江阴澄通港5万吨级新建码头工程设计说明书毕业设计

1、江阴澄通港区5万吨级泊位江阴澄通港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22.5米，设三条引桥，陆域面积2.5万平米左右。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

2、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）。New harbor program of ChengtongHarbor of JiangyinYangxue（College of traffic and ocea n, Hohai Uni versity, Nanjing, Jia ngsu, Chi n

3、a）AbstractThis program-designing is the new harbor program of Jiangyin .The whole manual con sists of four parts, which are an alyz ing the data, dispos ing the collectivity of the new harbor, redesig ning the structure and desig ning the con crete tech niq ue.Accord ing to the material of the worki

4、 ng environment and n atural environmen t, I dispose the collectivity of the new harbor: the size of the harbor is:281m x 22.5m.it has three approach bridges.Accord ing to the use of the harbor and the force on it, I draw out two schemes.After compari ng, I choose the first scheme and desig ned con

5、struct ional stability calculati on and all kinds of internal force and stre ngth calculati on.At last the assig nment con sists of the computati on manu al, i nstruct ion manual andthree pla ns.目 录 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark12 o Current Document 设计基本条件和依据 1工程概况1设计依据11.3设计任务1 HYPERLINK l boo

6、kmark14 o Current Document 营运资料1货运任务12.2船舶资料1 HYPERLINK l bookmark0 o Current Document 3港口自然条件2工程位置23.2气象条件2气温2降水2风况2雾况3雷暴3相对湿度3水文条件3基准面3潮汐3水流4波浪4可作业天数 4河势演变分析5河道概况5河势分析主要结论 5地质概况6地层6地质构造 6地形、地貌 63.7岩土物理、力学性质 63.8 地震8 HYPERLINK l bookmark16 o Current Document 材料供应及施工条件 8 HYPERLINK l bookmark30 o Cur

7、rent Document 总平面布置 9总平面布置原则 95.2码头设计尺度9码头长度和码头宽度 9码头前沿高程和水深 9陆域平面布置10码头前沿作业地带 10引桥10港口道路 105.4辅助生产和辅助生活建筑物 10装卸工艺 10装卸工艺和机械选型 10港口主要建设规模的确定 10装卸工艺流程及流程图 12 HYPERLINK l bookmark38 o Current Document 码头结构初步设计 13码头上作用的确定 13不变作用13可变作用13船舶荷载13拟定码头结构方案一15结构形式156.2.2尺寸拟定及验算156.3拟定码头结构方案二21尺寸拟定及验算 21纵梁和横梁尺

8、寸拟定及验算 23桩帽设计 23桩长计算236.3码头结构方案比选 23码头后方桩台设计 23面板尺寸拟定及验算 24横梁尺寸拟定及验算 25桩力及桩长计算26引桥设计26面板尺寸拟定及验算 26横梁、桩帽及桩的设计 27 HYPERLINK l bookmark208 o Current Document 码头结构技术设计 277.1面板技术设计 27面板内力计算277.1.2面板配筋计算28叠合板抗剪验算 29支座处斜截面抗剪验算 29裂缝宽度验算30横向排架技术设计 30内力计算说明30内力计算32横梁配筋计算32斜截面承载力计算 33裂缝开展宽度验算34江阴澄通港区5万吨级泊位 1设计

9、基本条件和依据1.1 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 3.7kM 。1.2设计依据所用规范:海港总平面设计规范JTJ21199海港水文规范JTJ213-98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JTJ250-98港口工程桩基规范JTJ25498港口工程混凝土设计规范JTJ267981.3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2.1货运任务本工程货运量由业主提供

10、、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。2.2船舶资料年左右二期工程完工后，水深可达理局文件(长航工11998783号)南京的航道吨级为 50000吨级。 从临近相似的码头靠泊情况看,从长江口整治规划看，一期工程完成后(2000年底)水深将达8.5m(理论深度基面)，200510m,最终的三期工程水深达12.5m。交通部长江航务管“关于内河航道技术等级批复的通知”明确规定石洞口一50000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2.2船舶载重吨(DWT)总长(m)型宽(m)型深(m)满载吃

11、水(m)500002303217.512.73港口自然条件3.1 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。3.2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 1957 1980年气象资料统计，本地区各气象要素如下： 3.2.1气温历年最咼气温 38.0C (1959年7月10日) 历年最低气

