粒径1570MM，含量6070，其间充填以粘质粉土。厚050160M，顶板标高9142814M，N93击，顶板埋深0001590M。揭露于ZK1、ZK10、ZK11、ZK19孔，分布于场地西部基岩的上部。X强风化石英岩D3W褐红色，潮湿，坚硬，变晶结构，块状构造，风化裂隙和构造裂隙密集发育，岩芯呈碎石状。揭露厚度010257M，顶板标高6344810M，顶板埋深0503510M。N242击。该层仅在ZK20、ZK21、L5、L6、L7孔未揭露到。X弱风化石英岩D3W灰白色，潮湿，坚硬，变晶结构，块状构造，具三组闭合裂隙，相交呈网状，岩芯呈碎石、碎块状。揭露厚度030287M，顶板埋深7394429M。单轴饱和极限抗压强度RB1637MPA，软化系数K080。该层揭露于ZK1、ZK2、ZK3、ZK5、ZK6、ZK8、ZK9、ZK10、ZK17孔，在场地内连续分布，为场地内的基底岩层。38地震拟建码头所在区的基本地震烈度为六度，水工建筑物按六度设防。4材料供应及施工条件本工程位于长江下游的江阴市，该地区砂、石料十分丰富、质地良好；工程区陆域场地平整，紧邻港区的滨江大道及通港路与港外道路相连，水、陆交通十分方便；施工用电接自邗江县供电局；施工用水接自江阴市邗江滨江自来水有限公司；通信引自江阴电信局邗江电信分局，施工条件良好。5总平面布置51总平面布置原则该码头是河口港码头，平面布置与工艺设计按海港总平面设计规范有关规定确定。根据水文、地质、地形、货种、装卸工艺及施工条件等因素综合分析，该码头建设地区土质为软土地基，承载能力不强，且码头上荷载较大较复杂，再考虑到施工经验，故码头结构形式选用水流作用力小且适用于软弱地基的高桩码头，上部结构选用板梁式。为避免建港后引起的冲淤失衡，尽量少占用航道，尽量顺从水流方向,选用顺岸式。考虑到当地水位地形特征，减少挖方填方，宜用引桥接岸。52码头设计尺度521码头长度和码头宽度1）泊位长度和码头长度根据海港总平面设计规范436计算LBL2D280MLB码头泊位长度M；L设计船长M,取230米；D富裕长度M，取25米。综上，码头长度取281米，已有岸线长度可以满足。2）泊位宽度B2B64MB码头泊位宽度M；B设计船宽M，取32米。522码头前沿高程和水深1）码头前沿高程根据海港总平面设计规范表433规定有掩护水域的码头前沿高程计算水位超高按基本标准计算码头前沿高程设计水位（1015）604654M，取65米。2）码头前沿设计水深码头前沿设计水深1234DTZ15MD码头前沿设计水深MT设计船型满载吃水M，取127米；Z1龙骨下最小富裕M，取03米；Z2波浪富裕长度M，取为0；Z3船舶因配载不均匀而增加的船尾吃水M，取015；Z4备淤富裕深度M，取04。3）码头前沿水底高程码头前沿水底高程设计最低水位设计水深1187M天然水深可以满足要求。53陆域平面布置531码头前沿作业地带门机轨距105M,前轨距码头前沿25M,后轨距临时堆场15M,设置8M长的临时堆场，则码头前沿作业地带总宽度为。2510825M532引桥考虑到该泊位有三条装卸作业线，可以对应布置三条引桥，引桥道路是港内主干道，取道路宽度为12M，引桥长度分别为93M，103M，113M。533港口道路根据海港总平面设计规范确定港内道路参数港口主干道宽度12M次干道宽度9M支干道宽度4M港内道路最小圆曲率半径取8M，交叉路口内缘最小转弯半径取15M；道路边缘至流动机械距离45M；至堆货15M；至围墙10M；道路纵坡考虑排水要求取051。54辅助生产和辅助生活建筑物按海港总平面设计规范规定，生产生活辅助设施按表54取定表54综合办公室650M2加油站150M2侯工室370M2地磅房20M21座）材料供应站150M2门卫15M21座）修建队112M2厕所15M21座）55装卸工艺551装卸工艺和机械选型因为新建件杂货码头港区陆域面积宽广，对机械没有约束，故考虑到使用的灵活性、定位性、起重量及对货种适应性等选择门坐式起重机。