港件杂货港区总平面布置与码头结构设计带CAD图
收藏
资源目录
压缩包内文档预览：(预览前20页/共85页)
编号：154503506
类型：共享资源
大小：11.40MB
格式：ZIP
上传时间：2021-10-15
上传人：好资料QQ****51605
认证信息
个人认证
孙**（实名认证）
江苏
IP属地：江苏
20
积分
- 关 键 词：
-
杂货
港区
平面布置
码头
结构设计
CAD
- 资源描述：
-
港件杂货港区总平面布置与码头结构设计带CAD图,杂货,港区,平面布置,码头,结构设计,CAD
- 内容简介：
-
天津港码头工程5000吨级件杂货码头设计第一章 总论1.1 港口基本情况港口是水陆联运的枢纽。港口水工建筑物是港口的主要组成部分，一般包括码头防波堤、护岸船台滑道和船坞。码头是供船舶停靠、装卸货物和上下旅客 的水工建筑物，它是港口的主要组成部分。建国初期，我国只有6个港口，泊位233个，其中万吨级泊位61个，年吞吐量1000多吨级。50多年来，我国水运工程建设始终得到党和国家的重视和关怀。1973年周恩来总理发出了“三年改变港口面貌的号召，使我国港口、航道的建设进入了一个新时期。党的十一届三中全会以来，党的改革开放政策极大的促进了港口建设的步伐，使我国沿海主要港口的大型化、机械化和专业化方面进入了世界水平。到1995年底，我国拥有深水泊位400多个，总吞吐量超过了7亿吨。50多年代来，依靠科技进步，水运交通基础设施的面貌产生了深刻变化。港口水工建筑物的结构型式也有了很大发展，由起初的短桩小跨、实体重型逐渐采用长桩大跨、空心轻型和预制安装结构；并取得了一系列重大科技成就和具有国际水平的创新成果：如大型格形钢板桩结构、大型预应力混凝土管桩结构和大圆筒的应用、爆炸法处理水下软基和夯实水下抛石基床、土工合成材料和粉煤灰在港口工程的应用、大型沉箱的防浪设计和预制出运等。随着我国自然条件较好的海湾和海岸逐步开发，今后建港将更多地处于各种复杂的条件下，或浪大流急，或海湾平缓，或地基土质松软。同时在适应新的装卸工艺、提高装卸效率、综合利用水资源等方面也对港口水工建筑物的建设提出了新的要求。港口水工建筑物主要分为设计和施工两个阶段，其中设计又可分为工程可靠性研究，初步设计和施工图设计三个程序。本设计主要对重力式码头进行设计，其内容包括：作用及其效应组合的的确定、结构选型、结构布置与构造、建筑物的稳定及结构强度计算等。水运系统自70年代初开始应用计算至今，已有初期的编制和应用单一功能、单一结构的数值计算程序，发展到能研制建立软件包、计算机辅助设计系统、计算机模拟实验和计算机自动控制系统。目前对港口水工建筑物中采用各种计算假定、各种计算方法、各种结构型式的梁、板、排价差不多都有一些应用程序提供服务。三维问题的计算，程序的集成化、智能化，结构与介质的相互作用等问题的研究和应用正在进一步发展。过去由于计算机条件的限制而不得不采用各种简化，现在可采用较精确的方法。我国的水运工程系统的计算机应用水平总体上还不高，优化设计、工程数据库和规范库的建立还有待进一步开发。要加快步伐赶上国际水平。港口水工建筑物是港口工程的 一项主体工程。本设计的目的是：掌握港口水工建筑物计算的基本原理和构造知识，为今 后从事港口水工建筑物的设计工作打下牢固的基础。本设计需用其他课程（如土力学、水力学、水文学、建筑材料、材料力学、结构力学、钢筋混凝土结构和工程施工规范等课程）的有关知识；对港口水工建筑物的经济性、安全性、使用要求和施工条件等方面进行综合考虑，并通过实践来对计算整理编写设计书、绘制施工图纸。1.2 主要设计结论 本设计的主要内容有资料分析、总平面布置、装卸工艺、码头结构方案拟定、设计概算、结构计算部分。总平面布置包括水域和陆域两部分的布置情况。水域设计部分包括进港航道，港池及码头前沿水深、回旋水域、锚地等的尺度和水深。陆域部分包括码头前沿线确定，泊位长度，断面宽，高（即码头顶面高程-港池底高程），码头坡度的尺度计算及泊位的布置顺序。泊位布置顺序应根据泊位性质（如共同使用机械）、后方布置（如共同使用堆场）、风向、铁路等因素综合评估设计。装卸工艺部分包括工艺流程设计，机械数量，主要经济技术指标。工艺流程设计根据泊位调整，工艺拟定做出多用途泊位的工艺流程设计。机械数量包括机械和人员数量。主要经济技术指标有设计年通过能力、泊位数目、库场面积、装卸工人及机械司机人数、劳动生产率、装卸一艘船所需时间等。由于从地质资料知地基条件较好，不易选择高桩，易选用重力式码头。方案设计部分对方块和扶壁两部分进行断面设计，抗滑抗倾稳定验算，对地基承载力验算，整体稳定验算。根据使用要求、自然条件、施工条件对两个方案进行比选。结构选型后对推荐方案进行内力计算并配筋。由于方块的整体稳定性不适用于大型码头，本设计推选扶壁为优选方案并进行内力计算和配筋。1.3 项目背景天津港腾运有限公司由于业务发展的需要，为解决原料及产品的运输问题，集团需配套建设专用的运输码头。拟建5000吨几件杂货码头泊位及水文航道、港口配套的堆场等设施。由于腾运有限公司主产变压器等，所以件杂货按钢铁计算。第二章 自然条件2.1 气象2.1.1气温年平均气温 12平均最高气温 16.1平均最低气温 8.70极端最高气温 39.9（1995年7月24日）极端最低气温 -18.3（1953年1月17日）冬季，12月平均气温-1.2，1月平均气温-4.3，2月平均气温-1.7。2.1.2风春秋季多偏南风，夏季多偏东风，冬季多北至西北风，最大风力78级，一般25级。常风向SW，频率9.9，次常风向SE，频率8.44，强风向NW，该风向67级风出现频率为0.29。台风很少进入渤海直接在天津沿海登陆，但亦有之。详见风玫瑰图。2.1.3降水年平均降水量 602.9 mm年最大降水量 1083.5 mm（出现于1964年） 年最小降水量 278.4 mm（出现于1968年） 日最大降水量 191.5 mm（出现于1975年）每年降水多集中在78月，占全年的62.8；每年410月份为主要降水月份，占全年95.1。据有关年降水资料统计各种雨量平均累计时间：小雨24.5d，中雨3d，大雨5d，合计32.5d。 2.1.4雾雾多出现在冬季，据有关资料统计，能见度小于1km的大雾平均为39 h，多发生在一月。考虑雾后恢复作业，每年取影响作业天数为2.5d。2.2 水文2.2.1潮位1、基准面换算关系 当地平均海平面 2.56m 大沽零点 1.00m 天津港理论最低潮面2、潮型本区潮汐性质为不正规半日潮，每日两潮，滞后45min，一般涨潮时间为5.5h，退潮时间为7h，一般潮差为23m，最大可达4m。3、潮位特征值历年最高高潮位 5.81m （1992年9月1日）历年最低低潮位 -1.08m （1957年12月18日）历年平均高潮位 3.77m历年平均低潮位 1.34m历年最大潮差 4.37m历年平均潮差 2.43m平均涨潮历时 5h27min平均落潮历时 7h05min4、设计水位设计高水位 4.30m设计低水位 0.50m极端高水位 5.88m极端低水位 -1.295、乘潮水位根据塘沽海洋站1990、1992、1995和1997年观测资料，全年乘潮水位和冬季乘潮水位分别见表2-1和表2-2：表2-1 全年乘潮水位 单位：m 乘潮延时70%75%80%85%90%1h3.493.433.363.263.142h3.393.323.263.163.043h3.243.183.123.012.894h3.053.002.932.822.71 表2-2 冬季（12月、1月、2月）乘潮水位表 单位：m乘潮延时70%75%80%85%90%1h3.323.263.193.052.912h3.233.153.082.942.813h3.093.012.942.822.684h2.912.842.762.632.502.2.2波浪表2-3 