12、温 -14.2 C (1977年1月31日)多年平均气温 最热月平均气温 最冷月平均气温降水降水量多年平均降水量 最大年降水量 历年月最大降水量 历年日最大降水量降水日数日降水量 0.1mm日降水量 1.0mm日降水量 5.0mmC278C22C1025.6mm1342.5mm （1957 年）505.4mm （1974 年 7 月）196.2mm （1962 年 9 月 6 日）123.8d87.9d49.8d日降水量 10.0mm30.4d日降水量 25.0mm10.1d降雪年均降雪日数最大积雪深度6.5d22cm （1984.1.19）风况风频、风速常风向及频率 次常风向及频率 强风向多

13、年平均风速实测最大风速大风日数ESE、SSE向，频率各占10%ENE、SE向，频率各占9%偏SE向3.8m/ s20.0m/s风力7级(风速13.8m/ s)年平均15d，年最多 49d风力8级（风速17.0m/ s）年平均8.4d，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29.6d。雷暴多年平均雷暴日数30.9d相对湿度多年平均相对湿度 80%。3.3水文条件基准面本工程潮位均以吴淞基准面为起算面。3.3.2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，

14、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 2.53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。3.3.2.1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、1948 3.3.2.21998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7.22m (1997 年 8 月19日)历年最低潮位0.80m (199

15、7 年 8 月19日)平均高潮位3.98m平均低潮位2.38m平均潮位3.19m最大潮差3.62m平均潮差1.64m设计潮位1967i976年共十年高、低依据海港水文规范要求，设计高、低水位采用肖山水文站潮位资料进行统计，极端高、低水位采用肖山站 料进行统计，工程河段设计潮位取值如下：i948-1998年共51年的年极值高低水位资设计高水位设计低水位极端高水位极端低水位 防汛水位5.04m（高潮累积频率10%潮位） 1.68m（低潮累积频率90%潮位） 7.18m（50年一遇高潮位）0.74m（50年一遇低潮位） 7.25m（100年一遇高水位）水流3.331工程河段水流特征工程河段位于长江下

16、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。3.3.3.2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 1530016500m3/s,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3: 48,平均落潮历时 & 34,最大潮差 2.42m。

17、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230 260 ，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 0.76m/ s、最大 落潮流速0.86m/s,垂线平均最大涨潮流速为 0.66m/s、落潮流速为

18、0.74m/s。上游侧3000 10000T级泊位区在离堤180m以外主流水域，实测分层最大涨潮流速1.07m/ s,最大落潮流速1.17m / s。垂线平均最大涨潮流速为 0.77m/ s,最大落潮流速为 0.92m/ s。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2.02.5m/s。3.3.4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

19、最大波高在1.5m左右。3.4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3.4:港区作业标准表3.4影响因素可作业标准风风速w 13.8m / s降雨日降水量w 5.0mm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： 比/10 1.0m 驳船泊位： 比/10 0.6m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

20、 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。3.5河势演变分析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1.8km。水流经天生港后，河道展宽，中间最宽处达4.4km ;江阴水道出口受鹅鼻嘴炮台圩节点的控制，河宽约1.5km，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

21、，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

22、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 1.44。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1: 4)。3.5.2河势分析主要结论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。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。福姜沙汊道由于左

23、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。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、-10m河床等深线多年来稳定少变，河床岸坡亦相当稳定。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0.56%，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

24、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。3.6地质概况361地层场地勘探深度内地层主要有：第四系全新统（Q4al+ pl）流塑状淤泥质粘土夹砂和灰至青灰色、松散至为近代沉积的长江三角洲冲积层一灰色、 中密状粉、细砂层，局部夹角砾。第四系更新统（Ql-3 el+ dl）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

25、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 50o60o,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。3.6.3地形、地貌拟建码头所在地一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 L7 一线以南形成长江咼漫滩，咼程在 4.515.41m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

26、程9.25m左右。场地附近的水深条件良好、航行槽宽、后方陆域宽广。3.7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：（I ）粉质粘土 （Q4卩）褐黄灰色，饱和，软一可塑。（夹厚0.5 1.0mm的粉砂）层厚1.703.75m,顶板标高 0.00 3.56m。w : 34.0%, 丫： 18.6kN / m3, e： 0.96, IP: 13.3, IL： 0.92, al-2 ; 0.7MPa-1, C: 17kPa,：13.1 , N : 2.8击。该层揭露于 ZK18、ZK19、ZK20、ZK21、L4、L5 孑L,

