毕业设计（论文）-5000DWT级大件出运工业码头泊位设计

摘要第一章建设条件1.1工程地理位置本工程位于大连湾镇棉花岛海域，港址所在位置俗称甜水套湾。地理坐标为东经122°40′05″，北纬39°00′43″。厂区道路连通定远路，距离大连开发区的高速路振兴路入口不足2公里，距沈大高速公路后盐口约8.0公里，交通较为便利。西部水域距离大连船舶重工海洋工程基地不足400m，东侧比邻棉花岛港务公司北岛码头，与大连港隔海相望。1.2气象条件本工程气象资料是采用大连气象台1951年2003年观测资料进行分析而得到的。大连市气象台坐标东经121°38′，北纬38°54′。1.2.1气温年平均气温：10.7℃；平均最高气温：14.4℃；平均最低气温：7.6℃；极端最高气温：35.3℃（出现于1972年6月10日）；极端最低气温：-21.1℃（出现于1970年1月4日）；气温最高月份是8月，气温最低月份是1月。1.2.2降水降水会影响港口的生产和船舶的运行，这对港口的营运会有很大的影响。因此，为了分析港口的装卸时长、装卸质量和码头附属设施的排水情况，港口规划统计年平均降水量、年最大降水量、日最大降水量、日降水时长。根据1951年~2003年资料统计结果显示年平均降水量：612.6mm；年最大降水量：970.2mm（出现于1951年）；日最大降水量：232.1mm（出现于1992年9月1日）；日降水量≥50mm平均日数：2.1天。1.2.3风况为研究风的脉动特征并根据工程的需求，需对风向和风速进行观测，统计最大风速、风向及风向频率，最后绘制风向频率玫瑰图和最大风速玫瑰图。大连气象台1951~2003年风向频率统计表（%）表1.2-1风向NNNENEENEEESESESSESSSWSWWSWWWNWNWNNWC最多风向频率年15422336812953337114N15注：大连气象台地理坐标为121°38′E，38°54′N。图1.2-1大连气象台风向风速玫瑰图（1951~2003）根据大连气象台1951~2003年逐年最大风速，应用频率分析方法，确定对本基地影响较大的WNW、W和WSW向的设计风速见表1.2-2。设计风速表（m/s）表1.2-2重现期50年25年10年5年2年WNW17.616.214.312.911.3W17.115.513.311.89.9WSW14.713.411.710.48.9由于台风的破坏力较大而且对潮位也有一定的影响，因此对台风规律的分析及路径的调查也是港口规划统计的一项重要的工作。1.2.4雾况作为影响船舶航行的诸多因素之一的雾能够妨碍船航行时的能见度，影响航行时对方位的判断。为减少因雾而发生的海上事故，港口规划统计考虑雾况的影响。1.2.5相当湿度多年平均相对湿度为67%。冬、春季节相对湿度较低。1.2.6雷暴根据1951年~2004年多年统计平均雷暴日为20.3天。年最多雷暴日（1959年）为38天。1.3水文资料1.3.1潮汐1、基准面及换算关系本工程潮位基准面将采用大连筑港零点作为起算面，大连筑港零点与其他基准面的关系如图1.3-1。图1.3-1基准面换算关系示意图2、潮型本港区规则半日潮，潮汐性质系数。3、潮位特征值本港区无潮位观测资料，采用临近海区大连港1953年~1972年资料统计：最高潮位5.00m（1939年8月31日）；4.60m（1970年7月20日）；最低潮位-0.66m（1970年12月13日）；平均高潮位3.17m；平均低潮位1.08m；平均潮差2.09m；平均潮位2.23m。4、设计水位设计高水位4.15m；设计低水位0.60m；校核高水位5.10m；校核低水位-1.15m；施工水位2.20m。乘潮水位根据大连港4年实测潮位资料，推算乘潮水位见表1.3-1和表1.3-2。乘潮水位选择冬三月历时3小时保证率为90%的水位2.21m。全年乘潮水位表表1.3-1潮位（M）历时保证率60%70%75%80%85%90%2.0H3.022.912.822.762.682.512.5H2.962.822.762.702.612.453.0H2.872.752.692.622.542.38冬三月（12~2月）乘潮水位表1.3-2潮位（M）历时保证率60%70%75%80%85%90%2.0H2.792.692.612.532.432.342.5H2.722.622.562.462.372.293.0H2.632.542.462.382.302.211.3.2波浪1、波况根据港址所处地理位置表明，工程位置主要受到外海SE、SSE向外海入射波及S向小风区风浪的影响。