50年一遇波浪要素水位(m)泥面标高(m)重现期(a)浪向H1%(m)H4%(m)H5%(m)H13%(m)H(m)(s)L(m)5.88-250ENE3.923.433.342.901.968.1065.424.3050ENE3.242.832.762.401.638.1059.535.8850E4.013.513.432.982.027.6060.644.3050E3.473.052.982.611.797.6055.325.8850ESE4.123.613.523.062.097.6060.644.3050ESE(3.78)3.363.292.892.027.6055.325.8850SE3.302.862.782.391.585.8042.954.3050SE3.052.662.602.251.525.8039.835.8850SSE3.312.862.792.401.595.8042.954.3050SSE3.072.682.622.271.535.8039.835.8850S3.593.123.042.631.765.5740.624.3050S3.262.862.792.431.655.5737.795.8850SSW2.932.522.452.101.375.2437.234.3050SSW2.572.222.171.861.235.2434.835.8850SW3.222.782.712.321.546.1346.274.3050SW2.702.342.281.961.316.1342.725.8850WSW1.891.601.561.310.844.3728.084.350WSW1.631.391.351.140.734.3726.83水位(m)泥面标高(m)重现期(a)浪向H1%(m)H4%(m)H5%(m)H13%(m)H(m)(s)L(m)5.88-150ENE3.653.203.132.721.868.1061.814.3050ENE2.942.592.532.211.528.1055.205.8850E3.723.273.192.781.907.6057.394.3050E3.152.782.722.391.667.6051.385.8850ESE3.923.453.372.952.047.6057.394.3050ESE(3.18)(3.18)3.152.801.997.6051.385.8850SE3.152.732.662.301.545.8041.074.3050SE2.892.542.482.171.485.8037.365.8850SSE3.162.752.682.311.555.8041.074.3050SSE2.922.572.512.191.505.8037.365.8850S3.533.093.012.621.785.5738.924.3050S(3.18)2.822.762.431.695.5735.525.8850SSW2.842.462.392.051.365.2435.804.3050SSW2.482.152.101.811.225.2432.865.8850SW3.052.652.582.231.486.1344.134.3050SW2.532.202.151.861.256.1339.985.8850WSW1.801.531.481.250.804.3727.364.350WSW1.521.301.261.070.694.3725.65水位(m)泥面标高(m)重现期(a)浪向H1%(m)H4%(m)H5%(m)H13%(m)H(m)(s)L(m)5.88050ENE3.352.952.882.521.748.1057.774.3050ENE(2.58)2.312.261.991.398.1050.265.8850E3.433.022.962.591.797.6053.734.3050E(2.58)(2.58)(2.58)2.311.657.6046.865.8850ESE(3.53)3.303.232.852.007.6053.734.3050ESE(2.58)(2.58)(2.58)(2.58)2.007.6046.865.8850SE2.992.612.552.211.505.8038.844.3050SE(2.58)2.422.372.091.475.8034.415.8850SSE3.012.632.572.231.525.8038.844.3050SSE(2.58)2.452.402.121.495.8034.415.8850S3.352.952.882.521.745.5736.894.3050S(2.58)(2.58)(2.58)2.331.675.5732.785.8850SSW2.622.282.221.911.285.2434.054.3050SSW2.231.961.911.661.135.2430.425.8850SW2.712.362.301.991.336.1341.624.3050SW2.161.891.851.601.096.1336.725.8850WSW1.591.361.321.120.724.3726.384.350WSW1.301.111.080.920.594.3724.082.2.3海流本区基本为往复流型，涨潮主流向NW，落潮主流向SE，涨潮流速大于落潮流速，流速小于0.4m/s的累积频率为96.4%。2.2.4冰凌本区每年冰期一般在90110d左右（12月至翌年3月初），固定冰范围一般为0.10.5km，冰厚0.10.25m；流冰一般距岸1020km，流冰厚0.10.3m，流速0.3m/s左右。2.3 地形、地貌及工程泥沙2.3.1地形现有海岸为人工堤岸，大神堂至蛏头沽堤岸为石质，局部外加木桩。大神堂至涧河堤岸为土质。2.3.2海岸地貌汉沽区地处渤海湾沿岸滨海平原区，地势低平，坡度一般在0.31.6之间。海岸线长度约32km。区内仅有一条河流蓟运河，在区内的长度约26km，一般宽度为190300m，蓄水能力为0.5316亿m3，年均入海水量为5.9亿m3。汉沽海域位于渤海湾中部，东起涧河西侧至大神堂段为缓慢淤积段，滩面以粉沙、粘土质粉沙为主。滩面宽阔，达35005000m，坡度平缓，为0.581.13，年淤积厚度约为11.5cm。大神堂至蛏头沽段为冲刷型海岸，坡度为1.311.41，海岸年蚀退约1656m。天津市海岸带海岸类型为堆积型平原海岸，即典型的粉砂、淤泥质海岸。其特点是岸线平直，地貌类型比较简单，浅滩宽度平坦，岸滩变化动态十分活跃。一级海岸类型。汉沽区大神堂至南堡海岸属缓慢淤积型海岸。岸滩特征是，浅滩宽（35007000m），平缓（坡降0.411.41），分带现象不明显，龟裂发育；沉积物主要为粘土质粉砂、粉砂；滩面普遍淤积，岸滩大部向海延伸，滩面淤积速度211.5cm/年。在蛏头沽至大神堂岸段，海岸滩面宽度小（34003500m），坡度大（坡降1.131.41），冲刷带直抵岸堤，岸堤有冲刷淘蚀现象；沉积物以粘土质粉砂为主，在该岸段的水下岸坡冲淤变化是零未线普遍冲刷，零未等深线冲淤速度为1256cm/年，-2.0m线则淤积较快，-5.0m以外则淤积缓慢。2.4 地质条件2.4.1土层描述及分布特征本工程勘察区主要分布有五层，按力学性质可进一步划分为9个亚层，自上而下依次为：1、第四系全新统中组海相沉积层（Q42m）厚度16.0019.20m，底板标高-15.44-19.95m。该层从上而下可分为5个亚层。第一亚层，淤泥为主（力学分层号1）：位于场地顶面，厚度一般为0.401.00m。呈灰色，流塑状态为主，无层理，含贝壳、有机质、腐殖物，属高压缩性土。局部为流泥。第二亚层，粉质粘土为主（力学分层号2）：厚度一般为1.803.00m，1、2、3号孔附近厚度较大，达6.107.50m左右，呈灰色，流塑软塑状态，有层理，含蚌壳，属高压缩性土。局部顶部夹淤泥质土。第三亚层，粉土为主（力学分层号3）：厚度变化较大，一般为1.005.50m，呈灰色，稍密中密状态，局部呈密实状态，无层理，含蚌壳，属中压缩性土。夹粉质粘土透镜体。第四亚层，淤泥质粉质粘土为主（力学分层号4）：厚度变化较大，一般在6.00m左右，呈灰色，流塑状态，有层理，含蚌壳，属高压缩性土。该层土以粘性大淤泥质粉质粘土为主，局部为淤泥质粘土。第五亚层，粉质粘土为主（力学分层号5）：厚度一般为4.50m左右，呈灰色，流塑软塑状态，有层理，含蚌壳，属中等压缩性土。总体以粉质粘土为主，局部为粘土，夹中密密实状态粉土透镜体。2、第四系全新统下组沼泽相沉积层（Q41h）厚度一般为0.903.00m，顶板标高-15.44-19.95m。主要由粉质粘土（力学分层号）组成，局部为粘土，呈灰黑色浅灰色，可塑状态为主，无层理，一般顶部含较多腐殖物、有机质、属中压缩性土。局部夹粉土透镜体。