考虑要装卸5万吨海轮,故选用25T门坐式起重机；水平运输采用一拖三挂牵引平板车；库场作业采用叉车和轮胎式起重机。考虑48万吨/年的设计吞吐能力，以及装卸天数、岸线长度、码头规范等因素，拟配置3台25吨门机，门机台时效率取为150吨/台时；昼夜装卸时间取24H,码头全年可作业天数为N300D，考虑有三条作业线设三条引桥即可满足使用要求。水平运输机械采用一拖三挂（各20吨）的牵引车为一组，每组拖挂车按载重15吨计,每组拖挂车来回一次需时T8MIN,每小时可来回至少6次，即拖挂车台时效率为90T/台时，所以每台门机配备两组牵引平板车即可。552港口主要建设规模的确定5521泊位通过能力根据海港总平面设计规范586计算DYTZFBDTGP190385TTK其中，PT一个泊位的年通过能力；TY泊位年营运天数，取300天；TZ装卸一艘设计船型所需的时间，（,P为门机的台时ZG50T12HP3效率）；TD昼夜小时数，取24小时；T昼夜非生产时间之和（H），取为3小时；TF船舶的装卸辅助作业、技术作业时间以及船舶靠离岸泊时间之和（H），取为7小时；G设计船型的实际载货量（T），取为50000吨；KB港口生产不平衡系数，查海港总平面设计规范表5871取为15。5522泊位数目根据海港总平面设计规范581计算，取为1。TQN032P其中，N泊位数；Q码头年作业量（T），取为48万吨；5523库场面积确定件杂货和库场总面积。取为19000M2。2KEA187MQ其中E为仓库/库场所需容量；Q为单位有效面积的货物堆存量,根据规范取平均值Q15T/M2KK为库场总面积利用率,据规范可取KK70。综合考虑实际地形及道路布置，布置两个堆场，长度为80M，宽度80M,总面积12800M2两个仓库，长度为80M，宽度40M,总面积6400M2，该库场面积可以满足装卸一艘5万吨级船舶的要求。预留二线堆场约15000M2。具体布置位置及面积见码头总平面布置图。5524装卸机械、装卸工人数及管理人员数的确定1）装卸机械数25T门坐式起重机3台牵引平板挂车6组，每组为一拖三挂，平板车装载量为20T；叉车6台；轮胎吊6台。2）装卸工人数A装卸工人数ZBRZZNN701KL（人）其中，NZ作业线数，取3；NB昼夜作业班次数，取3；NR每条作业线的配工人数，取5；KZL装卸工人轮休率，取2/7；KZZ装卸工人出勤率，取90。B辅助工人数取为7人。C机械司机数门坐式起重机21人；牵引平板挂车22人；叉车22人；轮胎吊42人。司机共107人，考虑出勤率后共需司机118人。D管理人员数取生产人数和司机人数的和的10，取65个。553装卸工艺流程及流程图码头装卸工艺流程图（进口）船门机牵引平板车叉车/轮胎吊仓库/堆场图5536码头结构初步设计61码头上作用的确定611不变作用码头上的不变作用为自重作用。612可变作用6121堆货荷载Q20KPA；6122施工荷载Q3KPA；6123流动机械作用牵引平板车。613船舶荷载6131风荷载作用在船舶上的计算风压力垂直于码头前沿线的横向分力和平行于码头前沿线的纵向分力按港口工程荷载规范1021规定52XWXWF73610AVYY49其中分别为作用在船舶上的计算风压力的横向和纵向分力；XW,分别为船体水面以上横向和纵向受风面积；YA,分别为设计风速的横向和纵向分量，均取为20M/SXV,风压不均匀折减系数，X取为064，Y取为10。（用半载获压载情况XWLOG02837LOGDWYWLOGA019628LOGDW计算）6132水流力水流与船舶纵轴平行或流向角01）水流对船舶作用产生的水流力船首横向分力和船尾横向分力2XSCSFCAVB169KNYMCC58其中，CXSC，CXMC分别为水流力船首横向分力系数和船尾横向分力系数，CXSX取为014，CXMC取为008；水的密度，海水取为1025T/M3V水流速度，取25M/S；B船舶吃水线以下的横向投影面积（M2）,取2290M2。