27、 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。（n）粘质粉土（qJ pl）灰色，饱和，松散。局部夹粉砂。厚2.052.65m,顶板标高0.86-0.69m，顶板埋深2.153.35m , N : 3.5击，该层揭露于 ZK18、ZK19孔，分布于场地内西部高漫滩的上部。（川-1）粉、细砂（Q4al+ pl）灰色，饱和，松散。含云母碎片，局部夹淤泥。厚0.604.30m，顶板标高-7.35-13.00m , ac： 39, am: 33, N : 2.4 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。（川-2）粉

28、、细砂（Q4al+ Pl）灰色，饱和，松散。含云母碎片，局部夹淤泥。厚2.8014.30m，顶板标高-9.95-17.17m ,ac： 39, am: 33, N : 5.5 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。(W )淤泥质粉土夹粉砂(Q4al+ Pl)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0.40-13.35m ,顶板标高 2.01 -17.34m , w : 34.4%, y 18.3kN/m3, e : 0.99, IP : 10.5, |L: 0.97, a,.2;

29、0.50 MPa-1, C: 23kPa,：10.8, N : 2.6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 (Q4al+ pl)灰青灰色，饱和，松散。含云母碎片，局部夹厚23mm的淤质粘土，厚2.8010.00m, 顶板标高-6.31-26.67m，顶板埋深1.7015.00m。aj 39 , N : 7.1击。粉、细砂中所夹的 淤泥质粘土的物理、力学指标特征值为w: 31.3%, y 18.2kN /m3, e : 0.94, Ip : 8.1 ,II：0.82, al-2: 0.26MPa-1, C: 5

30、4kPa,：13.3。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。(V-1)粉质粘土 (Q4al+ pl)青灰色，饱和，松散。厚1.20m,顶板标高-28.73m ,顶板埋深11.50m，该层仅揭露于ZK3 孔，ac: 39, am： 33。(W )粉、细砂(Q4al+ pl)灰青灰色，饱和，稍密。含云母碎片，局部夹淤泥质粘土，厚7.1025.00m，顶板标高-13.11 -27.86m。顶板埋深 1.80 19.20m。ac : 39, am : 32, N : 12.2 击。粉、细砂 中所夹的淤泥质粘土的物

31、理、力学指标特征值为w : 29.3%, y 18.2kN/m3, e : 0.90,a-2 : 0.22MPa-1。该层揭露于 ZK4、ZK6、ZK7、ZK8、ZK12、ZK13、ZK14、ZK15、2.7511.80 m,顶板标,N : 15.5击。该层揭露4.9011.50 m,顶板标ZK16、L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7孔，在场地河谷地区连续分布。 (W )粉、细砂(Q4al+ pl)灰青灰色，饱和，中密。含云母碎片，局部夹淤泥质粘土，厚 高-23.40 -43.20m。顶板埋深 15.0022.60m。比：39, am : 32于ZK5、ZK6、ZK7、ZK8、ZK14孔

32、，分布于场地东北之顶部。 何)粉、细砂夹淤泥质粘土 (Q4al+ pl)灰青灰色，饱和，稍密。含云母碎片，局部夹淤泥质粘土，厚 高-25.85 -38.99m。顶板埋深 18.5027.00m。 ac : 40, am : 35, N : 11.8 击。该层揭露 于ZK6、ZK15、ZK16孔，呈透镜体状分布于场地的中部。(K)粉、细砂(Q4al+ pl) inmvWK灰青灰色，饱和，中密。含云母碎片，局部夹淤泥质粘土，厚2.803.60m，顶板标 高-34.30 -37.35m。顶板埋深 25.0030m.00m。 ac : 40,為:33, N : 16.5 击。该层 揭露于ZK15、ZK

33、16孔，呈透镜体状分布于场地的东部。(X )角砾(Q4al+ Pl)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：0.700.75m。顶板埋深-5.64 一-25.59m。顶板埋深2.3513.35m , N : 31.0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。(幻)粉质粘土 (Q4al+ pl)灰绿褐黄色，饱和，可塑。揭露厚度0.1013.90m,顶板标高：-26.00-29.81m，顶板埋深 25.8033.00m。w :30.0%, y 18.9