3、第四系全新统下组陆相冲积层（Q41al）厚度一般为6.50m左右，顶板标高一般为-17.94-20.87m。主要由粉质粘土（力学分层号）组成，局部为粘土，呈灰黄色褐黄色，可塑状态，无层理，含铁质，局部含蚌壳及礓石，属中压缩性土。夹粉土及粉砂透镜体。4、第四系上更新统第五组陆相冲积层（Q3eal）厚度4.50m左右，顶板标高一般为-24.87-27.04m，主要由粉质粘土（力学分层号）组成，呈褐黄色，可塑状态，无层理，含铁质，属中压缩性土。局部分布粉土透镜体。5、第四系上更新统第四组海相沉积层（Q3dmc）本次勘察35.00m未穿透该层，揭示厚度5.00m左右，顶板标高一般为-29.71-30.96m，主要由粘土（力学分层号）组成，以灰色为主，局部呈黄灰色，软塑可塑状态，无层理，含少量贝壳，属中压缩性土，局部夹粉质粘土透镜体。2.4.2各土层的物理力学指标见表2-42.5 地震抗震设防烈度为8度，设计基本地震加速度值为0.2g。2.6 地理位置天津港是首都北京及天津市的海上门户，踞海河下游及入海口处，地处渤海西部海岸中心位置，距天津市区66公里，距北京市170余公里，同世界上160多个国家和地区的300多个港口有航运业务往来。第 85 页 共 85 页 表2-4岩土编号岩土名称天然含水量（%）质量密度g/cm3天然孔隙比e液限L(%)塑限p(%)塑性指数IP液性指数IL压缩系数压缩模量直剪快剪直剪固结快剪固结系数承载力容许值f（KPa）0.1-0.2（1/MPa）ES0.1-0.2(MPa)CV（10-3cm2/s）CH（10-3cm2/s）度CKPa度CKPaP=50P=100P=200P=400P=50P=100P=200P=4001淤泥57.51.641.63942.222.718.61.931.1272.357.74.512.15.50.540.780.961.210.400.470.650.81552粉质粘土31.01.900.86828.716.712.01.200.3565.3022.810.824.713.33.323.533.774.533.094.553.964.651003粉土27.11.940.75827.717.78.90.960.13812.9429.08.031.310.53.883.984.796.366.616.465.846.581004淤泥质粉质粘土41.41.801.15237.220.216.91.200.7492.9510.99.517.112.71.541.271.321.712.182.002.102.47855粉质粘土29.51.910.78933.118.813.80.760.2835.8120.810.322.213.83.263.003.384.063.462.823.183.62130粉质粘土31.41.900.86438.421.415.90.650.3225.1225.513.020.723.00.540.490.580.560.401.141.971.38140粉质粘土25.32.000.69429.817.312.30.610.2855.9819.913.225.817.45.745.436.176.165.055.024.945.22150粉质粘土28.21.940.79132.018.014.00.770.2946.4527.816.03.212.482.242.222.152.952.612.07180粘土37.51.851.04643.623.520.60.690.3155.49160第三章 货运量及船型3.1 货运量设计年吞吐量200万吨。3.2 设计船型表3-1 设计船型尺度表船型长（米）宽（米）型深（米）满载吃水（米）5000吨级件杂货船112179.27.0 第四章 港区主要建设规模的确定4.1 泊位数目的确定泊位数应根据码头年作业量、泊位性质和船型等因素按下式计算： (4-1)式中N泊位数；Q码头年作业量（t），指通过码头装卸的货物数量，包括船舶外挡作业的货物数量，根据设计吞吐量和操作过程而定；一个泊位的年通过能力。件杂货码头泊位年通过能力计算： (4-2) (4-3)式中码头年日历天数，取365天；设计船型的实际载货量（t），取4500t；装卸一艘设计船型所需的时间（h），； p设计船时效率（t/h），按年运量、货舱、船舶性能、设备能力、作业线数和管理等因素综合考虑，取180 t/h（2台360t/h）。昼夜小时数，取24h；昼夜非生产时间之和（h），包括工间休息、吃饭及交接班时间，应根据各港实际情况，故取4h；泊位利用率，取0.65；船舶的装卸辅助作业、技术作业时间以及船舶靠离泊时间之和（t），船舶的装卸辅助作业、技术作业时间指在泊位上不能同装卸作业同时进行的各项作业时间，取5h。取2个泊位。码头线长度计算：2L+3d式中 码头泊位长度（m）；L设计船长（m），112m；d富裕宽度（m），根据表41取14m。表41 富裕长度dLL(m)230dD(m)5810121518202225330码头线总长度：。4.2 仓库、堆场面积 4.2.1 件杂货仓库所需容量： (4-4)式中 仓库所需容量（t）；年货运量，；仓库不平衡系数，取1.20；货物最大入仓库百分比（%），取80%；仓库或堆场年营运天数，取360天； 货物在仓库或堆场的平均堆存天期（d）；取10天；堆场容积利用系数，对件杂货取1.0。4.2.2堆场总面积 件杂货堆场总面积可按下式计算 (4-5)式中 A堆场的总面积()； q单位或有效面积的货物堆存量()，取5.0； 堆场总面积利用率，为有效面积占总面积的百分比(%)，取80%。 设置四个100米长，宽35米的堆场。第五章 港区总平面设计5.1 总平面布置原则1.平面布置应以港口发展规划为基础，合理利用自然条件、远近结合和合理分区，并应留有综合开发的余地。各类码头的布置既应避免相互干扰，也应相对集中，以便于综合利用港口设施和集疏运系统。2.新建港区的布置应与原有港区相协调，并有利于原有港区的改造，同时应减少建设过程中对原有港区生产的干扰。3.港口平面布置，应力求各组成部分之间的协调配合，有利于安全生产和方便船舶及物流运转。4.平面设计应考虑方便施工，并根据建设条件，注意施工场地的安排。5.港口建设应考虑港口水域交通管理的必要设施，并应留有口岸检查和检验设施布置的适当位置。5.2 作业条件及标准风6级雨中雨以下，既25mm雾能见度1km5.2.1 船舶装卸作业标准根据海港总平面设计规范（JTJ211-99）4. 3. 12对不同载重吨的船舶、不同货种的码头，船舶装卸作业的允许波高和风力，不宜超过表4. 3.12中的数值。根据本设计情况：顺浪H4%0.8m横浪H4%0.6m5.2.2码头年作业天数经风、雨、雾、浪及重复天数的综合考虑，年码头作业天数为330天。5.3 码头前沿高程和设计水深5.3.1设计水位设计高水位 4.30m设计低水位 0.50m极端高水位 5.88m极端低水位 -1.29m5.3.2 码头前沿高程按有掩护港口码头前沿高程为设计高水位与超高值之和，应按下表的基本标准和复核标准分别计算，并取大值。表51 码头前沿高程基本标准复核标准计计算水位超 超高值（m）计计算水位超 超高值（m）设计高水位（高潮累积频率10%的潮位）1.01.5极端高水位（重现期为50年的年极限高水位）00.5基本标准：超高值取1.2m，4.30+1.2=5.5m；复核标准：超高值取0.12m，5.88+0.12=6.00m；故码头前沿高程为6.00m。5.3.3 码头前沿设计水深码头前沿设计水深，是指在设计低水位以下的保证设计船型在满载吃水情况下安全停靠的水深。其水深可按下式确定：DT+ (5-1)= (5-2)式中D码头前沿设计水深(m)；T设计船型满载吃水(m)，T=7.0m；龙骨下最小富裕深度(m)，=0.40m；波浪富裕深度(m) 当计算结果为负值时，取0m；系数，顺岸取0.3，横岸取0.5，0.3；码头前允许停泊的波高(m)，波列累计频率为4%的波高，根据当地波浪和港口条件确定，；船舶因配载不均匀而增加的船尾吃水值(m)，杂货船可不计；备淤富裕深度(m),根据回淤强度，维护控泥间隔期，及控泥设备的性能确定，不小于0.4m，取0.6m。，取；D=7.0+0.4+0+0.6=8.0m；码头前沿最低高程设计低水位D。