毕业设计-3000t件杂货码头结构设计

存档编号xxxx水利水电大学xxxxUniversityofWaterResourcesandElectricPower毕业设计题目xxxx岛3000t件杂货码头结构设计学院水利学院专业港口航道与海岸工程姓名学号指导教师完成时间教务处制独立完成与诚信声明本人郑重声明：所提交的毕业设计（论文）是本人在指导教师的指导下，独立工作所取得的成果并撰写完成的，郑重确认没有剽窃、抄袭等违反学术道德、学术规范的侵权行为。文中除已经标注引用的内容外，不包含其他人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。毕业设计（论文）作者签名：指导导师签名：签字日期：签字日期：毕业设计版权使用授权书本人完全了解xxxx水利水电大学有关保管、使用毕业设计（论文）的规定。特授权xxxx水利水电大学可以将毕业设计（论文）的全部或部分内容公开和编入有关数据库提供检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段复制、保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交毕业设计（论文）原件或复印件和电子文档（涉密的成果在解密后应遵守此规定）。毕业设计（论文）作者签名：导师签名：签字日期：签字日期：xxxx水利水电大学毕业设计目录摘要 ⅠABSTRACT Ⅱ第1章设计背景 第1章设计背景1.1工程概况拟建码头工程位于广州市南沙区，码头所在的板沙尾河段宽约800m，两岸筑有堤围。码头所在的番顺联围堤防的防洪标准为50年一遇，堤顶高程4.2～4.5m。工程河段属感潮河段，同时受上游来水和下游出海口潮汐影响，水文情势复杂。地理坐标113°33′43″E，22°50′24″N。1.2设计原则总体设计符合国家、地方经济发展规划和总体部署，遵循国家和行业有关工程建设法规、政策和规定。结合国情，采用成熟的技术、设备和材料，使工程设计安全可靠、使用方便、工程量少、总造价低、施工进度快，获得较好的经济效益和社会效益。注重工程区域生态环境保护，不占用土地，方便管理，节省投资。1.3设计依据《码头毕业设计任务书》、《港口航道与海岸工程专业毕业设计指南》、《港口与航道工程规范汇编》、《港口规划与平面布置》、《港工建筑物》、《港口工程钢筋混凝土结构设计》等。1.4技术路线了解规划任务、分析原始资料，并在规定时间内写出开题报告。在此基础上，根据设计任务依次进行资料整理与分析、码头布置、结构方案设计、结构计算和绘制图纸，编制设计说明书等项内容。主要技术路线如下：（一）资料分析首先熟悉设计资料，分析其特点，了解各项资料的来源、用途和码头设计的关系，在此基础上，确定码头设计的有关数据。具体为：1、分析水文资料，确定设计水位，校核水位和施工水位，这里的施工水位可在具体结构方案设计后确定。2、分析地质资料，绘制码头纵向和横向地质剖面图，由此了解土层的纵横向变化情况，再根据钻探和土工试验分析各土层的性质，包括压缩性、硬度和承载力等，确定拟建码头的硬卧土层。初步确定码头结构方案。3、分析地形资料，绘制地形断面图，以确定岸坡坡度及码头宽度。4、分析营运资料，为船舶装卸机械、码头轮廓尺寸和码头设计荷载做准备。（二）码头布置1、根据货种、货运量等确定码头装卸机械，并确定其工艺流程。2、根据装卸机械确定船时效率，并计算码头泊位数，验算泊位利用率是否符合要求。3、码头平面布置和断面型式确定。4、绘制码头工艺流程图，码头断面图及平面布置图。（三）结构方案设计1、根据荷载、水文、地质条件等选择合适的结构型式（按规范应选两种以上），并加以论证。2、根据选定的方案拟定断面方案。3、对选定的断面方案进行初步计算。4、对选定的断面除了进行内力计算外，还应验算踢腿稳定、稳定性和整体稳定性计算。（四）结构计算对码头结构的计算，在确定码头结构型式的基础上，根据时间和进度指定部分构件施工设计，结构计算包括：1、根据设计荷载和结构型式确定结构计算图式及有关参数。2、进行内力计算，并绘制相应的内力包络图。3、进行配筋计算，并画出构件的配筋图。4、有关结构细部构件图及构件连接处理大样图。（五）绘制图纸设计图必须按《港口工程制图标准》进行绘制。本设计一般应有：1、码头平面布置图、装卸流程图；2、码头结构平面、立面、断面图；3、绘制主体构件的配筋图；4、有关构件的细部构造图。（六）编制设计说明书、计算书。第2章设计资料2.1地形条件拟建码头工程位于广州市南沙区，码头所在的板沙尾河段宽约800m，两岸筑有堤围。码头所在的番顺联围堤防的防洪标准为50年一遇，堤顶高程4.2～4.5m。工程河段属感潮河段，同时受上游来水和下游出海口潮汐影响，水文情势复杂。地理坐标113°33′43″E，22°50′24″N。2.2气象资料采用东莞气象台(东经11345,北纬2302,海拔高度19.3m)1957年～1997年的气象观测资料统计得：2.2.1气温多年平均气温：22.0℃，极端最高气温：38.2℃，极端最低气温：-0.5℃，历年平均35的日数：4.9天2.2.2降水多年平均降水量为1774.1mm，历年最大降水量：2394.9mm，历年最小降水量：972.2mm，最长连续降水量：481.3mm，日最大降水量：367.8mm，多年日降水10mm的天数：46.9天2.2.3雾况多年平均雾日数(能见度<1000米)为5.7日，最多年份日数：15日，年分布情况：1～4月多,6～8月少，日分布情况：早晨多,午间少2.2.5风况风向的变化主要受季风环流的影响。由表3-1和图3-1可知，全年以北风为主导风向，南风次之，出现频率分别为13.2％和12.7％，西北偏北风（主要出现在秋冬季节）的出现频率也较高，为11.3％，全年静风频率为8.0％，偏西风出现机率最少，频率在2％以下。表2-1风向风速特征值图2-1风玫瑰图多年年平均风速为2.6m/s，偏北风（NNW-N-NNE）的风速较大，为3.1-3.3m/s，其次为偏南风（SSE-S-SSW），平均风速在2.1-2.5m/s之间。2.2.6台风台风影响期：4月至次年1月，台风盛行期：7～9月，平均每年次数：2.6次，台风过境情况最大风速：26m/s,东南东风，瞬时风速：35m/s,东南东风2.2.7地震根据《中国地震动参数区划图》（GB18306－2001），本区地震基本烈度为7度，地震动峰值加速度值为0.10g。码头及陆域建筑物设计时据此设防。