而其他各方向，均受地形影响不能进入港区。图1.3-2大窑湾波浪玫瑰图2、设计波浪要素本海区由长期海浪观测站—大连老虎滩海洋站。通过外海波浪推算并参考周边相邻工程的设计波浪数值，确定出本工程港区外-7.0m水深处的波要素，见表1.3-3。港区外设计波浪要素（-7.0m）表1.3-3重现期波向H1%H4%H5%H13%（s）50SE6.265.535.384.719.0SSE5.214.554.423.587.510SE4.874.224.093.547.0SSE3.653.143.032.596.52SE2.502.102.001.705.1SSE2.422.051.981.685.1根据《海港水文规范》（JTS145-2-2013）相关规定，推算出码头及护岸位置处的设计波要素，间表1.3-4和表1.3-5。码头位置设计波浪要素表1.3-4重现期设计水位H1%H4%H5%H13%（s）50HWL5.134.534.413.869.0LWL3.84*3.84*3.84*3.84*10HWL4.003.463.352.907.0LWL3.84*3.603.493.022HWL2.181.851.781.515.1LWL2.141.821.751.49注：*为破碎波高。护岸位置设计波浪要素表1.3-5重现期设计水位H1%H4%H5%H13%（s）50HWL2.051.811.761.549.01.3.3潮流1.3.4海冰据调查资料，本湾内12月中旬开始结冰，2月上旬为冰洁的最盛期，2月下旬海冰将开始解冻，3月下旬完全融化。湾内海面冰冻防卫是西北部零米线以上的海漫滩部分，厚度0.3~0.5m。一般来说这个月份的海冰不会影响航行。1.4地形地貌1.4.1地质、泥沙场区原始地貌为水下岸坡，海底地势高低起伏，勘察区域内钻孔孔口标高-5.1~-2.60m之间。湾内无天然河流入海，泥沙淤积现象不是很显著，按照自然地貌沉积速度推算，海湾沉积效率为0.3~0.5mm/a。1.4.2地质构造场区基底岩石为震旦系南关岭组石灰岩、泥灰岩（Zn），近东西走向，向西南倾，倾角约50~70度。钻探揭露范围内，未见有断裂构造。1.4.3岩土层分布特征经本次勘察钻孔揭露，场地上覆第四系土层为淤泥、红泥土等；下部基岩为震旦系南关岭组石灰岩、泥灰岩。岩土层特征分述如下：①1淤泥（Q4m）：深灰色，饱和，流塑，见有少量贝壳碎片，有腥味，底层多混有少量灰岩碎石、角砾。钻孔揭露厚度1.60~3.60m，平均厚度2.57m，底层深度1.60~3.60m，层底高程-4.90~-8.64m，该层在场区内分布连续。②红泥土（Q3el）：红褐色，饱和，可塑，韧性一般，干强度中等，切面少有光泽，局部混有10%左右的灰岩角砾，角砾粒径1-10mm。层底标高-6.48m。该层仅在S3钻孔有分布。③2强风化泥灰岩（Zn）：黄褐色，泥质结构，层状构造，为软岩，破碎，岩体基本质量等级为V级；主要由碳酸盐矿物及泥质矿物组成，岩石节理裂隙很发育，岩芯呈碎块状、片状，个别可用手折断，进尺较快。该层层厚0.40~1.80m，平均厚度1.05m，层顶标高-7.66~-4.99m，层底埋深2.90~4.70m，该层在场区内分布较连续。③3中风化泥灰岩（Zn）：浅黄色，泥质结构，层状构造，为较软岩，较破碎较完整，岩体基本质量等级为IV级，岩石节理裂隙发育，岩芯破碎呈碎块状，主要由碳酸盐矿物及泥质矿物组成。控制厚层0.5~1.1m，层顶标高-8.66~-5.60m。层顶深度2.50~4.70m，该层在场区内分布较连续。④中风化石灰岩（Zn）：深灰色，隐晶质结构，层状构造，为较软岩，较破碎，岩体基本质量等级为IV级，主要由碳酸岩矿物组成，岩石节理裂隙较发育，有方解石细脉穿入，岩芯呈块状、柱状。分布不连续，仅在少量钻孔见该层（S3、S8、S9）。控制层厚0.5~1.0m，层顶标高-14.28~-4.98m。