2）水流对船舶作用产生的水流力的纵向分力2YCFCVS4896KN6313系缆力系缆力标准值N及其垂直于码头前沿线的横向分力、平行于码头前沿线的纵向分力XN和垂直于码头面的竖向分力，可按港口工程荷载规范1041计算YNZ其中分别为可能同时出现的风和水流对船舶作用产生的横向分力总和XYF,及纵向分力总和，K系船柱受力分布不均匀系数，取13；N计算船舶同时受力的系船柱的数目,取5；系船缆的水中投影与码头前沿线所成的夹角，取；30系船缆与水平面之间的夹角，取。11）情况一VX20M/S，VY0N150944KN2）情况二VX0，VY20M/SN105891KN故N150944KN。横向分力NXNSINCOS150944SIN30COS15729KN纵向分力NYNCOSCOS150944COS30COS15126267KN竖向分力NZNSIN150944SIN1539067KN系缆力水平集中力的横向分力在排架中的分配系数为0345，则分配后横向分力为25151KN。6314挤靠力此次设计不进行挤靠力的计算。6314撞击力可按港口工程荷载规范1062计算船舶靠岸时的有效撞击能量其中船舶靠岸时的有效撞击能量；0E有效动能系数，取075；M船舶质量（T）,按满载排水量计算，取60735T；船舶靠岸法向速度（M/S），查港口工程荷载规范表1064，取为NV009。由橡胶护舷性能毕业设计参考资料，可以采用DAA800H1000L标准型橡胶护舷三排，查表得E0185KJM时，反力约为550KN。直接由排架承受的撞击力为235KN。YXFKNSICOSCO2N184KJ62拟定码头结构方案一621结构形式该方案从整体上看是传统式断面结构即纵横梁采用不等高连接，横梁断面采用倒T形且采用现浇混凝土，纵梁搁置在横梁上，板搁置在纵梁上。考虑纵梁的构造要求，现浇混凝土横梁尚应考虑打桩偏位的影响。倒T形横梁的上横梁宽为50CM，高度为165CM；下横梁宽度为90CM，高度为60CM纵梁总高度为120CM,牛腿宽度为15CM面板采用预制板和现浇板叠合的形式。其中预制板厚度30CM，现浇板厚度15CM,采用15CM的磨耗层。轨道采用浇筑到纵梁中的形式。码头长281米，将码头沿纵向分为41段，采用悬臂式变形缝，其间距为66米，变形缝宽2CM，悬臂长15米，横向排架间距为7米，则每个分段内有9跨连续结构，最东边一个结构段内只有2跨连续结构。前方桩台宽145米，桩基采用等间距布置，桩距为525米，门机前轨道梁下为双直桩，门机后轨道梁下为双叉桩，中间纵梁下为单直桩。后方桩台宽8米。622尺寸拟定及验算以下符号在下面设计中通用A构件截面面积；ATE有效受拉混凝土截面面积A纵向受拉钢筋合力点至截面近边的距离；BB截面宽度BFT形梁截面翼缘宽度C20表示立方体强度标准值为20MPAC混凝土保护层厚度D钢筋直径EC混凝土弹性模量ES钢筋弹性模量E搁置长度FY钢筋的抗拉强度设计值FC混凝土轴心抗压强度设计值H载面高度H0截面有效高度HWT型梁截面腹板高度I截面惯性矩LN净跨L0计算跨度M弯矩设计值Q剪力设计值受拉区混凝土塑性影响系数D结构系数I荷载作用的分项系数配筋率6221面板尺寸拟定及验算拟定面板预制层厚30CM，现浇层厚15CM，磨耗层厚15CM。取跨度最大的一跨计算。面板计算简图如下（图中尺寸单位为MM）图6221（图中尺寸CM）1）计算跨度简支梁L0465M连续梁L0495M2）荷载计算永久作用（按简支板计算）钢筋砼250KN/M3砼240KN/M3板自重Q11125KPA砼垫层Q236KPA自重Q0Q1Q21485KPA跨中弯矩041永久2MLKNM8可变作用A使用期（按连续板弯矩系数法计算）堆货荷载Q120KPA跨中弯矩210QL6KM8堆货经计算可知，堆货荷载作用比流动机械荷载作用要大，故可变荷载取较大值堆货荷载6126KNM。