2.3水文条件2.3.1设计水位极端低水位（50年一遇）：-0.15m，设计低水位（低潮90%）：0.56m极端高水位（50年一遇）：4.35m，设计高水位（高潮10%）：3.27m2.3.2波浪要素港区位于珠江口喇叭顶以内，外海传进来的波浪受沿程众多岛屿（特别是上、下横挡岛，大虎岛）、河床地形及水深等因素影响，传到港区逐渐消能，波浪不大，因而只需考虑小风区的风生波。表2-2极端高水位下波浪要素方向重现期（年）H1%H4%H5%H13%HmTmLE502.321.961.891.581.003.2016.0252.021.701.641.37.863.0012.0101.581.331.291.07.672.8022.006.2NE501.661.391.351.12.702.7011.4251.46.602.6010.59.74.462.3051.805.1N501.691.421.371.14.722.9013.1251.501.261.221.01.632.8012.2101.221.012.6012.106.9SE501.581.331.291.07.672.8012.2251.46.602.6010.5101.221.012.5022.00地质条件根据钻探揭露的地层及区域地质资料，按从上到下予以描述如下：1人工填土：紫红色为主，松散，稍湿，主要由黏性土及岩石碎块组成。平均层顶标高为3.2m，平均厚度约2m。2淤泥：灰黑色，饱和，流塑，局部含生物贝壳，具有腐臭味，局部夹薄层淤泥质粉质粘土。平均厚度为12m左右。3风化含砾砂岩：紫红色，岩心呈半土状。岩面顶高程在-2.5~-15m。第3章总平面布置3.1总平面设计总平面设计主要包括，工程规模的确定，主要水工建筑物的总体尺度，生产作业工艺设计，平面布置方案。不同的工程其具体的设计内容也不同。港口工程：水域布置及尺度（港外水域，如进港航道、港外锚地；港内水域，如港内航道、船舶转头水域、港内锚地、船舶制动水域、船舶回旋水域、港池、码头前水域；导航助航标志；防波堤），码头布置及尺度（码头水工建筑物、前方作业地带、仓库、堆场和连接通道），陆域布置及尺度（仓储、集疏运、生产生活辅助设施等），装卸作业工艺设计（选择装卸作业机械化系统→确定合理的工艺流程→配备装卸作业系统基本要素，如操作人员、库场以及各种附属设施）3.2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于扰，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攻造，同时应减少建设过程中对原有港区生产的于扰。（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。3.3设计船型设计船型为3000t件杂货船，船长：L=97m；型宽：B=15m；型深：H=7.9m；满载吃水：T=6.1m3.4装卸工艺3.4.1泊位年通过能力（1）件杂货泊位：式中:T——年日历天数，取365；G一一设计船型的实际载货量(t)取3000×90％=2700吨；P——设计船时效率（t/h），一般取70~120t/h，本设计取120t/h；tz一一装卸一艘设计船型所需的时间(h)取2700÷120=22.5h——昼夜非生产时间之和(h)，包括工作休息，吃饭及交接班时间，应根据防城港的实际情况而确定，一般取2～4h，本设计取3h；ρ一一泊位利用率;取70%；——船舶的辅助作业时间、技术作业时间及船舶离靠泊位时间之和(h)，本设计取6.0h；计算得：Pt=52.20万吨由上可知：泊位通过能力为52.20万吨，设计吞吐量为250万吨，（2）泊位数N=Q——码头年作业量，此处为Q=250万吨；Pt——单个泊位的年通过能力。N=250÷52.20=4.79≈5个即xxxx岛件杂货码头泊位数取5个。3.4.2堆场，仓库面积件杂货堆场面积：堆场总面积：—堆场总面积（）E——仓库或堆场所需容量(t)；——堆场总面积利用率，取75%；——单位有效面积的货物的堆存量，取5.0t/m2Qh——年货运量(t)Kbr——仓库或堆场不平衡系数；取1.05；——货物最大人仓库或堆场百分比(%)，取90%；Tyk——仓库或堆场年营运天(d)，取360d；tdc——货物在仓库或堆场的平均堆存期(d)，取8αK——堆场容积利用系数，对件杂货取1.0件杂货码头堆场容量及堆场面积计算表3-13000吨件杂货码头进口堆场容量及堆场面积计算Qh（t）（%）Tyk（d）αkKbrq（）18000009036081.01.055.00.75带入数据得：表3-23000吨件杂货码头出口堆场容量及堆场面积计算Qh（t）（%）Tyk（d）αkKbrq（）7000009036081.01.055.00.75带入数据得：堆场总面积为：10080+3920=14000㎡3.4.3码头泊位长度码头泊位长度应满足船舶安全靠离岸作业和系缆的要求，其单个泊位长度按下式确定：Lb式中:Lb一一码头泊位长度L——设计船长(m)；此处为97md一一富裕长度(m)富裕长度d根据船长L=97m，按规定取12～15m，d取15m，所以单个泊位长度为：127m采取顺岸式布置，则码头岸线长度为：Lb=5L+6d=5×97+6×图3-1码头岸线布置图港内水域包括船舶制动水域、回旋水域、码头前沿停泊水域、港池、连接水域以及航道、锚地等。（1）船舶制动水域船舶制动水域宜设在进港方向的直线上，当布置有困难时，可设在半径不小于3~4倍设计船长的曲线上。船舶制动距离可取3~4倍设计船长，即388m。（2）船舶回旋水域船舶回旋水域应设置在进出港口或方便船舶靠离码头的地点。回旋水域的设计水深可取航道设计水深。有掩护的水域，港作拖船条件较好，回旋圆直径为二倍设计船长，即194m。（3）码头前沿水域宽度顺岸码头前沿供船舶停靠和装卸所需的水域，不应占用主航道，其宽度一般为0.8倍的设计船长。本设计选用的码头前水域宽度为100m。为便利船舶靠离码头，顺岸码头前沿水域边缘，一般自船位端部与码头前沿线成30～45度交角向外扩展，扩展部分应达到设计水深。这里取α=30°。（4）锚地锚地的边缘距离航道边线的安全距离：港外锚地不小于2~3倍设计船长，本设计取为194m；港内锚地采用单锚或单浮筒系泊时不小于1倍设计船长，采用双浮筒系泊时不小于2倍设计船长，本设计取为146m。根据锚地宜靠近港区，不应占用主航道或影响码头的装卸作业及船舶调度将锚地选择在下游水深满足、流速较小的区域。