5.4 码头前水域及港池的宽度及长度5.4.1 码头前水域制动水域取34倍的设计船长：（34）L=（34）L112m=400m回旋水域直径取两倍设计船长：2L=2112=224m码头前停泊水域取两倍设计船宽：2B=217=34m5.4.2 港池的宽度及长度宽度：2L=2112=224m长度：266 m连接水域取3倍设计船长：3L=3112=336m锚地：可分为港外和港内锚地,采用单锚系泊时,每个锚地所占水域为一圆面积，其半径可按下式计算：风力7级: R=L+4h+145 (5-4)式中 R单锚水域系泊半径(m)；L设计船长(m)；h锚地水深，取 h=8.0m。因为风力7级，所以R=112+38.0+90=236m.5.5 航道尺度与航道水深5.5.1 主要尺度进港航道：航道的宽度由航迹带宽度，船舶间富裕宽度和船舶与航道底边间的富裕宽度组成。双向航道：W=2A+b+2c (5-5)A=n(LSin+B) (5-6)式中 W 航道的有效宽度 (m) ； A航迹带宽度(m)； n船舶漂移倍数，取1.69倍； 风流压偏角，取； b船舶间富裕宽度(m)，取设计船宽B=17m；c船舶与航道底边间的富裕宽度，取0.75B。A=1.69（112Sin7+17）=51.80mW=251.80+17+212.75=146.1m航道水深分通航水深和设计水深：D0=T+Z0+Z1+Z2+Z3 (5-7)D= D0+Z4 (5-8)式中 D0航道通航水深； T0设计船型满载吃水(m)，T0 =7.0m；Z0船舶通航时船体的下沉值(m)，Z0=0.4m；Z1航行时龙骨下最小富裕深度(m)，Z1=0.3m；Z2波浪富裕深度(m)，Z2=0.3=0.30.68=0.204m；Z3船舶装载纵倾富裕深度(m)，杂货船和集装箱船可不计；D航道设计水深 (m)； Z4备淤富裕深度(m)，根据两次挖泥间的间隔期的淤积量确定，不宜小于0.4m，取0.6m。D0=7.0+0.4+0.3+0.204+0=7.904 mD= D0+0.6=7.904+0.6=8.504m5.5.2 助航设施 海港助航设施是帮助船舶进出港口安全航行的设施，是港口水域建设的主要组成部分。按其作用和功能，可利用灯光、形状、颜色、音响和无线电波等手段标示港口口门、进港航道、锚地、转头地、浅滩、岩礁和危险物的位置，使驾驶人员明确掌握船舶的现时方位，起到引导航路、保证航行安全和充分发挥其通航效能的必不可少的重要设施。本设计港口的助航设施包括： （1）灯塔，识别重要港口的位置，确认船舶航行方向和船位而设置的固定和浮动标志。 (2)标示航道、锚地和其他港口水域可航部分外廓线的灯浮和浮标。 (3)设置在防波堤头、突堤码头端部、系船墩桩和其他任何突出于可航水域中建筑物上的灯桩和立标。 （4）建在岸上或浅水处的导向标，用于引导船舶通过航道进出港服务。 （5）设在港口附近岛礁、危险物或危险区水域周围，为船舶避航服务的灯浮和浮标。 （6）灯船，灯船一般设在难于建立灯塔和设置浮标的重要水域附近，以指示船舶进出港口、避险、转向、标示航道人口和锚地等。5.6 锚地 锚地位置应选在靠近港口、天然水深适宜、海底平坦、锚抓力好、水域开阔、风、浪和水流较小，便于船舶进出航道，并远离礁石、浅滩以及具有良好定位条件的水域。必要时应进行扫海测量及底质取样等工作。本设计采用单锚系泊位。由资料可按7级风计算根据海港总平面设计规范JTJ-99 4.7.4，采用单锚系泊时，每个锚位所占水域为一圆面积，其半径可按下式计算： 风力7级时R=L十3h+90式中 R单锚水域系泊半径（m）；L设计船长（m）；H锚地水深（m），港外锚地水深不应小于设计船型满载吃水的1.2倍，取8.4m。港内锚地水深应与码头前沿设计水深相同为8.0m。外锚地半径R=L+3h+90=112+38.4+90=237.2m，取240m内锚地半径R=L+3h+90=112+38.0+90=237m，取240m5.7 码头前沿与堆场道路布置 5.7.1件杂货码头 （1） 码头前沿的布置原则及分类 件杂货码头的作业地带一般划分为三个部分： 前方作业地带。其范围是自码头前沿至一线库场，包括前沿通道及门机、货物接卸操作场（有时还包括临时堆场）以及库场前道路。其宽度按规范取出40-50m。 一线库场区。包括库场及铁路或公路装卸作业带。原则上一线库场的容量应能接卸相应泊位设计船型的载货量。库场长度一般取泊位长度20-30m(道路及引路占去的范围)在布置上应尽量与泊位相对应。一线库场的宽度通常为方便用户取40-60m。库场后铁路作业站台（或平台）的宽度，规范 建议取7m-9m。再加上铁路（公路）装卸线占用的宽度。即构成一线库场的总宽度。 （2） 码头前沿各部分尺寸的选取 门机轨道距取10.5m。门机外侧轨中心线距码头前沿距离取3m。内侧轨 中心线到前沿堆场边缘取3m.。 前方作业地带宽度（即码头前沿线到码头一线堆场边缘的距离）取50m。 前沿堆场，取23.5m。 码头前方道路宽度取10m。 5.7.2 堆场的布置堆场的宽度应根据堆场所选取的装卸机械确定。根据所选机械确定堆场的宽度为35 m。根据规范长度取100m。 5.7.3 堆场道路 主干道设计宽度为16m。在一线和二线库场之间设计一条主干道，顺岸方向布置，各堆场之间设计垂直于码头岸线的主干道，于顺岸方向的主干道形成十字路，供进出库场的装卸运输机械使用。具体布置见“总平面布置图”。第六章 装卸工艺6.1 设计原则 装卸工艺是进行装卸生产的基本工艺,是港口生产活动的基础.为了提高经济效益和社会效益的目标,设计出先进的技术,经济合理,安全可靠的装卸工艺流程,来完成一定的货物运量.因此装卸工艺设计必须遵守基本的原则和要求。 6.1.1 装卸工艺的先进性港口装卸工艺的先进性，主要表现在坚持港口装卸机械方向，年货物的吞吐量多，机械化程度高，并实现大宗货物装卸专业化，件杂货成组化，集装化，形成完善而成熟的港口装卸工艺系统。因此，在装卸工艺设计时要结合港口的实际，选择先进的装卸工艺。 6.1.2 装卸工艺的合理性（1）港口装卸工艺通用性和专业性的合理选择。（2）尽量简化装卸工艺流程。（3）合理的泊位利用率（4）具有堆存保管货物的能力 6.1.3装卸工艺的可靠性（1）构成装卸工艺的流程要少（2）组成工艺流程的装卸机械设备的可靠性要大（3）装卸机械的合理配置（4）装卸机械设置的合理性 6.1.4装卸工艺的安全性（1）安全质量的原则（2）环保的原则 6.1.5 装卸工艺的经济性6.2 一般规定(1)装卸工艺设计应进行方案的技术经济比较,满足加快车船周转，各环节生产能力相匹配和降低营运成本的要求。应积极采用先进科学技术和现代管理方法，保证作业安全、减少环境影响、降低能耗和改善劳动条件。(2)装卸机械设备应根据装卸工艺的要求选型，并综合考虑技术先进、经济合理、安全可靠、能耗低、污染少、维修简便等因素。设备可视运量增长分期配置。(3)装卸件杂货发展成组和集装化，装卸设备能力应相适应。(4)当货类单一、流向稳定、运量具有一定规模时，可按专业化码头设计。(5)必须在港口进行的计量、配料、保温、解冻、熏蒸、取制样和缝拆包等作业时，应在设计时一并考虑。(6)危险品码头的装卸工艺设计，应符合现行国家标准建筑设计防火规范（GBJ16）及国家现行标准的有关规定。(7)采用大型移动式装卸机械时，应设置检修和防风抗台装置。6.3 件杂货的装卸机械选型和工艺布置(1)装卸机械的选型应适应多种货物装卸作业的要求，在货种、包装形式和流量流向较稳定的情况下，可配置专用机械。(2)件杂货码头装卸船机械的选型应根据货物吞吐量、货种、船型和码头型式等因素确定，并注意发挥船机的作用。采用船机作业时，应满足船舶满载低水位装卸作业的要求；采用岸机作业时，宜考虑门座起重机或装卸桥，其吊臂的最大工作幅度至少应达到设计船型舱口的外侧。 (3)件杂货码头前沿不宜设铁路装卸线。(4)件杂货码头水平运输机械的选型，应根据运距、组关型式、货件重量等因素确定，通常情况下，运距在150m以内时宜采用叉车；运距较大时，宜采用拖挂车。(5)库场装卸作业机械的选型，应根据货种、组关型式、货件重量及堆放型式等因素确定，通常情况下宜采用流动机械。(6)件杂货码头前方作业地带的宽度，应根据装卸船机械、工艺布置及作业方式确定。采用轨道式起重机时，其宽度不宜小于50m，采用船机或流动机械时，其宽度不宜大于30m。 (7)采用轨道式起重机装卸船的件杂货码头，起重机海侧轨道中心线至码头前沿距离不应小于2m，采用固定式起重机装卸船的件杂货码头，固定式起重机械旋转中心至码头前沿线的距离应保证起重机旋转时不碰船体。(8)仓库与道路之间的引道长度，流动机械进出库时，可取4.5m，汽车进出库时，可取6.0m。(9)仓库的跨度和净高按库内作业机械类型和货物堆高确定，单层仓库的跨度不应小于18m，单层和多层仓库的底层净高不应小于6m，多层仓库的楼层净高不应小于5m。(10)仓库库门尺度应根据进出库作业机械的类型确定，通常情况下，净宽不应小于4.2m，净高不应小于5.0m。(11)铁路中心线至库墙边的距离，应根据作业方式及所选用的机械确定，采用叉车、牵引车作业时，宜取7.759.75m，采用轮胎式起重机作业时，可增大至11.75m。(12)仓库站台设置全遮式雨篷，雨篷支柱内侧至铁轨中心线和篷内净空高度应符合铁路建筑界限的有关规定。(13)当集装箱年运量不大，并需兼顾装卸件杂货时，码头的装卸工艺系统设计可按多用途码头要求考虑，必要时宜留有今后改造成集装箱码头的可能。6.4 主要设计参数泊位年吞吐量100万吨；泊位数2个；设计代表船型112179.27.0（米）；泊位年营运天数330天；库场营运天数330天；泊位利用率取60%；6.5 装卸工艺确定方案一6.5.1 装卸工艺流程图6-1 装卸工艺流程图6.5.2 主要机械型号、数量门座起重机选用10.5米轨距的门座起重机，起重量10t，工作效率180t/台时。叉车选用蓄电池驱动叉车，因为它在库内不排散有害气体及火花，安全可靠，并且其外形尺寸、转弯半径及所需的通道宽度都小，能最大限度利用仓库有效面积，且可在满足堆高要求同时尽量降低仓库净空，工作效率为25t/台时。 (6-1)式中 一个船位（或作业区）所需的装卸机械数； 年吞吐量，各类机械所完成的操作量（吨）； 各类机械按不同操作过程装卸或搬运不同货物的效率（吨/台时）； 机械利用率，为机械工作台时占日历台时的百分数。(1)门机数量: 门机数取4台。(2)叉车数量: 叉车数取23台。6.5.3装卸工人人数 (6-2)式中 所需装卸工人人数； 每昼夜装卸作业班次数；取3船位作业线数；取3每条作业线的配工人数；取10装卸工人轮休率 取0.19装卸工人出勤率 取0.95 取117人6.5.4 机械司机人数根据港口工程港区定员1998规范。单机每班定员：门机：1人叉车：1人单机每班定员机械使用台数工作班次(1+轮休后备系数)/出勤率 =(14+231+1) 3(1+0.19)/0.95 =106人6.5.5辅助工人数 按照装卸工人数的5%8%计算 1176%=7.02 取8人方案二6.5.1 装卸工艺流程6.5.2 主要机械型号、数量轮胎吊工作效率140t/台时。叉车选用蓄电池驱动叉车，因为它在库内不排散有害气体及火花，安全可靠，并且其外形尺寸、转弯半径及所需的通道宽度都小，能最大限度利用仓库有效面积，且可在满足堆高要求同时尽量降低仓库净空，工作效率为25t/台时。 式中 一个船位（或作业区）所需的装卸机械数； 年吞吐量，各类机械所完成的操作量（吨）； 各类机械按不同操作过程装卸或搬运不同货物的效率（吨/台时）； 机械利用率，为机械工作台时占日历台时的百分数。(1)轮胎吊数量: 门机数取5台。(2)叉车数量: 叉车数取23台。6.5.3 装卸工人人数 式中 所需装卸工人人数； 每昼夜装卸作业班次数；取3船位作业线数；取3每条作业线的配工人数；取10装卸工人轮休率 取0.19装卸工人出勤率 取0.95 取117人6.5.4 机械司机人数根据港口工程港区定员1998规范。单机每班定员：轮胎吊：1人叉车：1人单机每班定员机械使用台数工作班次(1+轮休后备系数)/出勤率 =(15+231+1) 3(1+0. 19)/0.95 =109人6.5.5 辅助工人数 按照装卸工人数的5%8%计算 1176%=7.02 取8人6.6方案比选项 目方 案 一方 案 二装卸效率较高较低使用情况使用方便，充分发挥机械作用使用远景适应可以较好的适应远景的规划远景规划适应性较差造 价比方案二低造价比较高工资支付工人人数较少，工资支付较低工人人数较多，工资支付较高综合各种因素及业主的需要，推荐使用方案一第七章 水工建筑物（结构方案设计）7.1设计依据工程为五千吨级的件杂货码头,顶面高程为6.0米,码头前沿水深为-7.5米,码头长度为266米, 此处地基状况较好，本设计对重力式码头中的不同种类进行比选。（一） 船型资料7-1-1 船型资料表吨级（吨）长（米）宽（米）型深（米）5000112179.2 （二） 结构安全等级 结构安全等级为二级（三） 自然条件1 设计水位设计高水位：4.30米设计低水位：0.50米极端高水位：5.88米极端低水位：-1.29米平均潮差：2.43米2 波浪要素 表7-1-2 50年一遇波浪要素 水位(m)泥面标高(m)重现期(a)浪向H1%(m)H4%(m)H5%(m)H13%(m)H(m)(s)L(m)5.88-250ENE3.923.433.342.901.968.1065.424.3050ENE3.242.832.762.401.638.1059.535.8850E4.013.513.432.982.027.6060.644.3050E3.473.052.982.611.797.6055.325.8850ESE4.123.613.523.062.097.6060.644.3050ESE(3.78)3.363.292.892.027.6055.325.8850SE3.302.862.782.391.585.8042.954.3050SE3.052.662.602.251.525.8039.835.8850SSE3.312.862.792.401.595.8042.954.3050SSE3.072.682.622.271.535.8039.835.8850S3.593.123.042.631.765.5740.624.3050S3.262.862.792.431.655.5737.795.8850SSW2.932.522.452.101.375.2437.234.3050SSW2.572.222.171.861.235.2434.835.8850SW3.222.782.712.321.546.1346.274.3050SW2.702.342.281.961.316.1342.725.8850WSW1.891.601.561.310.844.3728.084.350WSW1.631.391.351.140.734.3726.83水位(m)泥面标高(m)重现期(a)浪向H1%(m)H4%(m)H5%(m)H13%(m)H(m)(s)L(m)5.88-150ENE3.653.203.132.721.868.1061.814.3050ENE2.942.592.532.211.528.1055.205.8850E3.723.273.192.781.907.6057.394.3050E3.152.782.722.391.667.6051.385.8850ESE3.923.453.372.952.047.6057.394.3050ESE(3.18)(3.18)3.152.801.997.6051.385.8850SE3.152.732.662.301.545.8041.074.3050SE2.892.542.482.171.485.8037.365.8850SSE3.162.752.682.311.555.8041.074.3050SSE2.922.572.512.191.505.8037.365.8850S3.533.093.012.621.785.5738.924.3050S(3.18)2.822.762.431.695.5735.525.8850SSW2.842.462.392.051.365.2435.804.3050SSW2.482.152.101.811.225.2432.865.8850SW3.052.652.582.231.486.1344.134.3050SW2.532.202.151.861.256.1339.985.8850WSW1.801.531.481.250.804.3727.364.350WSW1.521.301.261.070.694.3725.65水位(m)泥面标高(m)重现期(a)浪向H1%(m