34、kN /m3, e : 0.88, IP : 16.2, IL :0.51, q-2 :0.31MPa-1。该层揭露于L2、L3、L4、L5、L7,分布于场地内高漫滩区。(刘)碎石(Q1-3 el+ dl)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： 0.501.60m,顶板标高-9.14 -28.14m , N : 9.3击，顶板 埋深0.0015.90m。揭露于ZK1、ZK10、ZK11、ZK19孔，分布于场地西部基岩的上部。(X川)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

35、呈碎石状。揭露厚度 0.102.57m，顶板标高：-6.34 -48.10m，顶板埋深 0.5035.10m。N : 24.2 击。该层仅在 ZK20、ZK21、L5、L6、L7孔未揭露到。(X IV )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 0.302.87m，顶板埋深-7.39-44.29m。单轴饱和极限抗压强度 Rb： 163.7MPa，软化系数 K : 0.80。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。3.8 地震拟建

36、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5.1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

37、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。5.2码头设计尺度5.2.1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：Lb=L+2d=280mLb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B=2b=64mB 码头泊位宽度（m）;b设计船宽（m），取32米。5.2.2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4

38、33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+（ 1.01.5）=6.046.54m，取6.5米。2）码头前沿设计水深码头前沿设计水深 D =T Z1 Z2 Z3 Z13.55mD码头前沿设计水深（m）T设计船型满载吃水（m），取12.7米；Z1龙骨下最小富裕（m），取0.3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0.15 ；Z4备淤富裕深度（m），取0.4。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=11.87m天然水深可以满足要求。5.3陆域平面布置码头前沿作业地带门机轨距10.5m,前轨距

39、码头前沿2.5m,后轨距临时堆场1.5m,设置8m长的临时堆场，则 码头前沿作业地带总宽度为2.5 10.5 1.5 8 =22.5m。5.3.2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。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4.5m ;至堆货1.5m;至围墙1.0m;道路纵坡考虑排水要求取0.5%1%。5.4辅助生产和辅助生活建筑物按海港总平面

40、设计规范规定，生产生活辅助设施按表5.4取定：表5.4综合办公室650m2加油站150m2侯工室370m2地磅房20m2（1 座）材料供应站150m2门卫215m（1 座）修建队112m2厕所215m（1 座）5.5 装卸工艺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

41、/台时；昼夜装卸时间取 24h,码头全年可作业天数为N=300d，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t=8min,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。港口主要建设规模的确定5.5.2.1泊位通过能力根据海港总平面设计规范5.8.6计算：TyLtftdGK；=1903985t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，（tz = G = 5 =112h,p为门机的台时p 150

42、 x3效率）；td昼夜小时数，取 24小时；刀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5.8.7-1取为1.5。5.522 泊位数目根据海港总平面设计规范5.8.1计算：QN 0.32，取为 1。 Pt其中，N泊位数；Q码头年作业量（t），取为48万吨；库场面积确定件杂货和库场总面积：A =18787 m2。取为19000m2。qKK其中 E 为仓库/库场所需容量；2q 为单位有效面积的货物堆存量，根据规范取平均值q=1.

43、5t/m Kk为库场总面积利用率，据规范可取Kk=70%。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。5.5.2.4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:Nz(1-KzL)Kzz=70(人)其中，nz作业线数，取 3

44、 ；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。装卸工艺流程及流程图*仓库/堆场码头装卸工艺流程图：（进口）阳 门机| 牵引平板车叉车/轮胎吊图 5.5.36码头结构初步设计6.1码头上作用的确定6.1.1不变作用码头上的不变作用为自重作用。可变作用6.121 堆货荷载 q=20kPa；施工荷

45、载 q=3kPa；流动机械作用：牵引平板车。6.1.3船舶荷载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10.2.1规定：Fxw =73.610%xwVx2 八二：鼻Fyw =49.0 10AywVy2、匸其中：Fxw ,Fyw 分别为作用在船舶上的计算风压力的横向和纵向分力；Axw ,A yw 分别为船体水面以上横向和纵向受风面积；Vx ,Vy 分别为设计风速的横向和纵向分量，均取为20m/s;Z 风压不均匀折减系数，Z X取为0.64, z y取为1.0。logA xw = 0.283+0.727logDW logA yw =

46、0.019+0.628logDW （用半载获压载情况计算）水流力水流与船舶纵轴平行或流向角-n-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：Use 二Cxsc aV2B =1026.92kN2P 2 Fyme 二 Cxmc V B =586.81kN2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 0.14, Cxmc 取为 0.08;3P水的密度，海水取为1.025t/mV 水流速度，取 2.5m/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：P 2仏二CycV S =428.9