锚地采用抛锚停泊方式，其面积可按下式计算：Am=式中：Am——Lm——锚位沿水流长度，参照海港规范：Lm取1.6～Bm——锚位宽度，参照海港规范：Bm取4.0～Lm=2×97=194mBm=4.0×15=60代入数据得：Am=194×60m2=11640m23.4.4码头平面布置（1）码头前沿设计水深码头前沿水深，即泊位水深，通常是指在设计低水位以下的深度。由停靠本泊位的设计船型满载吃水和必要的富裕水深构成，船舶在码头前航速很小，一般不超过0.2m/s，几乎不存在因船舶航行增加船舶吃水的现象。因此，富裕水深主要考虑水深误差、波浪引起的船舶垂直升降、配载增加的吃水等因素。码头前沿水深可用下式计算：D=T+Z1+Z2+ZZ2=KHD——码头前沿设计水深（m）T——设计船型满载吃水，取6.1m；Z1——龙骨下最小富裕深度(m)，取0.2mZ2——波浪富裕深度（m），当计算结果为负值时取Z2Z3——船舶因配载不均匀而增加的船尾吃水值Z4——备淤富裕深度，取H4%——码头前允许停泊的波高(m)，波列累积频率为4%的波高，根据当地波浪和港口条件确定，此处取K系数取0.3计算得：D=6.1+0.3+0.21+0+0.5=7.11≈7.20（m）码头前沿设计水深取为-7.20m（2）码头前沿设计高程码头前沿设计高程由码头设计高水位加超高确定，码头设计高水位为3.27m，超高值一般取1.0～1.5m因此：码头顶高程=3.27+（1.0～1.5）=4.27～4.77m本设计资料极端高水位为4.35m，取超高值1.33m，综合其他因素取4.60m港口陆域高程与码头前沿设计高程相同，为4.60m。（3）码头前沿设计底高程码头前沿设计底高程=设计低水位－码头前沿设计水深。查资料得，设计低水位为0.56m。对于件杂货码头，其码头前沿设计底高程=0.56–7.20m=-6.64m；本设计取码头前沿设计水深为-7.20m。（4）港池的设计水深及底高程与码头前沿设计水深及底高程相同。本设计选取的港池设计水深为7.20m，底高程为-6.64m。3.4.5航道宽度航道宽度（W）是指航槽断面设计水深处两底边线之间的宽度。航道宽度一般由三个部分组成，即航迹带宽度A、船舶间错船富裕间距b和克服岸吸作用的船舶与航道侧壁间富裕间距C。本次设计为双向航道，典型的双向航道宽度为8B，B为设计船型的船宽。W=8×15=120m，即航道宽度为120m3.4.6码头陆域布置本次是设计的件杂货码头，件杂货码头由数个泊位（一般3~8个）组成一个作业区，其陆域布置基本趋于定型化。件杂货码头生产区纵深不宜小于250m，可分为如下三个相关的部分：码头前沿作业地带、前方库（场）区，包括库（场）及铁路（或公路）装卸作业带、后方库（场）区。除上述生产区外，码头还需设置辅助生产及管理机构，在平面布置上既要紧邻生产区，又要靠近出入口，并利用一部分生产区的边缘地带布置建筑物，如可工具库、工人休息室布置在靠近作业现场，避免相互干扰。3.4.7码头前沿作业地带（1）前方作业地带根据码头形式、装卸工艺流程、道路宽度以及有无临时堆放货物的要求等因素确定，并注意与今后装卸机械的发展相适应。本设计垂直起重机械选用门座式起重机，门机轨距10.5m，前轨距码头前沿取为2m，后轨距后边线距离取为1.5m，所以码头前沿作业地带宽度取14m。（2）前方堆场：取门机海侧轨到码头边的距离为2m，码头边线距船舷板的距离为1m，选用最大幅度为30m的门机，取门机最大工作幅度为门机内侧轨中心线距前沿堆场或道路边缘的距离取为1.5m，前方堆场宽度取18m，前方堆场长度取为100m，则前方堆场总面积：5×100×18=9000㎡,则后方堆场面积至少为5000（3）码头前方道路：设在码头作业区和前沿堆场之间，宽度取10m，前后堆场间道路宽度取20m3.4.8港内道路布置港内道路设计应符合下列要求:EQ\o\ac(○,1)应有稳定的路基、平整坚实的路面,并做到排水通畅,以利车辆及流动机械运行；EQ\o\ac(○,2)应尽量布置成环形系统，以减少行车干扰并利于消防；EQ\o\ac(○,3)主要道路应尽量避免与运输繁忙的铁路路线交叉；EQ\o\ac(○,4)道路纵断面必须与港区高程设计及货物装卸工艺要求相适应；EQ\o\ac(○,5)应按港区车辆及流动机械数量设置车场。3.4.9生产和生活辅助设施根据《港口工程技术规范》，码头的生产和生活辅助设施确定如下：办公大楼、停车场、机修厂、机械库、工具库、材料库、消防站、配电间、充电间、加油站、职工宿舍区、餐厅、医院、浴室、花坛、油泵房、阀室、放空泵房等。第4章装卸工艺4.1装卸工艺设计原则（1）装卸工艺方案除应满足物料吞吐量的要求外，还要考虑到装卸工艺的先进性，合理性及环保要求；（2）装卸设备选型以国内技术性能先进，设备省，通用性强，操作安全可靠及维修方便的机型，同时要考虑发展需要，统筹兼顾。（3）装卸工艺流程应流畅实用，减少操作环节及劳动强度保障装卸作业安全，先进，合理，行之有效。操作环节尽量减少的工艺流程；4.2装卸工艺选型装卸设备的选型主要是依据年吞吐量，装卸货种及设计船型等因数进行，本项目建一个3000吨级多用途杂货泊位，码头设计年吞吐量为矿建材料250万吨。4.3装卸工艺流程设计4.3.1主要设计参数（1）年设计吞吐量：250万吨；（2）设计船型：3000t；（3）年作业天数：320d；（4）泊位利用率：综合考虑装卸效率、泊位数等，定为70%；（5）作业班次：三班制。4.3.2选型及配备原则（1）根据装卸工艺方案选型的装卸机械应兼顾先进性、通用性和经济性的原则，以适应集装箱码头的特点；（2）装卸船的机械选型应根据船型和货物种类的特点和要求进行选择，并且在机械设备上应注意发挥船机的作用；（3）水平运输机械的选型，一般情况下运距在100~150m以内时，以选用叉车为宜，运距较远时，宜采用牵引车、平板车为宜；（4）装卸机械选型要求坚持节能原则，目前，在港口所使用的装卸机械应优先选用电动机械和柴油机驱动的流动机械；（5）机械选型力求选用标准型机械，机械配备时应尽可能简化机型，统一规格，以便维修和备件的储备。4.3.3装卸机械选型件杂货码头的装卸机械以其在泊位的作业功能来划分。主要包括：装卸船机械，水平运输机械，装卸车（汽车、火车）机械。根据本码头特点选用机械如下：装卸船机械选用门座式起重机，轨距10.5m，起重量为10t，基距为10.5m，水平运输机械选用叉车4.3.4装卸工艺流程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，运距较长时，宜采用拖挂车。库场装卸作业机械的选型，宜选流动机械。