)H4%(m)H5%(m)H13%(m)H(m)(s)L(m)5.88050ENE3.352.952.882.521.748.1057.774.3050ENE(2.58)2.312.261.991.398.1050.265.8850E3.433.022.962.591.797.6053.734.3050E(2.58)(2.58)(2.58)2.311.657.6046.865.8850ESE(3.53)3.303.232.852.007.6053.734.3050ESE(2.58)(2.58)(2.58)(2.58)2.007.6046.865.8850SE2.992.612.552.211.505.8038.844.3050SE(2.58)2.422.372.091.475.8034.415.8850SSE3.012.632.572.231.525.8038.844.3050SSE(2.58)2.452.402.121.495.8034.415.8850S3.352.952.882.521.745.5736.894.3050S(2.58)(2.58)(2.58)2.331.675.5732.785.8850SSW2.622.282.221.911.285.2434.054.3050SSW2.231.961.911.661.135.2430.425.8850SW2.712.362.301.991.336.1341.624.3050SW2.161.891.851.601.096.1336.725.8850WSW1.591.361.321.120.724.3726.384.350WSW1.301.111.080.920.594.3724.083 地质资料4 地震设计烈度为8度，设计基本地震加速度值为0.2g。（四） 码头面荷载 堆存荷载，前沿地带一般采用30kpa,前方堆场30kpa, 后方堆场60kpa。（五） 材料指标 7-1-3材料指标表材料名称重度(KN/)内摩擦角（）饱路面混凝土2313钢筋混凝土卸荷块体24.514.5混凝土方块2313混凝土胸墙2313墙后回填10-100kg块石棱体1811457.2荷载确定(一) 结构自重力(永久作用)自重力包括建筑物自身和位于建筑物上或建筑物中的填料及固定设备的自重力,自重力以标准值为唯一代表值,自重力的标准值可以根据结构的设计尺寸和材料的平均重度或固定设备的质量计算确定。（二）堆载作用在港口工程结构上的堆货荷载标准值应根据堆存货种及装卸工艺确定的堆综存情况，结合结构型式，地基条件和不同计算项目，并考虑今后港口发展等进行合分析后拟定。堆存荷载标准值和的分布范围和按规定采用，和按可能出现的最小值采用，有门机时取值范围按实际确定，和分别为前沿地带宽度和前方堆场宽度，前沿地带宽度根据装卸工艺确定，对有门机的码头，宽度一般取为14米。前方堆场是港口利用率最高的堆场，门机最大回旋半径为25米和30米的码头，前方堆场宽度为18米和23米。前沿地带一般不堆货，通常作为装卸作业的场地和运输机械的通道，只有少数情况下临时堆货。因此前沿堆货荷载值是根据结构上的需要并参照以往设计上采用的数值及建成后的使用情况确定。前方堆场堆货荷载根据国内各港的实际情况而定，构件设计时不考虑通道和货垛坡角的影响，值较大，码头整体时采用大面积的平均堆货荷载，值较小。根据港口工程荷载规范多用途码头的前沿和前方堆场分别为30kpa和30kpa。后方堆场是指前方堆场以后的堆场，后方堆场堆货荷载通常位于港口水工建筑物边缘或以外，对码头结构影响很小，主要用于堆场地坪设计，后方堆场堆货荷载可按港口水工建筑物表5.1.3采用，件杂货堆场堆货荷载标准值可取60Kpa。（三）流动运输机械荷载流动起重运输机械的种类比较多，流动起重运输机械主要有门座式和轮胎式。装卸搬运机械主要有叉车，牵引车，半挂车，流动起重运输机械是作用在码头上的主要竖向集中荷载，其荷载直接和机型有关。机械的采用直接和装卸工艺有关。计算荷载时要根据装卸工艺选定的机型确定。门机轮压门机起重机是我国海港直立式码头的通用装卸机械，其荷载应根据实际机型确定，对门机荷载不考虑冲击系数。国产起重机荷载标准值为P=250KN支腿荷载计算图式如图7-1-1。 7-1-1 门机轮压示意图（单位米）流动运输机械轮压流动运输机械轮压比较小，不考虑。（四）船舶荷载（可变作用）船舶荷载按其作用方式分为船舶系缆力，船舶挤靠力和船舶撞击力。系缆力分为纵横系缆力两种，有风和水流等作用产生。风和水流作用使船舶直接作用在码头上，产生挤靠力，在波浪作用下撞击码头产生撞击力。1垂直于码头前沿线的横向分力 船舶受风面积满载时： (7-1)式中 DW一船舶载重量为5000吨 =511.25半载或压载时： (7-2)作用在船舶上的计算风压力，按规范10.2.1计算 (7-3)式中 V=22m/s 一风压不均衡系数，根据船长L=112m,查规范表10.2.3，取0.9满载时 =73.6511.25半载或压载时 2风压力平行于码头前沿线的纵向分力船舶受风面积 满载时 (7-4) =154.90半载或压载时 (7-5) =219.76作用在船舶上的计算风压力 (7-6) 一风压不均衡系数，根据船长L=112m,查规范表10.2.3，取1.0满载时 半载或压载时 3系缆力按规范10.4计算 (7-7)取.K=1.3, n=3系船缆夹角按规范表10.4.3取值 按照规范10.4.5条规定DW=5000吨的船舶系缆力标准值不准小于300KN取N=330.55KN横向分力 纵向分力 竖向分力 平行与码头的纵向分力对码头的影响不大，可略去不计。垂直地面的竖向分力由于数值较小，在计算墙身稳定性时可略去不计。撞击力和挤靠力对码头的结构计算不起控制作用可略去不计。（五）波浪力因本码头设计有防波堤，波浪力不做考虑。7.3码头结构方案设计7.3.1码头结构方案确定（一）码头结构型式的选择原则 1. 结构方案的选择原则。 港口码头建筑物是港口的重要组成部分和主干工程。码头的特点是荷栽复杂，（包括各种自然力、使用荷栽、施工和栽等）施工条件差、投资大。码头结构型式要根据当地的自然条件、码头建筑物的使用要求和施工条件等因素决定。 1）. 自然条件的因素。 自然条件一般影响着结构型式的选择，而且是影响码头造价的主要因素。 地质条件 结构型式必须和地质条件相适应。对于岩石、砂及较硬的黏土地基一般多采用重力式结构；对于中等密实的土壤地基且其下部无较坚硬的持力层时，一般多采用板桩结构；对于上部地基软弱（如淤泥质黏土或淤泥）而在地基的适当深度处存在较坚硬的持力层时，主要采用高桩码头。 水位变化条件 当潮差较小时，由于受施工水位的影响，码头上部结构不能做的太高。当水位差较大而船型较小时，多采用浮码头。 波浪条件 对于开敞式码头应尽量避免或减少波浪力对码头的作用。 水流冲刷条件 在泥沙活动较强的地区修建突堤式码头时，要考虑对其原有的冲刷平衡的影响，一般宜采用透空式。 2）. 码头建筑物的使用要求。 结构型式必须满足使用上的要求。在一定的自然和施工条件下，使用要求是码头结构型式的决定因素。使用上对结构的要求主要有以下几方面： 满足码头装卸工艺的要求（包括码头平面的型式、码头面的高程及水深、装卸运输机械类型布置、使用荷载等） 满足船舶的泊稳要求（对于掩护条件较差的码头应选择透空或局部透空的码头结构型式） 结构实用耐久（在各种可能的最不利荷载的组合作用下，具有足够的强度和整体的稳定性，不得发生较大的位移和沉降影响使用） 便于码头附属设施的安装 3）施工条件的因素。 主要是指目前国内施工的技术水平、施工设备的能力以及当地已有的预制厂的规模及能力。 2.码头结构形式的分类。 码头建筑物结构型式繁多，按其受力条件及工作特点大致可分为重力式码头、板桩式码头、高桩码头、和混合式。而其中高桩码头分为桁架式、无梁板式、梁板式、及墩式。其中桁架式适用于水位差较大需多层系缆的内河港口。无梁板式适用于水位差不大、集中荷载较小的中小型码头。梁板式一般适用于水位差不大的海港码头。墩式码头适用于采用固定吱装卸设备进行液体式散货装卸的码头。（二）使用要求与结构型式的关系结构型式必须满足使用上的要求。在一定的自然和施工条件下，使用要求上码头结构型式的决定因素。使用上对结构型式的要求要满足：（1） 满足码头装卸工艺的要求主要包括码头平面形状、码头面高程及水深、装卸运输机械类型、布置、使用荷载等。