47、6kN:6.3.1.3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心、平行于码头前沿线的纵向分力Ny和垂直于码头面的竖向分力Nz，可按港口工程荷载规范10.4.1计算： TOC o 1-5 h z N= Fx B 十 为 Fyn sin :- cos - cos :- cos -其中：7Fx,7Fy 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及纵向分力总和，K 系船柱受力分布不均匀系数，取1.3；n计算船舶同时受力的系船柱的数目，取5;a 系船缆的水中投影与码头前沿线所成的夹角，取30 ；3系船缆与水平面之间的夹角，取15：。1）情况一：Vx=20m/s, Vy=0N=15

48、09.44kN2）情况二：Vx=0, Vy=20m/sN=1058.91kN故 N=1509.44kN。横向分力：Nx=Nsin a cos 3 =1509.44sin30 cos15 =729kN纵向分力：Ny=Ncos a cos3 =1509.44cos30 cos15 =1262.67 kN竖向分力：Nz=Nsin 3 =1509.44sin15 =390.67kN系缆力水平集中力的横向分力在排架中的分配系数为0.345，则分配后横向分力为251.51kN。6.3.1.4挤靠力此次设计不进行挤靠力的计算。撞击力可按港口工程荷载规范10.6.2计算：船舶靠岸时的有效撞击能量：P 2E0

49、MVn2 =184.48kJ其中：E。一一船舶靠岸时的有效撞击能量；:有效动能系数，取 0.75 ;M船舶质量（t）,按满载排水量计算，取60735t ;Vn 船舶靠岸法向速度 （m/s）,查港口工程荷载规范 表10.6.4 ,取为0.09。由橡胶护舷性能毕业设计参考资料，可以采用DA A800H X 1000L标准型橡胶护舷三排，查表得 E=185kJ m时，反力约为550kN。直接由排架承受的撞击力为235kN。6.2拟定码头结构方案一6.2.1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

50、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4+1段，采用悬臂式变形缝，其间距为66米，变形缝宽2cm,悬臂长1.5 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14.5米，桩基采用等间距布置，桩距为5.25米，门机前轨道梁下为双直桩，门机后轨

51、道梁下为双叉桩，中间纵梁下为单直桩。 后方桩台宽8米。6.2.2 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；Aa纵向受拉钢筋合力点至截面近边的距离；bf，T形梁截面翼缘宽度C20c混凝土保护层厚度dE 混凝土弹性模量 Es钢筋弹性模量 fy 钢筋的抗拉强度设计值fh载面高度hhw T型梁截面腹板高度ILn 净跨LM弯矩设计值Q丫受拉区混凝土塑性影响系数Y i荷载作用的分项系数面板尺寸拟定及验算拟定面板预制层厚 30cm，现浇层厚15cm,面板计算简图如下（图中尺寸单位为te有效受拉混凝土截面面积b（B） 截面宽度表示立方体强度标准值为20Mpa钢筋直径e搁置长度c混凝土轴心抗压强

52、度设计值0截面有效高度截面惯性矩0计算跨度剪力设计值Yd结构系数p 配筋率磨耗层厚15cm。取跨度最大的一跨计算。mm）：图6.2.2.1 （图中尺寸cm）7k.1-7u.-555齬聞50150预碾孔0A1）计算跨度：简支梁：lo=4.65m连续梁：lo=4.95m2）荷载计算永久作用（按简支板计算）33丫钢筋砼 =25.0kN/m ； 丫 砼=24.0kN/m板自重 qi= ii.25kPa;砼垫层q2= 3.6kPa自重 qo=qi+q2=14.85kPa;跨中弯矩：M永久qol 0 =40.14kN m8可变作用a）使用期（按连续板弯矩系数法计算）：堆货荷载：q1=20kPa12跨中弯矩

53、： M堆货q,。2 =61.26kN m8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 61.26kN m。b）施工期（按简支板计算）：施工荷载：q2=3kPa跨中弯矩：M施工=1q2l02 =8.11kN m83）面板厚度验算使用期M跨中=M永久 0.65M堆货二79.96kN m1抗弯模量 W=0.03375。采用 C30混凝土，混凝土轴心抗拉强度标准值6ftk=2000kN/m 2。矩形截面塑性影响系数丫 m=1.5。所以 Kf 二 mftkW =1.31 0.70.8，满足要求。f M施工期M跨中=M永久 M施工=48.25kN m抗弯模量 W =bh2