1.4.4土样物理力学指标1、标准贯入试验：根据各土层的标准贯入试验数据，进行统计成果如下：标准贯入试验成果统计表表1.4-1层号土层击数频数范围值（击）平均值（击）标准差变异系数修正系数标准值①淤泥实测111.0~1.010011修正10.8~0.80.80010.8②红粘土实测56~87修正54.7~5.85.3③2强风化泥灰岩实测1078~10888.3100.110.9382.4修正1060.6~82.969.67.380.110.9365.3十字板剪切强度试验：对淤泥不同深度下十字板剪切抗剪强度指标值（平均值和标准值）进行统计，统计成果如下：淤泥质土层不同深度下十字板指标值表1.4-2试验点深度试验项目频数范围值平均值标准差变异系数标准值0~1原状土Cu63.8~70.204.22重塑土Cu’1.5~2.120.370.191.731~2原状土Cu66.4~17.512.43.990.329.12重塑土Cu’3.6~90.304.732~3原状土Cu212.8~14.813.8重塑土Cu’7.7~7.97.83、岩石饱和单轴抗压强度：岩石饱和单轴抗压强度表1.4-3岩土名称强度指标频数范围值（MPa）平均值frm（MPa）标准差变异系数标准值frk（MPa）中风化泥灰岩饱和单轴抗压强度35.69~38.219.99中风化石灰岩饱和单轴抗压强度67.44~34.619.5410.170.5211.15各土层室内试验成果统计：各土层室内试验成果统计表1.4-4目标物理性质指标力学性质指标含水率密度干密度土粒比重孔隙比饱和度液限塑限塑性指标液性指标固结快剪压缩系压缩模量粘聚力内摩擦角WdGseSrLpIPILEsc淤泥样本88888888888888平均值60.91.661.032.701.6399.442.521.451.491.752.5标准值5.10.040.061.050.830.30.4变异系数0.080.020.050.080.010.040.040.00.40.24建议值64.11.661.03--1.6918.32.021.451.491.272.09红粘土样本66666666666666平均值32.91.661.412.740.9521.30.330.355.4648.310.9标准值4.210.050.080.113.871.200.650.560.190.030.426.120.74变异系数0.130.020.060.110.040.030.020.030.590.100.080.130.07建议值36.41.881.41--1.0321.30.490.355.4643.110.35、各岩土层容许承载力：各岩土层容许承载力统计表表1.4-5层号岩土名称容许承载力（kpa）①1淤泥--②红泥土160③2强风化泥灰岩350③3中风化泥灰岩1200④中风化石灰岩15001.4.5不良地质现象本场地属于石灰岩分布区，根据临近场地的勘察资料，岩溶比较发育，形式上以溶洞、溶沟及溶蚀裂缝为主，充填红粘土及粘土混碎石。本次勘察，勘测区域未见滑坡、泥石流、采空区、地裂缝等不良地质作用、构造稳定性良好，场地适宜建筑。1.5地震按《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001），拟建场区的设计地震基本加速度值为0.1g，抗震设防烈度为7度，设计地震分组为第二组。根据《水运工程抗震设计规范》（JTS146-2012）的规定，从场地土的性质判定，因场地上部覆盖有淤泥为软弱土，场地类别为II类，判定本场地为建筑抗震不利地段。第二章总平面布置总平面布置2.1建设内容水工建筑物的建设内容、规模和安全等级见表2.1-1。水工建筑物的建设内容、规模和安全等级表2.1-1序号建设内容规模安全等级1顺岸码头100.0二级2护岸60.98二级2.2设计条件2.2.1设计船型设计船型尺度表表2.1-2设计船型船长（m）船宽（m）型深（m）吃水（m）5000DWT自航甲板驳82.326.04.53.512.2.2设计荷载1、工艺荷载码头面、护岸顶部及后方均布荷载均按60kPa考虑。2、船舶荷载计算内容见第四章4.4。3、波浪力计算内容见第四章4.5。4、土压力计算内容见第四章4.3。2.2.3设计依据1、设计采用规范《海港总体设计规范》（JTS165-2013）《港口工程荷载规范》（JTS144-1-2010）2、码头工程属性根据大窑湾工业码头港区的整体规划以及整体场区的布置，本次设计码头选址在场区的西南方向，原有良好的掩护，属于良好掩护码头。拟建一个5000DWT自航甲板驳船泊位。2.3设计主尺度2.3.1确定码头主尺度码头泊位长度：根据《海港总体设计规范》（JTS165-2013）设计规定，对有掩护水域的单个泊位，码头泊位长度计算：Lb=L+2d式中：L-设计船长（m）d-富余值（m）设计船长为82.3m，富余值为（8~10）m，泊位长度为（98.3~102.3）m。