码头面高程为6.0m，码头前沿设计水深为-7.5m，采用的主要装卸运输机械有：门座起重机，水平叉车。（2） 满足船舶泊稳要求本港区外有掩护港口，泊稳条件好。（3） 结构实用耐久码头前方结构要便于船舶停靠。在各种可能的最不利荷载的组合作用下，具有足够的强度和整体稳定性。在设计方案的选定中是满足结构实用耐久要求的。（4） 便于码头附属设备的使用、安装、检修（三）方案比选因为本码头的地基比较稳定，适合建设重力式码头。综合考虑后，决定对方块码头方案和扶壁码头方案进行方案比选： 7-3-1方案比选表 项目优点缺点实心方块1. 坚固耐久2. 抗冻抗冰性能好3. 维修费用少，简单施工4. 墙后土压力较小5. 能承受较大的荷载6. 适应能力强1. 起重困难2. 使用混凝土量大3. 造价偏高4. 自重大，要求较好的地基5. 由于为块体，整体稳定性相对差一些6. 抗震性能差扶壁1施工速度快2混凝土用量少，钢筋用量比沉箱少 3抛石基床的用量少4岸坡的填挖用量少5前趾后踵间反力差小，基床反匀6抗震性能相对好7造价相对低1土压力较大2制作相对方块较麻烦3结构整体性差由于本码头如果按方块码头结构设计，整体稳定性会比较差，以及其他因素综合考虑，最后选定扶壁码头方案为推荐方案。7.3.2 扶壁码头一尺寸拟定钢筋混凝土扶壁码头由立板，肋板和底版等构件组成。底板分趾板，内底板和尾板三部分。预制扶壁外形尺寸应符合以下规定：现浇胸墙底部高程不低于施工水位，宽度由建筑物的稳定性和地基承载力确定，长度一般不小于高度的1/3，立板厚度不小于200mm，肋板厚度不小于200mm,顶宽不小于1m,其前端厚度不小于150mm,内底板和尾板厚度不小于250mm,为便于安装，扶壁底板两侧前后端可削减20mm-40mm。二作用分类及计算 （一）结构自重力（永久作用）1极端高水位（5.88米）计算结果 7-3-1扶壁断面图 1）.极端高水位的结构自重力表7-3-2极端高水位的结构自重力名称自重（KN/m）力臂(m)力矩（KNm）胸墙2.8572.80路面8.4235.80碎石垫层8.4199.58扶壁前趾0.5474.96立板1.1549.02底板6.623513.78隔板2.3919.89肋板5.11551.27抹角3.0731.49倒滤井填料1.857.70回填砂8.46.651838.596286.54回填砂11.21-56.72肋板5.11-361.17隔板2.39-13.03抹角3.07-20.64倒滤井1.8-49.84合计1592.859860.022）设计高水位的结构自重力 表7-3-3设计高水位的结构自重力名称自重（KN/m）力臂(m)力矩（KNm）胸墙2.8749.84路面8.4284.26碎石垫层8.4308.45扶壁前趾0.5474.96立板1.1549.02底板6.623513.78隔板2.3919.89肋板5.11551.27抹角3.0731.49倒滤井填料1.857.70回填砂8.46.652455.496286.54回填砂11.21-56.72肋板、5.11-361.17隔板2.39-13.03抹角3.07-20.64倒滤井1.8-49.84合计1748.2110811.293）设计低水位的结构自重力 表7-3-4设计低水位的结构自重力名称自重（KN/m）力臂(m)力矩（KNm）胸墙2.8973.84路面8.4284.26碎石垫层8.4308.45扶壁前趾0.5474.96立板1.1555.23底板6.623513.78隔板2.3922.54肋板5.112.75551.2722.71抹角3.071.8831.491.71倒滤井填料1.864.62回填砂8.46.656.653483.652305.425069.79回填砂11.21-56.72肋板5.112.75-361.17-19.31隔板2.39-14.77抹角3.071.88-20.64-1.47倒滤井1.8-55.81合计2122.0113163.834）极端低水位的结构自重力 表7-3-5极端低水位的结构自重力名称自重（KN/m）力臂(m)力矩（KNm）胸墙2.8973.84路面8.4284.26碎石垫层8.4308.45扶壁前趾0.5474.96立板1.1561.41底板6.623513.78隔板2.3925.19肋板5.112.78551.2727.05抹角3.071.8831.492.61倒滤井填料1.864.62回填砂8.46.656.653483.654598.043859.8回填砂11.21-56.72肋板5.112.78-361.17-22.99隔板2.39-16.50抹角3.071.88-20.64-2.21倒滤井1.8-55.81合计2290.8514254.38（二）土压力为简化计算，码头混凝土路面及碎石垫层仅按恒载考虑，土压力计算顶标高为5.5米，总高度为7.5+5.5=13米（土压力标准值计算为每延米值）土压力标准值的计算，按照重力式码头设计与施工规范3.5.1.2条，可近似按公式计算。130Kpa均载所形成的土压力（可变作用），见图7-3-2。 (7-8) 7-3-2 30Kpa均载土压力分布图 2回填料所形成的土压力（永久作用），见图7-3-3。 (7-9)（1）设计高水位（4.30米） （2）设计低水位（0.5米） （3）极端高水位（5.88米） （4）极端低水位（-1.29米） 7-3-3 a,b设计高水位,设计低水位土压力分布图 7-3-4-c,d极端高水位,极端低水位土压力分布图3. 门机荷载所形成的土压力（可变作用），见图7-3-5。为简化计算，本设计对门机荷载进行一些处理，说明如下：第一，门机空载（自重状态下）情况的取值与使用时期门机荷载相同。第二，门机荷载与均载组合作用时，门机轨道两侧3米内及门机前轨至码头前沿应无均载，但计算时门机前轨考虑了无均载作用，门机后腿土压力计算没有考虑减去均载作用。第三，门机后腿重载产生附加土压力作用时，门机前腿形成的竖向作用分向系数取1.0。 7-3-5门机土压力图1）门机后腿重载情况下后腿 前腿 （1）后腿形成的土压力及力矩 （2）前腿形成重力 2）门机后腿重载情况下 7-3-6门机土压力图后腿 前腿 （1）后腿形成的土压力及力矩 （2）前腿形成重力 （三）船舶荷载（可变作用）作用在码头上的系缆力与水位无关。 作用在扶壁底的系缆力由两个扶壁承受，宽度取7.0米。 （四）剩余水压力（永久作用），见图7-3-7。 7-3-7剩余水压力图 按规范第3.4.7条规定剩余水头取1/4平均潮差： 1设计高水位（4.30米），考虑暴雨因素，可能产生的剩余水头取0.5米。 2设计低水位（0.50米） 3极端高水位（5.88米）不计。4极端低水位（-1.29米） （五）8级地震时的主动土压力标准值计算（偶然作用）主动土压力系数式中，破裂角（）；地震角（）。上式可简化为：计算结果如表所示。位置（）（）（）水上03.0320.469水下06.0320.456地震时产生的主动土压力作用：1. 设计高水位（4.30m）：计算图示如图。 2. 设计低水位（0.50m）：计算图示如图。 图7-3-8 地震主动土压力分布（六）30kPa堆载产生的地震土压力标准值 (7-10) 其中1. 设计高水位（4.30m），计算图示如图。2. 设计低水位（0.50m），计算图示如图。图7-3-9 地震30kPa荷载主动土压力分布（七）地震惯性力重力式码头沿高度作用于质点的水平向地震力标准值按下式计算：式中 综合影响系数，取0.25；集中在质点的重力标准值（kN）；加速度分布系数，扶壁码头按图7-3-10确定；水平地震系数，8级地震取0.2。图7-3-10 重力式码头地震加速度系数竖向惯性力可按相应的水平向地震惯性力算法，以竖向地震系数代替水平地震系数进行计算，。具体计算结果如下表。名称设计高水位（4.30m）设计低水位（0.50m）1.8871.633（）542.13960.56（）51.1578.431.01.0（）1206.081161.45（）60.1558.07（）111.30136.50（）603.57627.44（）74.2090.00（）402.38418.29三码头稳定验算（一）承载能力极限作用设计表达式1抗滑稳定考虑波浪作用，波浪力为主导可变作用时 (7-11)考虑波浪作用，堆载土压力为主导可变作用时 （7-12)式中 2. 