装卸流程如下：进口：船门机叉车前方堆场叉车、轮胎吊后方堆场出口：后方堆场叉车、轮胎吊前方堆场叉车门机船4.3.5装卸机械数目的确定（1）门座起重机的数目：结合本港设计船型和泊位数确定门机数目为15台，选用的门机主要技术参数如下：表4-1门座起重机主要技术性能参数制造厂起重量（吊架下）（t）轨距（m）最大工作幅度（m）机重（t）上海港机场1010.530195（2）件杂货牵引车数目：牵引车主要作用是把货物从码头作业区运到前沿堆场，本港选用的车型主要技术参数如下：表4-2件杂货牵引车主要技术性能参数厂家型号自重（kg）拖载重量（kg）功率（kw）最高车速（km/h）东风汽车EQ4092FJ38671300072.76583一条装卸线配备一台牵引车，本码头有15条装卸线所以共配备15台牵引车（3）件杂货半挂车数目确定件杂货半挂车本身没有动力不能自行，要靠件杂货牵引车拖带运行。根据要求，选择件杂货半挂车的机型及相应的参数如下表5-3所示：表4-3件杂货半挂车主要技术性能参数厂家型号最大载重量（kg）自重（kg）车长（m）车宽（m）中国一汽CA913110000.00632011.2552.40一台件杂货牵引车配备两台半挂车，故件杂货半挂车台数取30台（4）叉车数目确定每条装卸线配备两台叉车，共配备30台叉车（5）轮胎吊数目确定每条生产线配备一台轮胎吊，共配备15台轮胎吊4.3.6码头人员确定（1）所需司机人数的确定查《港口工程技术规范》得起重机械、装卸机械人数，件杂货牵引车司机人数确定为30个人，门机司机人数为45个人，叉车司机人数为30人（2）装卸工人数的确定装卸工人数根据设计的作业线数、班次以及每条作业线的配工数进行计算：Nz=（4-1）式中：Nz—装卸工人数；nz—作业线数，本设计取为15；nb—昼夜作业班次数，本设计取为3；nr—每条作业线的配工数，本设计取为8；Kzl—装卸工人轮休率，本设计取为；Kzz—装卸工人出勤率，本设计取为95%。带入数据得：Nz==530.53故所需工人总数为531人。第5章码头结构方案设计5.1设计原则5.1.1结构选型结构的选型从四个主要因素来考虑：自然条件、使用要求、施工条件、经济性。从结构型式来分，码头分为重力式码头、高桩码头和混合式码头。其中重力式码头和高桩码头比较常用。重力式码头，其优点是结构坚固耐久，能承受较大的地面荷载和船舶荷载，对较大的集中荷载以及码头地面超载和装卸工艺变化适应性较强。综合各方面的因素，结构方案初步拟定为沉箱码头。5.1.2设计条件（1）设计船型：总长97，型宽15m，型深7.9m，满载吃水6.1m。（2）结构安全等级：二级。（3）自然条件：水位：设计高水位3.27m，设计低水位0.56m，施工水位取1.86m。地质条件：码头基床底面全部落坐在风化岩面上，风化岩承载力设计值[f/d]=500kpa，地震设计烈度为6度。（4）码头面荷载：根据码头使用要求，码头面使用荷载主要是堆货、门机荷载。其他流动机械荷载值较小可不考虑。堆货荷载：q=30kpa。门机荷载：基距10.5m，轨距10.5m。工作状态时，前轮最大轮压220kN（80kN），后轮最大轮压220kN（80kN）；门机有三种工作状态，选择其最不利的工作状态进行计算。（5）材料重度和内摩擦角标准值见表5-1表5-1材料重度和内摩擦角标准值材料名称重度（kN/m3）内摩擦角（°）水上水下混凝土胸墙2414—钢筋混凝土沉箱2515—块石1811455.2沉箱结构方案设计5.2.1沉箱结构(1)沉箱外形尺寸沉箱长度由施工设备能力，施工要求和码头变形缝间距确定。该码头的施工条件良好，没有特殊要求和限制，重力式码头变形缝间距一般采用10~30m，取沉箱长度为12m，码头总长575m，共48个沉箱。施工水位取1.86m，沉箱高度取决于基床顶面高程和沉箱顶面高程，箱顶高程要高于沉箱混凝土浇筑的施工水位，取2.16m，基床顶高程取港池底高程-6.64m，沉箱高度为8.80m。沉箱宽度主要由码头的水平滑动及倾覆的稳定性和基床及地基的承载力确定，根据工程经验一般为码头墙高的0.6倍左右，初步取5.30m（包括前趾和后踵，前趾和后踵各取0.8m）。(2)箱内隔墙设置。为了增加沉箱的刚度和减小箱壁和底板的计算跨度，在箱内设置一道纵隔墙和四道横隔墙。(3)沉箱构件尺寸。根据规范对沉箱构件的构造要求和本码头的受荷情况及工程经验，初步拟定沉箱各构件的尺寸为：前后板厚度300mm，底板厚度400mm，隔板厚度200mm，侧板厚取300mm，在各构件连接处设置200mm×200mm的加强角，以减少应力集中。(4)胸墙尺寸。采用阶梯式胸墙，施工水位即胸墙底高程取1.86m（使沉箱嵌入胸墙300mm），顶宽1.5m，胸墙高为4.6-1.86=2.74m(5)基床尺寸。暗基床，基床厚度取1.4m，底宽取8.1m，前肩宽4.0m，后肩宽2.6m。5.2.2作用分类及标准值计算参照《港口工程荷载规范》[6]、《港口水工建筑物》[9]有关规定。作用分布图以设计高水位为例，如5-1图所示：图5-1设计高水位作用分布图（标高单位：m）结构自重力（永久作用）结构自重力受水位影响，应对不同的水位情况分别计算，为了方便通常列表计算，正常使用期的情况如表5-1、5-2、5-3所示：表5-1设计高水位自重作用计算表计算项目自重力G（kN）对前趾力臂X（m）稳定力矩MG（kN·m）沉箱前后壁、纵隔墙12×0.8×8.1×15=1166.42.653090.96沉箱端板、横隔墙1.4×2.9×8.1×15=493.292.651307.22沉箱底板12×3.7×0.4×15=266.42.65705.96续表沉箱前、后趾0.5×（0.25+0.4）×0.8×12×2×15=93.62.65248.04沉箱竖加强角0.5×0.22×8.0×40×15=962.65254.4沉箱底加强角0.5×0.22×(2.9+1.92)×2×10×15=28.922.6576.64沉箱前仓填石（2.12×1.45×4.24-0.5×0.22×4.24×4）×5×11=698.202.161508.11沉箱后仓填石（2.12×1.45×8.1-0.5×0.22×8.1×4）×5×11=1333.833.094121.53胸墙11×1.5×12×24=4321.55669.6胸墙20.33×3.7×24×12+1.41×3.7×14×12=1228.12.653254.48沉箱上填石2.2×1×12×18=475.21.9902.88沉箱后踵填石0.5×(8.1+8.25)×0.8×11×12=863.284.94230.07合计7175.2220369.89每延米自重作用597.941697.49表5-2设计低水位自重作用计算表计算项目自重力G（kN）对前趾