B施工期（按简支板计算）施工荷载Q23KPA跨中弯矩201MQL8KNM施工3）面板厚度验算使用期65796K跨中永久堆货抗弯模量。采用C30混凝土，混凝土轴心抗拉强度标准值21WBH03FTK2000KN/M2。矩形截面塑性影响系数M15。所以，满足要求。FMTKK78M施工期425KN跨中永久施工抗弯模量。231WBH06所以，满足要求。FMTKK978M6222纵梁尺寸拟定及验算纵梁如图搁置在横梁上图62221）计算跨度简支梁L063M连续梁L07M2）各个纵梁分别进行荷载计算轨道梁轨道梁断面图如图62222所示A永久荷载（按简支板计算）由面板传递的荷载Q15192KN/M纵梁自重Q22231KN/M10MQL36827KNM8永久（B可变荷载图62222（CM）使用期（按连续板计算）门机荷载作用考虑门机最不利荷载位置，作用位置图如图62222（B）即一台门机作用于跨中位置，且门机臂位于位置2时。支腿A竖向荷载为1500KN。门机一腿6个轮子，轮压值为250KN。作用简图如图62222（C）图62222（C）M此时M门机16875KNM堆货荷载Q1775KN/M图62222（B）20L4769KN8堆货施工期因施工期荷载产生的弯矩较小，故不再进行施工期截面验算。截面尺寸验算07M19230KNM跨中永久可变抗弯模量。采用C30预应力混凝土，预加应力取8000KPA。231WBHM6所以，满足要求。FMTKK12中纵梁中纵梁断面图如图6222所示A永久荷载（按简支板计算）由面板传递的荷载Q17346KN/M纵梁自重Q21819KN/M10MQL457KNM8永久（B可变荷载使用期（按连续板计算）堆货荷载Q164313KN/M图6222CM210MQL643KNM8堆货截面尺寸验算M07948KNM跨中永久可变抗弯模量。采用C30预应力混凝土，预加应力取3000KPA。23WBH1856所以，满足要求。FMTKK2边纵梁边纵梁断面图如图6222所示（取靠近码头前沿线的边纵梁）C永久荷载（按简支板计算）由面板传递的荷载Q11519KN/M纵梁自重Q21322KN/M护轮坎Q315KN/M21230MQL489KNM8永久（D可变荷载图6222CM使用期（按连续板计算）堆货荷载Q119KN/M20L638K8堆货截面尺寸验算M072986KNM跨中永久可变抗弯模量。采用C30混凝土。231WBH6M所以，满足要求。FMTKK8126223横梁尺寸拟定横梁尺寸如图6223所示上横梁宽50CM，高165CM。下横梁宽90CM，高60CM。由于横梁断面尺寸较大，可满足一般承载要求，故不再进行验算。6234靠船构件靠船构件尺寸如图6234所示靠船构件自重P靠7568KN。作用点离码头前沿距离为038米。图6223CM图6234CM6235基桩桩力估算及桩长的确定各荷载作用示意图如下1）永久荷载作用示意图图62351M2）堆货荷载作用示意图图62352M3）门机荷载作用示意图图623534）系缆力作用示意图图623545）撞击力作用示意图图623556）桩力计算将桩基与横梁连接简化成铰接，桩力计算见下表表62356桩力KN荷载（KNN1N2N3N4N5永久荷载作用5286652866609854052240522堆货荷载作用367533675364847318593185929943299433156231562门机荷载作用80143801438447684476系缆力作用244339778撞击力作用219121913716611642611642616396893229132253159807159807166362262250219943荷载组合235065235065166533182058126369最大桩力2622517）桩长计算前方桩台采用50CM50CM预应力混凝土方桩根据港口工程桩基规范424，桩基宜选择中密或密实砂层,硬粘性土层,碎石类土或分化岩等良好土层作为桩基持力层。