故泊位长度取100m。2、码头泊位宽度：根据工艺使用要求，泊位宽度=2倍的设计船宽。船宽为26m。故泊位宽度取262=52m。3、码头前沿设计水深：根据《海港总体设计规范》（JTS165-2013）5.4.11规定，码头前沿设计水深按下列公式计算：D=T+Z1+Z2+Z3+Z4Z2=KH4%-Z1式中：D—码头前沿设计水深（m）；T—设计船型满载吃水（m），取3.51m；Z1—龙骨下最小富余水深（m）取0.6；Z2—波浪富余深度（m），当计算结果为负值时，取Z2=0；K—系数，顺浪取0.3，逆浪取0.5，此次取0.5；H4%—码头前允许停泊的波高；Z3—船舶因配载不均匀而增加的艉吃水（m），取0.2；Z4—备淤深度（m），取0.4。此次码头设计海底地质为淤泥质，Z1=0.6；码头前水域为逆浪，K=0.5；码头前允许停泊的波高为1.2m；根据《海港总体设计规范》查表得：Z3=0.2，Z4=0.4；经计算码头前沿设计水深D为-4.69m，取D=-5.0m。4、码头顶高程：根据《海港总体设计规范》（JTS165-2013）规定，对于有掩护码头的前沿高程，按下面两种标准计算：基本标准：码头前沿顶高程=设计高水位+超高值（1.0~1.5m）=5.15~6.15m复核标准：码头前沿顶高程=极端高水位+超高值（0.0~0.5m）=5.1~5.6m故码头顶高程为5.5m。5、码头底高程：根据《海港总体设计规范》（JTS165-2013）5.4.13规定，码头前沿底高程应根据确定的设计起算水位和码头设计前沿水深确定。码头前沿底高程=设计低水位-D故码头前沿底高程为5.6m，取5.5m。2.3.2确定航道主尺度航道通航水深：根据《海港总体设计规范》（JTS165-2013）6.4.6规定，航道通航水深与设计水深与设计船型吃水、船舶航行下沉量、航道底质、水体密度、维护周期等因素确定，可按下列公式计算：D0=T+Z0+Z1+Z2+Z3式中：D0—航道通航水深（m）；T—设计船型满载吃水（m），取3.15m；Z0—船舶航行时船体下沉增加的富余水深（m）；Z1—龙骨下最小富余水深（m），取0.6；Z2—波浪富余深度（m），当计算结果为负值时，取Z2=0；Z3—船舶因配载不均匀而增加的艉吃水（m）；经计算，航道通航水深为5.41m。2、航道设计水深：根据《海港总体设计规范》（JTS165-2013）6.4.6规定，航道设计水深可按下列公式计算：D=D0+Z4式中：D—航道设计水深（m）；Z4—备淤深度（m），取0.4。经计算，航道设计水深为5.81m。航道设计宽度：本次码头航道设计为单项航道，根据《海港总体设计规范》（JTS165-2013）规定，航道设计宽度可按下列公式计算：W=A+2CA=n(Lsin+B)式中：W—航道设计宽度（m）；A—航迹带宽度（m），取66.6m；C—航道侧壁间富余间距（m），取13m；L—设计船长（m），取82.3m；B—设计船宽（m），取26m；n—船舶飘移倍数—风、流压偏角（°）。航道有效宽度计算表表2.3-1设计船型nLBACW5000吨自航甲驳船1.451482.32666.61379.6取航道设计宽度为80m。2.3.3回旋水域1、回旋水域直径根据《海港总体设计规范》（JTS165-2013）5.3.3规定，船舶回旋水域设置在方便船舶进出港、靠离码头的水域，根据船舶回旋水域尺度表，确定回旋水域直径为（2.0~2.5）L=（2.0~2.5）82.3=164.6~205.75m。经计算，回旋水域直径为165m。2、制动水域根据《海港总体设计规范》5.3.2规定，制动距离取3倍设计船长，即3×82.3=246.9m，取250.0m。3、船舶回旋水域及连接水域底高程取与进出港航道底高程相同，即-4.0m。第三章码头结构设计码头结构设计3.1结构选型3.1.1结构方案的选取地质钻探资料表明，场区内地层结构简单，码头区地层自上而下依次为淤泥、红粘土)、强风化泥灰岩、中风化泥灰岩和中风化石灰岩。强风化岩面高程在-5.7～-6.5m之间，允许承载力为400kPa，岩层埋深适中，分布连续，强度较高，是水工建筑物良好的持力层。根据当地的自然条件和施工条件，本工程码头结构采用重力式结构，按连片式设计，考虑到沉箱结构施工速度快、整体性和耐久性好等有利条件，本次设计采用沉箱方案。3.2重力式沉箱结构3.2.1码头（胸墙）顶标高码头（胸墙）顶标高即为码头顶高程。故码头（胸墙）顶标高为5.50m。