力臂X（m）稳定力矩MG（kN·m）沉箱前后壁、纵隔墙12×0.8×1.3×25+12×0.8×6.8×15=1291.22.653421.68沉箱端板、横隔墙1.4×2.9×1.3×25+1.4×2.9×6.8×15=546.072.651447.09沉箱底板12×3.7×0.4×15=266.42.65705.96沉箱前、后趾0.5×（0.25+0.4）×0.8×12×2×15=93.62.65248.04沉箱竖加强角0.5×0.22×1.3×25×40+0.5×0.22×6.7×15×40=106.42.65281.96沉箱底加强角0.5×0.22×(2.9+1.92)×2×10×15=28.922.6576.64续表沉箱前仓填石（2.12×1.45×4.24-4×0.5×0.22×4.24）×5×11=698.202.161508.11沉箱后仓填石（2.12×1.45×6.8-4×0.5×0.22×6.8）×5×11+（2.12×1.45×1.3-4×0.5×0.22×1.3）×5×18=1470.053.094542.47胸墙11×1.5×12×24=4321.55669.6胸墙23.7×1.74×12×14=1854.142.654913.48沉箱上填石2.2×1×12×18=475.21.9902.88沉箱后踵填石1.3×0.8×12×18+0.5×（6.8+6.95）×0.8×12×11=950.644.94658.14合计8212.8223376.05每延米自重作用684.441948表5-3极端高水位自重作用计算表计算项目自重力G（kN）对前趾力臂X（m）稳定力矩MG（kN·m）沉箱前后壁、纵隔墙12×0.8×8.1×15=1166.42.653090.96沉箱端板、横隔墙1.4×2.9×8.1×15=493.292.651307.22沉箱底板12×3.7×0.4×15=266.42.65705.96沉箱前、后趾0.5×（0.25+0.4）×0.8×12×2×15=93.62.65248.04沉箱竖加强角0.5×0.22×8.0×40×15=962.65254.4沉箱底加强角0.5×0.22×(2.9+1.92)×2×10×15=28.922.6576.64沉箱前仓填石（2.12×1.45×4.24-0.5×0.22×4.24×4）×5×11=698.202.161508.11沉箱后仓填石（2.12×1.45×8.1-0.5×0.22×8.1×4）×5×11=1333.833.094121.53续表胸墙10.25×1.5×12×24+0.75×1.5×12×14=2971.55460.35胸墙23.7×1.74×12×14=1081.582.652866.2沉箱上填石2.2×1×12×18=475.21.9902.88沉箱后踵填石0.5×(8.1+8.25)×0.8×11×12=863.284.94230.07合计6893.719772.36每延米自重作用574.481647.7施工期情况：施工期自重力由沉箱和沉箱内填石（根据施工期的稳定情况，可按设计填石高度填石，也可采取部分填石，本例按设计要求填石）组成，按设计低水位的情况计算，如图5-2所示，根据表5-1中沉箱自重和沉箱内填石自重的计算结果求得：沉箱自重力矩+前仓填石重×3.09+后仓填石重×2.16=5683.22+698.20×3.09+1333.83×2.16=10721.73（kN·m）G=4176.64/12=348.05（kN/m）M=10721.73/12=893.48（kN·m/m）图5-2施工期作用分布图（标高：m）土压力码头墙后填料为块石，水上重度=18kN/m3，水下重度=11kN/m3，内摩擦角，沉箱箱顶以下考虑墙背外摩擦角=/3=15°。作用于码头墙背的土压力按JTJ290—98《重力式码头设计与施工规范》[8]、《土力学》[7]的有关规定计算，本设计的计算项目包括码头墙后填料产生的土压力（永久作用）、堆货荷载产生的土压力（可变作用）和门机荷载产生的土压力（可变作用），堆货与门机荷载产生的土压力计算比较简单，并且不受水位变化的影响，码头墙后填料产生的土压力受水位变化的影响，应对不同的水位分别进行计算。主动土压力系数：码头后填料为块石，=45°，故Ka=tan2（45°-/2）=0.172；沉箱顶面以上Kax=Ka，Kay=0；沉箱顶面以下考虑=/3=15°，由《重力式码头设计与施工规范》Kax=Kacos=0.155，Kay=Kasin=0.041。（1）码头墙后填料产生的土压力EQ\o\ac(○,1)设计高水位各高程处的土压力强度的水平分量（kpa）：e4.6=0e3.27=18×1.33×0.172=4.118e1.86=（18×1.33+11×1.41）×0.172=6.785e`1.86=(18×1.33+11×1.41)×0.155=6.115e-6.64=（18×1.33+11×1.41+11×8.5）×0.155=20.607土压力强度分布图如下图5-1所示：6.7856.7856.11520.6074.118图5-1设计高水位土压力分布图土压力合力水平分力：EH=0.5×4.118×1.33+0.5×（4.118+6.785）×1.41+0.5×（6.115+20.607）×8.5=2.738+7.687+113.569=123.99（kN/m）土压力合力竖向分力：EV=113.569×tan15°=30.43（kN/m）对码头前趾的倾覆力矩：MEH=2.738×（9.91+1/3×1.33）+7.687×[2×4.118+6.7853×(4.118+6.785)×1.41+8.5]+113.569×8.5×对码头前趾的稳定力矩：MEv=30.43×（3.7+0.8）=136.94（kN·m/m）EQ\o\ac(○,2)设计低水位各高程处的土压力强度的水平分量（kpa）：e4.6=0e1.86=18×2.74×0.172=8.48e`1.86=18×2.74×0.155=7.65e0.56=（18×2.74+18×1.3）×0.155=11.27e-6.64=（18×4.04+11×7.2）×0.155=23.55土压力强度分布图如下图5-2所示：7.657.6511.2723.558.48图5-2设计低水位土压力分布图土压力合力水平分力：EH=0.5×2.74×8.48+0.5×（7.65+11.27）×1.3+0.5×（11.27+23.55）×7.2=11.62+12.30+125.36=149.27（kN/m）土压力合力竖向分力：EV