根据地质资料，第层为粉、细砂，中密，含云母碎片，局部夹淤泥质粘土，通过计算可将该层定为持力层。各土层特征如表62357表62357土层名称QFKPA深度（M桩长（M1粉、细砂37001002002粉、细砂4700550700粉细、砂630015001200粉、细砂夹淤泥质粘土73002400600粉、细砂98002900200单桩垂直极限承载力设计值DFIRR1QUQLA309KN265其中单桩垂直极限承载力设计值D单桩垂直承载力分项系数。当地质条件复杂或永久作用所占比重较大时,RR可取155。U桩身截面周长单桩极限桩端阻力标准值RQ桩身穿过第I层土的长度MIL单桩第I层土的极限侧摩阻力标准（KPA）FIQA桩身的截面面积桩顶标高41米，桩长432米。63拟定码头结构方案二方案二为部分预制式高桩码头，纵梁与横梁等高连接，面板四边搁置在纵梁和横梁上。纵梁与横梁都搁置在桩帽上，横梁为预制构件，与纵梁在桩帽处浇成整体。纵梁尺寸同方案一，也为预制；横梁采用矩形截面，预制高度为120CM,宽度为50CM。纵梁间距及横向排架间距均与第一方案相同。631尺寸拟定及验算6311面板尺寸拟定及验算面板四边支撑在纵梁和横梁上，以提高码头结构整体性。面板尺寸初步拟定为预制层20CM，现浇层15CM，磨耗层15CM。面板长65米，宽48米，长宽比为135，为双向板，故计算跨度LX465。面板简图如图6311图6311（CM）1）荷载计算永久作用（按简支板计算）钢筋砼250KN/M3砼240KN/M3；MX方向板自重Q1875KPA砼垫层Q236KPA自重Q0Q1Q21235KPA；查弯矩系数表得，MX方向系数为00732跨中弯矩20Q195永久弯矩系数XLKNMMY方向查弯矩系数表得，MY方向系数为0041427规定由叉桩和直桩支承的横梁一般可假定桩两端为铰接。在垂直荷载包括水平力对横梁中和轴产生的力矩作用下，横梁可按弹性支承连续梁计算，水平力由叉桩承受。本设计在计算弹性支承连续梁时采用五弯矩方程法,跨度L0L4,L2L3525M。用五弯矩方程式进行计算，并与用PJJS码头横向排架计算系统电算结果比较，经校核计算结果无误。使用期内力计算使用PJJS码头横向排架计算系统进行计算，并根据计算结果进行荷载组合，则使用期的最大桩力设计值为226808KNQD3039KN。故初步设计的桩长满足要求，桩长为432米。723横梁配筋计算配筋说明1）混凝土强度等级取C30，FC15MPA，由于施工期混凝土抗压强度未达到设计值，取其70，即FC105MPA。2）混凝土保护层厚度C取40MM3）正截面承载能力配筋，计算公式S；1；ASD20CMBHFS12C0YFBH4）钢筋为级钢筋，FY310MPAB1000MM5）最小配筋率按规定取为MIN156）B0，5447231施工期配筋计算（正弯矩配筋与使用期正弯矩配筋叠加后再进行选配）（见下页）表7231施工配筋计算表断面设计值MBH0SAS配筋AS实A757389005375027740332854527112553996B16153900537500592006109999C19572900537500717007451220032514731220899005375008090084513841325147328425900537500309003145137（断面1为A、B支座间横梁中间处断面，断面2为B、C支座间横梁中间处