3.2.2沉箱顶标高沉箱顶标高=施工水位+（0.30~0.50m）=2.20m+（0.30~0.50m）=2.50~2.70m沉箱顶标高取：+2.50m。3.2.3胸墙底标高胸墙底标高=沉箱顶标高-（0.30~0.50m）=2.50m-（0.30~0.50m）=2.00~2.20m胸墙底标高取：+2.00m。3.2.4码头（沉箱）底标高码头（沉箱）底标高=设计低水位-码头前沿水深码头底标高取：-5.50m。3.2.5基床底标高码头底标高为-5.50m；海底高程为-4.90m；取基床厚度为2.00m，故基床设计为混合基床。基床底标高为：-7.20m。3.2.6抛石棱体顶标高抛石棱体顶标高=沉箱顶标高+（<0.50m）=2.50+（<0.50m）=（<3.00m）抛石棱体顶标高取：+3.00m。3.2.7二片石顶标高二片石顶标高=3.00+0.50=3.50m。3.2.8倒滤层顶标高倒滤层顶标高=3.50+0.80=4.30m。码头断面图见图3.2-1。图3.2-1码头断面图3.3沉箱尺寸确定码头泊位长度100m。3.3.1沉箱长度沉箱长度取12.44m。共8个沉箱。3.3.2沉箱宽度根据经验取（0.6~0.7）倍码头高度沉箱宽度取9.5m（含前后趾各1.0m）。3.3.3沉箱高度沉箱高度=沉箱顶标高-沉箱底标高=2.60m+5.20m=7.80m沉箱高度取8.00m。3.3.4隔墙厚度隔墙厚度取隔墙间距的1/25~1/20，且不小于0.20m，取隔墙厚度为0.20m。3.3.5外壁厚度外壁厚度由计算得出，且不得小于250mm，取外壁厚度为0.40m。3.3.6底板厚度底板厚度由计算得出，且不得小于壁厚，取底板厚度为0.50m。3.3.7横纵隔墙厚度为加强沉箱的整体刚度以及减小底板的计算跨度，需要设置两道横隔板。箱内隔墙采用对称布置，取隔墙厚0.20m。各构件连接处设0.2m加强角。3.3.8前后趾长前后趾长1.00m。沉箱平面图见图3.3-1，沉箱横剖面图见图3.3-2。图3.3-1沉箱平面图图3.3-2沉箱横剖面图3.4沉箱体积和重量材料重度和内摩擦角标准值见表3.4-1，沉箱材料的体积和重量见表3.4-2。沉箱材料的体积和重量表3.4-2沉箱材料的体积和重量计算表编号构件名称体积计算式体积重量1前壁0.40*12.44*8.0039.81995.252后壁0.40*12.44*8.0039.81995.253侧壁0.40*（7.50-0.40*2）*8.00*242.881072.004底壁0.50*（7.50-0.40*2）*（12.44-0.40*2）38.99974.755纵隔墙0.20*（7.50-0.40*2）*（8.00-0.50）*330.15753.756横隔墙0.20*2.76*（8.00-0.50）*416.56414.007端内加强角0.5*0.20*0.20*（8.00-0.50）*40.6015.008内加强角0.5*0.20*0.20*（8.00-0.50）*91.3533.759底加强角0.5*0.20*0.20*（8.00-0.50）*40.6015.0010前趾（0.50+1.20）*1.00*0.5*12.4410.57264.2511后趾（0.50+1.20）*1.00*0.5*12.4410.57264.25总和231.895752.25第四章作用分类及计算作用分类及计算4.1设计条件材料重度和内摩擦角标准值：材料重度和内摩擦角标准值计算表表4.1-1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C302515-块石1811454.2结构自重力（永久荷载）4.2.1极端高水位时自重作用计算极端高水位自重计算表表4.2-1计算项目计算式自重力对前趾力臂稳定力矩前壁0.40*12.44*8.00*15597.121.20716.54后壁0.40*12.44*8.00*15597.128.304956.10侧壁0.40*6.70*8.00*15*2643.204.753055.20底板0.50*11.64*6.70*15584.914.752778.32纵隔墙0.20*6.70*7.50*15*3452.254.752148.19横隔墙0.20*2.76*7.50*15*4248.404.751179.90前趾（0.50+1.20）*1.00*0.5*12.44*15158.610.5079.31后趾（0.50+1.20）*1.00*0.5*12.