抗倾稳定考虑波浪作用，波浪力为主导可变作用时 (7-13)考虑波浪作用，堆载土压力为主导可变作用时 (7-14)式中3基床承载力计算 (7-15) 当 (7-16)当 （二）作用效应组合持久组合验算。1持久组合一，设计高水位（4.30米）自重力+墙后填料土压力+剩余水压力+堆载土压力（非主导可变作用）+系缆力（非主导可变作用）+门机后腿重载时的作用（主导作用）1）抗滑稳定2持久组合二，设计低水位（0.50米）自重力+墙后填料土压力+剩余水压力+堆载土压力（非主导可变作用）+系缆力（非主导可变作用） +门机后腿重载时的作用（主导作用）1）抗滑稳定 3持久组合三，极端高水位（5.88米）自重力+墙后填料土压力+剩余水压力+堆载土压力（非主导可变作用）+系缆力（非主导可变）+门机后腿重载时的作用（主导作用）1）抗滑稳定4持久组合四，极端低水位（-1.29米）自重力+墙后填料土压力+剩余水压力+堆载土压力（非导可变作用）+系缆力（非主导可变）+门机后腿重载时的作用（主导作用）1）抗滑稳定（三）扶壁码头抗震稳定性验算 按照水运工程抗震设计规范(JTJ225-98)要求进行码头抗震稳定性计算。1. 抗滑稳定： 式中： 地震土压力分项系数，取1.35；水平向和竖向地震惯性力分项系数，取1.0；系缆力分项系数，有利时取1.0，不利时取1.4计算面以上水平向和竖向地震主动土压力的标准值（kN）；码头面上可变作用标准值乘以地震时组合系数后所产生的地震主动土压力标准值在计算面以上的水平向和垂直向的分力（kN）；地震时系缆力的组合系数，取0.50；静力计算时系缆力水平分力标准值；竖向地震惯性力组合系数，取0.5；竖向地震惯性力标准值（kN）；沿计算面的摩擦系数设计值，取静力计算值；抗震调整系数，取0.88。2.抗倾稳定： 式中：分别为地震主动土压力的水平分力和垂直分力的标准值对计算面前趾产生的倾覆力矩和稳定力矩（）；分别为码头面上可变作用标准值乘以地震时组合系数产生的水平向和垂直向地震主动土压力标准值对计算面前趾的倾覆力矩和稳定力矩（）；分别为计算面以上水平向和垂直向的地震惯性力标准值对计算面前趾产生的倾覆力距和稳定力矩（）；地震时系缆力的组合系数，取0.50；系缆力水平分力标准值对计算面前趾产生的倾覆力矩（）；结构自重力标准值对计算面前趾的稳定力矩（）；抗震调整系数，取1.15。偶然组合效应组合一：设计高水位时永久作用+均载+系缆力+地震惯性力+地震土压力1） 抗滑稳定2）抗倾稳定组合二：设计低水位时永久作用+均载+系缆力+地震惯性力+地震土压力1） 抗滑稳定2）抗倾稳定四.地基承载力验算 根据前述计算结果比较，极端低水位情况下为控制情况，此时的基床顶面应力最大，。基床顶面应力通过基床向下扩散。扩散宽度为,并按直线分布。基床底面最大、最小应力标准值和合力作用点的偏心距按下式计算：式中：基床底面最大应力小于其承载力500kPa，满足要求。五.边坡稳定计算(扶壁码头):（1）按比例绘出土坡的剖面图,见图7-3-11,按泰勒的经验方法确定最危险滑动面圆心位置，参考土质学与土力学图8-8可得。由设计资料和结构形式可得： 7-3-11土坡剖面图（2）将滑动土体BDB划分成竖直土条，滑动圆弧的水平投影长度为38.72m，分成5个土条，从坡脚B开始编号，把宽度为8 m，剩下的为6.72 m。（3）计算各土条滑动面中心与圆心的连线同竖直线的夹角值。 式中： 土条i的滑动面中心与圆心O的水平距离； R圆弧滑动面BD的半径； dBD弧的长度； 求圆心位置时的参数， （4）从图中量取各土条的中心高度，计算各土条的重力值，计算结果见表8-1（5） 计算滑动圆弧长度。 6-3-53土坡稳定计算结果 土条编号土条宽度土条中心高土条重力1819.7798327446.27875.862820.872016.38002016.383819.731736.2417507.631660.374815.821390.435797.51138.9556.728591.3658501.5313.372252.96004.9355.85 计算土坡的稳定安全系数 故边坡稳定。六扶壁构件的承载能力极限状态的计算扶壁构件的计算，其荷载作用的简化比较复杂，本节计算中，仅取极端低水位情况进行部分计算。构件作用的作用分项系数按规范（JTJ290-98）表3.7.1取值。（一）立板该扶壁为两肋结构，立板按两边悬臂的简支板计算，跨距2.10米，两端悬臂各长0.7米，计算图式见图7-3-12。立板的较危险情况发生在极端低水位时的立板下端，此时的外荷载作用包括土压力和剩余水压力。30Kpa均载情况下的土压力作用 作用分项系数取1.25剩余水压力作用 作用分项系数取1.05最大填料土压力作用 作用分项系数取1.35 7-3-12立板內力计算图(单位米)（二）内底板内底板计算图式同立板，较危险的位置在底板前端。危险的外荷作用应该是地基反力大，底板上的压力作用小的情况，比较经常发生在极端低水位，门机后腿重载的情况。底板自重： 作用分项系数取1.2填料重： 作用分项系数取1.2基床应力： 内底板处的基床应力： 基床应力： 作用分项系数取1.35内底板外荷作用(向上) (三)尾板尾板计算图式及计算公式同立板,沿垂直岸线方向取单宽米计算,外荷载作用包括尾板自重,填料自重,地面均载作用和门机荷载作用.尾板自重: 填料重: 作用分项系数取1.330Kpa均载竖向作用: 作用分项系数取1.25门机后腿的竖向作用:分布宽度: 竖向均载(考虑不均匀系数1.2): 作用分项系数取1.25 (四)趾板趾板按悬臂板计算,荷载考虑稳定计算中的最大基床应力和自重,沿顺岸方向取单宽米计算。基床应力 趾板所受基床应力（作用分项系数取1.25） 趾板自重（作用分项系数取1.2） （五）肋板按T型截面悬臂梁计算,梁长10.8米，翼缘宽1.732=3.46。考虑地面使用荷载，剩余水压力，填料及均载土压力，系缆力及胸墙传来的外力。极端低水位（-1.29米），门机后腿重载时： 30Kpa均载土压力形成（作用分项系数取1.25） 弯矩： 剪力： 7-3-13 肋板计算图剩余水压力形成（作用分项系数取1.05） 弯矩： 剪力：系缆力形成（作用分项系数取1.25） 弯矩： 剪力：填料土压力形成（作用分项系数取1.35） 弯矩： 剪力：在翼缘范围内： 第八章 扶壁构件配筋计算8.1扶壁结构配筋要求 钢筋混凝土扶壁顶面宜嵌入胸墙或导梁100mm，立板和肋板的顶部竖向钢筋应伸入胸墙或导梁内，其长度不宜小于20倍钢筋直径，每个肋板的受力钢筋至少应有2根伸入胸墙或导梁，其长度不应小于30倍钢筋直径。 扶壁的立板或底板，如按单向板计算时，立板或底板与肋板连接处应设置附加钢筋，其面积不小于立板或底板内受力钢筋的1/ 3，长度不小于板净跨的1/4。扶壁的立板、肋板和底板等交接处应设置加强角，其尺寸一般采用150mm150mm20mm200mm，加强角应视构件大小设置8mm10mm的构造钢筋，根数与附加钢筋相同。肋板的受力钢筋、分布钢筋和立板的架立钢筋应伸入相应构件中并有足够的锚固长度，肋板分布钢筋的弯钩宜钩在立板面层和底板分布钢筋上。立板与底板连接处，立板竖直方向的附加钢筋弯钩宜钩住底板底层钢筋。扶壁结构采用混凝土 ；选用级钢筋， ，弹性模量；结构系数为1.2。8.2立板配筋该扶壁为两肋结构，立板按两边悬臂的简支板计算，内力计算部分见第七章。跨距2.1米，两端悬臂各长0.7米，立板沿码头竖直方向取单宽计算，长3.5米，高为9.3米，厚0.3米。；。1. 配筋
- 温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明，都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等，如果需要附件，请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸，网页内容里面会有图纸预览，若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容，请与我们联系，我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
人人文库网所有资源均是用户自行上传分享，仅供网友学习交流，未经上传用户书面授权，请勿作他用。
川公网安备: 51019002004831号