54、= 0.015m3。6丫所以 Kf 二 mftkW =0.96 0.7 0.8，满足要求。f M纵梁尺寸拟定及验算纵梁如图搁置在横梁上：图6.2.2.21） 计算跨度：简支梁：lo=6.3m连续梁：lo=7m2）各个纵梁分别进行荷载计算： 轨道梁轨道梁断面图如图 6.222-2所示：a）永久荷载（按简支板计算）：由面板传递的荷载：qi=51.92kN/m纵梁自重：q2=22.31kN/m1 2M永久 =-（ q q 亢=3 6 8. 27k N8b）可变荷载：m图 6.2.2.2-2( cm)使用期（按连续板计算）：1门机荷载作用：考虑门机最不利荷载位置，作用位置图如图6.2.2.2-2 （

55、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6.2.2.2-2 (c):图 6.2.2.2-2 (c) (m)图 6.2.2.2-2 ( b)d 取 8000kPa。图 6.2.2.2-(cm)此时M门机=1687.5kN m2堆货荷载：q1=77.5kN/m1 2M堆货q1l0 = 474.69kN m8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：M 跨中=M 永久 0.7M 可变=1927.30kN m” 一一1o3抗弯模量 Wbh2 =0.23m3。采用C30预应力混凝

56、土，预加应力6所以Kf =匕也型=1.32 1.11.2，满足要求。fM 中纵梁中纵梁断面图如图 6.2.2.2-所示：a）永久荷载（按简支板计算）：由面板传递的荷载：q1=73.46kN/m纵梁自重：q2=18.19kN/mM永久 （ qC2 ）（J = 4 5 4. 7 0k N m8b）可变荷载：使用期（按连续板计算）：堆货荷载：q1=643.13kN/m1 2M 堆货 q*o 643.13kN m8截面尺寸验算：M跨中二M永久 0.7M可变=904.89kN m抗弯模量 Wbh2 =0.1815m3。采用C30预应力混凝土，预加应力6所以Kf二匚业）W =1.22 1.11.2，满足要

57、求。fM边纵梁边纵梁断面图如图6.2.2.2-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：q1=15.19kN/m纵梁自重：q2=13.22kN/m护轮坎：q3=1.5kN/m1 2M永久=（q + q + 绻 j0l = 14 8. 3 9k N m8d）可变荷载：使用期（按连续板计算）：堆货荷载：q1=19kN/m1 2M 堆货 q1l 0 =116.38kN m8截面尺寸验算：M跨中二M永久 0.7M可变=229.86kN m1抗弯模量 Wbh2 = 0.136m3。采用C30混凝土。6所以 匚 二mftkW =1.83 1.11.2，满足要求。f

58、M6.2.2.3横梁尺寸拟定横梁尺寸如图6.2.2.3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。靠船构件靠船构件尺寸如图6.2.3.4所示：d 取 3000kPa。n二(X图 6.2.2.2-(cm)90图 6.2.2.3(cm)靠船构件自重：P靠=75.68kN。作用点离码头前沿距离为0.38米。图 6.2.3.4(cm)623.5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：05.18h 7.61J7.73图 6.2.3.5-1(m)2）堆货荷载作用示意图:13 3542.lt

59、73572.5 105D.155(25/5 羽/ ,.0.152.57V图 6.2.3.5-2(m)江阴澄通港区5万吨级泊位 江阴澄通港区5万吨级泊位7）桩长计算 3）门机荷载作用示意图:4）系缆力作用示意图:图 6.2.3.5-45）撞击力作用示意图：将桩基与横梁连接简化成铰接，桩力计算见下表：表6.2.3.5-6荷载圧一力（kN）（kN）N1N2N3N4N5永久荷载作用528.66528.66609.85405.22405.22堆货荷载作用367.53367.53648.47318.59318.59门机荷 载作用I299.43299.43-315.62315.62n801.43801.43

60、-844.76844.76系缆力作用-24.43397.78-撞击力作用21.9121.91-371.66何载组合+1164.261164.261639.68932.291322.53+I +1598.071598.071663.622622.502199.43+n +2350.652350.651665.331820.581263.69最大桩力2622.51前方桩台采用50cmx 50cm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，第区层为粉、细砂，中密，含云母碎片，局部夹淤泥质粘土，通过计算可将该