44*15158.618.501348.19底抹角0.20*0.20*0.5*（2.75*16+2.76*16）*1526.454.75125.63竖抹角0.20*0.20*0.5*7.50*32*1572.004.75342.00沉箱内填石2.85*2.36*7.3*2*111080.204.755130.93胸墙10.40*2.00*12.44*24238.851.50358.27胸墙21.10*2.00*12.44*14383.151.50574.73胸墙34.00*1.00*12.44*14696.642.501741.60胸墙46.00*1.00*12.44*141044.963.503657.36沉箱上填石10.40*5.50*12.44*18492.625.252586.28沉箱上填石21.10*5.50*12.44*11827.885.254346.38沉箱上填石33.50*1.00*12.44*11478.946.252993.38沉箱上填石41.00*1.50*12.44*11205.267.251488.14沉箱后趾填石11.00*0.70*0.5*12.44*1147.898.50407.10沉箱后趾填石21.00*9.40*12.44*111286.308.5010933.52沉箱后趾填石31.00*0.40*12.44*1889.578.50761.3310410.951708.44.2.2设计高水位时自重作用计算设计高水位自重计算表表4.2-2计算项目计算式自重力对前趾力臂稳定力矩前壁0.40*12.44*8.00*15597.121.20716.54后壁0.40*12.44*8.00*15597.128.304956.1侧壁0.40*6.70*8.00*15*2643.204.753055.20底板0.50*11.64*6.70*15584.914.752778.32纵隔墙0.20*6.70*7.50*15*3452.254.752148.19横隔墙0.20*2.76*7.50*15*4248.404.751179.90前趾（0.50+1.20）*1.00*0.5*12.44*15158.610.5079.31后趾（0.50+1.20）*1.00*0.5*12.44*15158.618.501348.19底抹角0.20*0.20*0.5*（2.75*16+2.76*16）*1526.454.75125.63竖抹角0.20*0.20*0.5*7.50*32*1572.004.75342.00沉箱内填石2.85*2.36*7.3*2*111080.204.755130.93胸墙11.35*2.00*12.44*24806.111.501209.17胸墙20.15*2.00*12.44*1452.251.5078.37胸墙31.00*4.00*12.44*14696.642.501741.60胸墙41.00*6.00*12.44*141044.963.503657.36沉箱上填石15.50*1.15*12.44*18629.465.253304.69沉箱上填石20.15*5.50*12.44*11184.735.25969.85沉箱上填石31.00*3.50*12.44*11478.946.252993.38沉箱上填石41.00*1.50*12.44*11205.267.251488.14沉箱后趾填石11.00*0.70*0.5*12.44*1147.898.50407.10沉箱后趾填石21.00*8.45*12.44*111156.308.509828.53沉箱后趾填石31.00*1.35*12.44*18302.308.502569.4810223.750108.04.2.3设计低水位时自重作用计算设计低水位自重计算表表4.2-3计算项目计算式自重力对前趾力臂稳定力矩前壁10.40*12.44*1.90*25236.361.20283.63前壁20.40*12.44*6.10*15455.301.20546.36后壁10.40*12.44*1.90*25236.368.301961.79后壁20.40*12.44*6.10*15455.308.303779.02侧壁10.40*6.70*1.90*25127.304.75604.68侧壁20.40*6.70*6.10*15245.224.751164.80底板0.50*11.64*6.70*15584.914.752778.32纵