=（12.30+125.36）tan15°=36.89（kN/m）对码头前趾的倾覆力矩：MEH=11.62×（8.5+1/3×2.74）+12.30×[2×8.48+11.273×(8.48+11.27)×1.3+7.2]+125.36×8.5×对码头前趾的稳定力矩：MEV=36.89×（3.7+0.8）=166.01（kN·m/m）EQ\o\ac(○,3)极端高水位各高程处的土压力强度的水平分量（kpa）：e4.6=0e4.35=18×0.25×0.172=0.774e1.86=（18×0.25+11×2.49）×0.172=5.49e`1.86=(18×0.25+11×2.49)×0.155=4.95e-6.64=（18×0.25+11×2.49+11×8.5）×0.155=19.44土压力强度分布图如下5-3图所示,5.495.494.9619.440.774图5-3极端高水位土压力分布图土压力合力水平分力：EH=0.5×0.774×0.25+0.5×（0.774+5.49）×2.49+0.5×（4.95+19.44）×8.5=0.097+7.80+103.66=111.56（kN/m）土压力合力竖向分力：EV=103.66×tan15°=27.78（kN/m）对码头前趾的倾覆力矩：MEH=0.097×（10.99+1/3×0.25）+7.8×[2×0.774+5.493×(0.774+5.49)×2.49+8.5]+103.66×8.5×对码头前趾的稳定力矩：MEv=27.78×（3.7+0.8）=125.01（kN·m/m）（2）堆货荷载产生的土压力（可变作用）堆货荷载引起的土压力如下图5-4所示，各种水位时，堆货荷载产生的土压力标准值（kpa）均相同。e4.6~1.86=30×0.172=5.16e`1.86~-6.64=30×0.155=4.65堆货荷载引起的水平作用：EqH=5.16×2.74+4.65×8.5=14.14+39.53=53.67（kN/m）堆货荷载引起的竖向作用：EqV=39.53×tan15°=10.59（kN/m）对码头前趾的倾覆力矩：MEqH=14.14×（8.5+0.5×2.74）+39.53×0.5×8.5=139.56+168.00=307.56（kN·m/m）对码头前趾的稳定力矩：MEqv=10.59×4.5=47.66（kN·m/m）堆货荷载引起的土压力如下图5-4所示，5图5-4堆货荷载引起的土压力（3）门机荷载产生的土压力门机荷载按一台作用时产生的土压力计算，每段沉箱上共作用16个轮子。考虑到三种工作情况，各种情况下不论何种水位，门机产生的土压力分布范围相同，经分析当前轮80kN/轮，后轮220kN/轮时为最不利情况，本设计就这一情况下进行门机荷载产生的土压力进行计算EQ\o\ac(○,1)第一种情况：前轮80kN/轮，后轮220kN/轮门机后轮产生的附加土压力强度为：ep=式中:Kax取0.155；h`取11.31m；P=220×8/12=146.67（kN/m）ep==4.02（kpa）门机后轮产生附加土压力引起的水平作用和倾覆力矩分别为：EqH=0.5×3.24×2.29=3.71（kN/m）MqH=3.71×1.55=5.75（kN·m/m）门机后轮产生附加土压力引起的竖向作用和稳定力矩分别为：EqV=3.71×tan15°=0.99（kN/m）MqV=0.99×5.3=5.25（kN·m/m）门机前轮产生附加土压力引起的竖向作用和稳定力矩分别为：G=80×8/12=53.33（kN/m）MG=53.33×2.8=149.33（kN·m/m）EQ\o\ac(○,2)第二种情况：前轮220kN/轮，后轮80kN/轮门机后轮产生的附加土压力强度为：ep=式中:Kax取0.155；h`取11.31m；P=80×8/12=53.33（kN/m）ep==1.46（kpa）门机后轮产生附加土压力引起的水平作用和倾覆力矩分别为：EqH=0.5×0.83×3.24=1.35（kN/m）MqH=1.35×1.55=2.09（kN·m/m）门机后轮产生附加土压力引起的竖向作用和稳定力矩分别为：EqV=1.35×tan15°=0.36（kN/m）MqV=0.36×5.3=1.92（kN·m/m）门机前轮产生附加土压力引起的竖向作用和稳定力矩分别为：G=220×8/12=146.67（kN/m）MG=146.67×2.8=410.67（kN·m/m）EQ\o\ac(○,3)第三种情况：前轮100kN/轮，后轮200kN/轮，门机后轮产生的附加土压力强度为：ep=式中:Kax取0.155；h`取11.31m；P=200×8/12=133.33（kN/m）ep==3.65（kpa）门机后轮产生附加土压力引起的水平作用和倾覆力矩分别为：EqH=0.5×3.24×2.08=3.37（kN/m）MqH=3.37×1.55=5.22（kN·m/m）门机后轮产生附加土压力引起的竖向作用和稳定力矩分别为：EqV=3.37×tan15°=0.90（kN/m）MqV=0.90×5.3=4.79（kN·m/m）门机前轮产生附加土压力引起的竖向作用和稳定力矩分别为：G=100×8/12=66.67（kN/m）MG=66.67×2.8=186.67（kN·m/m（4）码头前沿堆货引起的竖向作用码头前沿堆货范围按8m计算。G=8×30=240（kN/m）码头前沿堆货产生的稳定力矩：MG=240×（4+9.5）=3240（kN·m/m）船舶作用力（可变作用）（1）一般规定根据《海港水文规范》[10]作用在固定式系船靠船结构上的船舶荷载可包括如下内容：①由风和水流产生的系缆力；②由风和水流产生的挤靠力；③船舶靠岸时产生的撞击力；EQ\o\ac(○,4)系泊船舶在波浪作用下产生的撞击力。系船柱块体与码头胸墙浇筑在一起，船舶系缆力通过系船柱和胸墙传给码头墙身，船舶撞击力和挤靠力对码头起稳定作用，不需考虑。