隔墙10.20*6.70*1.90*25*3190.954.75907.01纵隔墙20.20*6.70*5.60*15*3337.684.751603.98横隔墙10.20*2.76*1.90*25*4104.884.75498.18横隔墙20.20*2.76*5.60*15*4185.474.75880.99前趾（0.50+1.20）*1.00*0.5*12.44*15158.610.5079.31后趾（0.50+1.20）*1.00*0.5*12.44*15158.618.501348.19竖抹角10.20*0.20*0.5*1.90*25*3230.404.75144.40竖抹角20.20*0.20*0.5*5.60*15*3253.764.75255.36底抹角0.20*0.20*0.5*（2.75*16+2.76*16）*1526.454.75125.63沉箱内填石12.85*2.36*1.90*2*15*186900.884.7532779.16沉箱内填石22.85*2.36*5.60*2*15*1112429.64.7559040.83沉箱上填石15.50*1.50*12.44*181847.345.259698.54沉箱上填石23.50*1.00*12.44*18783.726.254898.25沉箱上填石31.50*1.00*12.44*18335.887.252435.13沉箱后趾填石11.00*0.70*0.8*12.44*1176.638.50651.36沉箱后趾填石21.00*4.90*12.44*11670.528.505699.39沉箱后趾填石31.00*4.90*12.44*181097.218.509326.2727729.3141490.64.2.4施工期情况施工期自重力的计算包括沉箱自重和沉箱内填石的计算，本次按设计高水位情况计算，根据表4.2-2中沉箱自重和沉箱内填石重量的计算结果得：G=4618.87/12.44=371.29kN/mM=21860.31/12.44=1757.26kN·m/m4.3土压力标准值计算4.3.1码头后填料土压力（永久荷载）沉箱顶面以下考虑外摩擦角根据规范可得：，则水平土压力系数：竖直土压力系数：土压力标准值：式中|—第n层图表和土底的土压力水平分力（kPa）—第i层土的重度（kN/m3）—第i层土的高度（m）（1）极端高水位情况各高程土压力水平向强度：=0=18*0.40*0.172=1.24=（18*0.40+2.60*11）*0.172=6.16=（18*0.40+3.10*11）*0.172=7.10=（18*0.40+3.10*11）*0.155=6.40=（18*0.40+3.10*11+7.5*11）*0.155=19.20=（18*0.40+3.10*11+8.5*11）*0.155=20.90=（18*0.40+3.10*11+9.5*11）*0.155=22.60土压力引起的水平作用：土压力引起的竖向作用：土压力引起的倾覆力矩：土压力引起的稳定力矩：图4.3-1极端高水位土压力分布图（2）设计高水位情况各高程土压力水平向强度：=0=18*1.35*0.172=4.18=（18*1.35+1.65*11）*0.172=7.30=（18*1.35+2.15*11）*0.172=8.25=（18*1.35+2.15*11）*0.155=7.43=（18*1.35+2.15*11+7.5*11）*0.155=20.22=（18*1.35+2.15*11+8.5*11）*0.155=21.92=（18*1.35+2.15*11+9.5*11）*0.155=23.63土压力引起的水平作用：土压力引起的竖向作用：土压力引起的倾覆力矩：土压力引起的稳定力矩：图4.3-2设计高水位土压力分布图（3）设计低水位情况各高程土压力水平向强度：=0=18*3.00*0.172=9.29=18*3.50*0.172=10.84=18*3.50*0.155=9.77=18*4.90*0.155=13.67=（18*3.50+1.40*18+6.1*11）*0.155=24.07=（18*3.50+1.40*18+7.1*11）*0.155=25.78=（18*3.50+1.40*18+8.1*11）*0.155=27.48土压力引起的水平作用：土压力引起的竖向作用：土压力引起的倾覆力矩：土压力引起的稳定力矩：图4.3-3设计低水位土压力分布图4.3.2堆货荷载产生的土压力（可变作用）各种水位时，堆货荷载产生的土压力标准值均相同。