（2）作用于船舶上的风荷载作用在船舶上的计算风压力的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宜按下列公式计算：（5-1）（5-2）船舶水面以上受风面积A可按设计船型和船舶的装载情况确定，3000t件杂货船半载或压载时的受风面积按下列公式计算：满载时：log=-0.036+0.742×log（5-3）半载或压载时：log=0.283+0.727×log（5-4）式中：—分别为作用在船舶上的计算风压力的横向和纵向分力（kN）；—分别为船体水面以上横向和纵向受风面积（m2）；—船舶载重量（t），取3000t；—分别为设计风速的横向和纵向分量（m/s），取台风过境情况最大风速；—风压不均匀折减系数，内插法求得为0.64代入数据可得：=349.95m2=1230.27m2(3)作用在船舶上的水流力①水流横向力计算水流对船舶作用产生的水流力船首横向和船尾横向分力可按下式计算：（5-5）（5-6）钢铁船横向投影面积按下式计算：（5-7）式中：—分别为水流对船首横向分力与船尾横向分力（kN）；—分别为水流对船首横向分力系数与船尾横向分力系数，查表5-4；—水的密度，对海水=1.025t/m3，入海口密度在1~1.020之间，这里取1.025；V—水流流速，本设计取；—船舶吃水线以下的横向投影面积（m2）；—船舶载重量（t），取3000t；表5-4开敞式海港透空式系船、靠船结构水流力船首横向分力和船尾横向分力系数相对水深d/D80.000.050.070.081.50.090.040.060.06注：d为系靠船结构前沿水深（m）；D为船舶计算装载度相对应的平均吃水（m）。，则由内插法得=0.12，=0.065。所以②水流力纵向分布计算水流对船舶作用产生的水流力纵向分布，可按下式计算：（5-8）水流纵向分力系数可按下式确定（5-9）水流对船舶作用的雷诺数可按下式计算：（5-10）船舶吃水线以下的表面积可按下式确定：（5-11）式中：—水流对船舶作用的水流力纵向分布力（kN）；—水流纵向分力系数；—入海口密度在1~1.020之间，这里取1.010；V—水流速度（m/s），取；S—船舶吃水线以下的表面积（m2）；—船舶吃水线长度（m）；—水的运动粘性系数（m2/s），水温取，查表得；—水流对船舶作用的雷诺数；—系数，查表5-6；—船长（m）；—船舶吃水（m）；—船宽（m）；—船舶方形系数，钢铁船取0.625。表5-5水的运动粘性系数水温（度）05101520253040运动粘性系数（）1.791.521.311.141.000.890.800.66表5-6系数b船舶方形系数B/Db0.8252.20.0090.0153.50.0060.0080.6252.20.0000.0023.50.0040.009注：油轮、散货船及河驳值取0.825，杂货船、河船值取0.625。，由直线内插法，系数b为0.0008。所以：㎡则（4）船舶系缆力的计算下面按照JTJ215—98《港口工程荷载规范》的有关规定计算船舶系缆力，在计算船舶系缆力中，只计算垂直于码头前沿线的系船力，风速Vx=26m/s，计算公式如下：作用在每个系船柱上的系缆力的标准值可按下式进行计算：N=（5-12）式中：N—系缆力标准值；—风和水流对船舶作用的横向分力总和（kN）；K—系船柱受力不均匀系数，当实际受力的系船柱数目n=2时，K=1.2，n>2时，K=1.3；n—计算船舶同时受力的系船柱数目，本设计取为2；—系船缆的倾角，为系船缆的水平投影与码头前沿线的夹角，系船缆与水平面的夹角；实际计算中，本设计按海港码头取=30°、=15°；带入数据得：N==226kN根据《荷载规范》海船系缆力标准值由内插法取226KNNX=226sin300cos150=109.15KNNy=226cos300sin150=50.66KNNz=226sin150=58.49KN由系缆力引起的垂直，水平作用的倾覆力矩分别为：贮仓压力（永久作用）只计算前仓格的贮仓压力，后仓格贮仓压力计算方法与前仓格相同。贮仓尺寸：H=4.24m按《重力式码头设计与施工规范》（JTJ290—98）附录F计算：,故按深仓计算。箱内填石：=450；取=300；=11kN/m3根据（JTJ290—98）公式（F.0.1—4）=1-sin450=0.293 (m2)根据（JTJ290—98）公式F.0.1~3==0.393/m式中：L—矩形仓的横截面内的最大边长；—垂直压力标准值；—侧压力标准值；A—系数（1/米）；K—仓内填料的侧压力系数；—填料内摩擦系数；U—仓的横截面内周长；—填料与仓壁之间的外摩擦角标准值；S—空腔横截面面积；H—仓内填料高度；Z—计算点距填料顶面的深度；—仓内填料重度的标准值。贮仓压力计算结果如表6-2-8：表5-7贮仓压力计算结果贮仓压力（kpa）Z（m）01.062.84.24[1－e-AZ]09.5215.9522.6702.794.676.6波浪力（可变作用）波浪力波峰作用和波谷作用的波浪力方向相反，分别按不同的计算项目取用，并且波浪力受水位变化的影响，对不同的水位要分别计算。波浪力标准值计算按照《海港水文规范》（JTJ215—98）的有关条款及规定计算。（1）设计高水位情况：H1%=1.69m，=2.9sd=3.27+6.64=9.91（m）EQ\o\ac(○,1)波长计算：按（JTJ215—98）中第4.1.3条计算。(5-13)式中：≈1.0查（JTJ213-98）附录G，得②波压力强度计算d=9.91>2H=2×1.69=3.38（m），则墙前产生立波。③波峰作用时，按（JTJ213-98）第条计算：静水面以上深度处波压力强度为p=0；静水面以下深度Z处波压力强度：(5-14)式中：—静水面以下深度Z处的波浪压力强度；γ—水的重度（河水密度取1.025）；Z—静水面以下深度m。计算Z=0，3时的波压力强度：静水面以下6.61m处波压力强调为0,，水底处波压力强度为0，如图5-5所示，图5-5设计高水位波峰压力分布图波谷作用时按（JTJ213-98）中第8.1.3条计算：—波浪中线超静水面的高度。静水面处波压力强度p=0；静水面以下深度（m）处波压力强度：静水面以下6.61m处波压力强调为0,，水底处波压力强度为0⑤波谷压力引起水平作用和倾覆力矩：=5.23+28.98=34.21（kN/m）=48.31+149.73=198.04()波谷作用分布图如图5-6所示，图5-6设计高水位波谷压力分布图（2）设计低水位情况：H1%=1.66m，=2.9sd=0.56+6.64=7.20（m）EQ\o\ac(○,1)波长计算：按（JTJ215—98）中第4.1.3条计算。(5-13)式中：≈1.0查（JTJ213-98）附录G，得②波压力强度计算d=7.2>2H=2×1.66=3.32（m），则墙前产生立波。③波峰作用时，按（JTJ213-98）第条计算：静水面以上深度处波压力强度为p=0；静水面以下深度Z处波压力强度：(5-14)式中：—静水面以下深度Z处的波浪压力强度；γ—水的重度（河水密度取1.025）；Z—静水面以下深度m。计算Z=0，5时的波压力强度：静水面以下6.52m处波压力强调为0,，水底处波压力强度为0，波峰压力如图5-7，图5-7设计低水位波峰压力分布图波谷作用时按（JTJ213-98）中第8.1.3条计算：—波浪中线超静水面的高度。静水面处波压力强度p=0；静水面以下深度（m）处波压力强度：静水面以下6.52m处波压力强调为0，水底处波压力强度为0，波谷压力分布图如图5-8所示，图5-8设计低水位波谷压力分布图波谷压力引起水平作用和倾覆力矩：=5.13+28.29=33.42（kN/m）=33.52+73.03=106.55()（3）极端高水位情况：H1%=2.32m，=2.9sd=4.35+6.64=10.99（m）EQ\o\ac(○,1)波长计算：按（JTJ215—98）中第4.1.3条计算。(5-13)式中：≈1.0查（JTJ213-98）附录G，得②波压力强度计算d=10.99>2H=2×2.32=4.64（m），则墙前产生立波。③波峰作用时，按（JTJ213-98）第条计算：静水面以上深度处波压力强度为p=0；静水面以下深度Z处波压力强度：(5-14)式中：—静水面以下深度Z处的波浪压力强度；γ—水的重度（河水密度取1.025）；Z—静水面以下深度m。计算Z=0，3时的波压力强度：静水面以下6.4m处波压力强调为0,，水底处波压力强度为0，分布图如图5-9所示，图5-9极端高水位波峰压力分布图波谷作用时按（JTJ213-98）中第8.1.3条计算：—波浪中线超静水面的高度。静水面处波压力强度p=0；静水面以下深度（m）处波压力强度：静水面以下6.54m处波压力强调为0,，水底处波压力强度为0，分布图如图5-10所示，图5-10极端高水位波谷压力分布图⑤波谷压力引起水平作用和倾覆力矩：=5.44+34.53=39.97（kN/m）=56.05+192.91=248.96()（4）施工期间情况：H1%=1.22m，=2.55sd=0.56+6.64=7.2（m）EQ\o\ac(○,1)波长计算：按（JTJ215—98）中第4.1.3条计算。(5-13)式中：≈1.0查（JTJ213-98）附录G，得②波压力强度计算d=7.2>2H=2×1.22=2.44（m），则墙前产生立波。③波峰作用时，按（JTJ213-98）第条计算：静水面以上深度处波压力强度为p=0；静水面以下深度Z处波压力强度：(5-14)式中：—静水面以下深度Z处的波浪压力强度；γ—水的重度（河水密度取1.025）；Z—静水面以下深度m。计算Z=0，3时的波压力强度：静水面以下5.14处波压力强调为0,，水底处波压力强度为0波峰压力引起水平作用和倾覆力矩：=7.63+32.15=39.78（kN/m）=48.73+82.09=130.82()施工期沉箱沉放时面板所受水压力沉箱在基床上沉放时，一般采用灌水压载法。随着沉箱均匀缓慢地下沉，外壁水压力逐渐增大，当沉箱底与基床顶面相接触的瞬间，箱壁所受的水压力最大。此时，沉箱顶部与水面齐平，且沉箱所受浮力与沉箱总重恰好相等，箱内压载水深h。（1）沉箱总重：根据表6-1-1中沉箱项自重力计算的结果得：=2144.61×=3574.35（kN）沉箱所受浮力：F=V=10.25×[8.5×3.7+0.5×（0.25+0.4）×0.8×2]×12=3932.31（kN）压载水体积：V===3.49（m3）由V=2.12×1.45h-0.5×0.22×2（1.92+1.25）-0.5×0.22×（h-0.1）×4=3.074h-0.128-008h+0.008=2.994h-0.120得h=1.21m沉箱面板所受水压力：P=8.5×10.25-1.21×10.25=87.13-12.40=74.73（kpa）沉箱下沉水压力分布图如图5-11所示，图5-11沉箱下沉水压力分布图码头荷载标准值汇总码头荷载标准值汇总如表5-8表5-8码头荷载汇总表作用分类荷载情况垂直力（kN/m）水平力（kN/m）稳定力矩（kN·m/m）倾覆力矩（kN·m/m）永久作用自重力设计高水位597.941697.49设计低水位684.441948极端高水位574.481647.70施工期348.05893.48填料土压力设计高水位30.43123.99136.94494.10设计低水位36.89149.27166.01647.79极端高水位27.78111.56125.01427.95可变作用波谷压力设计高水位34.21198.04设计低水位33.42106.55极端高水位39.97248.96施工期波浪力39.78130.82堆货土压力10.6053.6747.66307.56前沿堆货2403240门机作用（情况一）54.323.71154.585.75续表门机作用（情况二）147.031.35412.592.09门机作用（情况三）67.573.37191.465.22船舶系缆力-4.879.10112.02第6章沉箱码头稳定性验算6.1作用效应组合根据《重力式码头设计与施工规范》（JTJ290—98）的规定，作用效应组合应考虑持久组合、短暂组合和偶然组合，结合本工程实际情况，本码头稳定性验算时考虑了以下作用效应组合：持久组合一：极端高水位（永久作用）+堆货(主导可变作用)+波谷压力（非主导可变作用）；持久组合二：设计高水位（永久作用）+堆货(主导可变作用)+波谷压力（非主导可变作用）；持久组合三：设计高水位（永久作用）+波谷压力(主导可变作用)+堆货（非主导可变作用）；持久组合四：极端高水位（永久作用）+波谷压力(主导可变作用)+堆货（非主导可变作用）；短暂组合：设计高水位（永久作用）+波峰（主导可变作用）；偶然组合：该地区地震烈度为6度，根据《水运工程抗震设计规范》[12]的规定，可不进行抗震设计，所以不考虑偶然组合情况。6.2稳定验算按照《重力式码头设计与施工规范》（JTJ290—98）的有关规定，进行了沿基床顶面的抗滑稳定验算、对墙底面前趾（持久组合）和后踵（短暂组合）的抗倾稳定验算和基底承载力验算。6.2.1码头沿基床顶面的抗滑稳定性验算根据持久组合一、二，应考虑波浪作用，堆货土压力为主导可变作用，根据《重力式码头设计与施工规范》（JTJ290—98）的规定采用下式验算：对于持久组合三、四，应该考虑波浪作用，且波浪力为主导可变作用时，按下式计算：短暂组合情况按照《防波堤设计与施工规范》中下式计算：式中各分项系数，根据组合不同按照规范取值，计算见表6-1、6-2。6.2.2码头沿基床顶面的抗倾稳定性计算：根据《重力式码头施工与设计规范》，对于持久组合一、二，当应考虑波浪作用，堆货土压力为主导可变作用时，按下式计算：对于持久组合三、四，当应考虑波浪作用，且波浪作用为主导可变作用时，根