=0.172*60=10.32kPa=0.155*60=9.30kPa堆货荷载引起的水平作用：EqH=10.32*3.0+9.30*8.0=30.96+74.4=105.36kN/m堆货荷载引起的竖向作用：EqV=74.4*tg15°=19.95kN/m堆货荷载引起的倾覆力矩：MEqH=30.96*(0.5*3+8)+74.4*0.5*8=591.72kN·m/m堆货荷载引起的稳定力矩：MEqV=19.95*8.50=169.58kNd·m/m图4.3.4土压力强度分布图4.3.3码头前沿堆货引起的竖向作用（可变作用）码头面、护岸顶部及后方均布荷载均按60kPa考虑，码头前沿堆货范围按10m计算：G=10*60=600kn/m；码头前沿堆货产生的稳定力矩：M=600*(5+3)=4800KN·m/m。4.4船舶荷载4.4.1船舶系缆力 船舶压载（或半载）状态受风面积按下式计算：logAxw=0.283+0.727logDW 作用于船舶上的计算风压力按下式计算： 式中，—风压不均匀折减系数。 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为： 水流对船舶作用的雷诺数按下式计算： 水流力纵向分力系数按下式计算： 船舶吃水线以下的表面积按下式计算： 水流对船舶作用产生的水流力纵向分力为：系缆力计算：系缆力按横风9级，风速Vx=23m/s计算。水流方向大致与船舶纵轴平行，计算得系缆力为239kN。综合考虑系船柱选用250kN系船柱。Nx=250*sin30°cos15°=120.74kNNy=250*cos30°cos15°=224.14kNNz=250*sin15°=64.70kN系缆力引起的垂直作用、水平作用和倾覆力矩：PRV=64.7/12.44=5.20kN/mPRH=120.74/12.44=9.71kN/mMPR=5.2*2.0+9.71*11.0=117.21kN·m/m4.4.2船舶撞击力（1）船舶靠泊时的有效撞击能量根据《港口工程荷载规范》（JTS141-1-2010）按下式计算：船舶靠岸时的撞击力标准值按下式计算：经计算，5000吨级驳船靠泊时的有效撞击能量E0=108.2kJ。（2）在横浪作用下，系泊船舶有效撞击能量根据《港口工程荷载规范》（JTS144-1-2010）按下式计算：经计算，5000吨级驳船在波浪作用下的有效撞击能量Ew=119kJ。综合考虑船舶靠泊产生的撞击力和波浪作用下产生的撞击力，采用设计选用DA-A500H×L1500与DA-A500H×L3000型护舷上下纵向排列布置，横向布置D型H300型橡胶护舷。4.4.3船舶挤靠力根据《港口工程荷载规范》（JTS141-1-2010）按下式计算：式中：Fj’—橡胶护舷间断布置，作用在一组护舷上的挤靠力标准值（kN）；Kj’—挤靠力不均匀系数，取1.3；n—与船舶接触的橡胶护舷组数，n取2；经计算，5000吨级驳船挤靠力Fj’=162.5kN。4.5波浪力（可变作用）波浪力标准值计算按《港口与航道水文规范》（JTS145-2015）相关规定计算。4.5.1极端高水位情况下H1%=6.13；=9.0d=5.10+5.50=10.60m波长计算：根据《港口与航道水文规范》（JTS145-2015）6.2.4规定计算，式中L—波长（m），当d≥L/2时，为深水波，用L0标示；g—重力加速度（m/s2）；—平均周期（s）；d—水深（m）；故：查《港口与航道水文规范》（JTS145-2015）附录表J内差求得：L=83.60m波压力强度计算：根据《港口与航道水文规范》（JTS145-2015）10.1.1判断波态。，所以墙前产生远破波。①波峰产生作用时：a、静水面以上高度H处的波浪压力强度为零；b、静水面处的波浪压力强度计算；式中Ps—静水面处波浪压力强度（kPa），计算得Ps=117.02kPa；—水的重度（kN/m3），取10kN/m3；K1—与水底坡度有关系数，见表4.5-1，取K1=1.89；K2—与波坦有关系数，见表4.5-2，取K2=1.01；H—建筑物所在处进行波波高，取H=6.13m。系数K1表4.5-1底坡i1/101/251/401/501/601/80<1/100K11.891.541.401.371.331.291.25系数K2表4.5-2波坦L/H141516171819202122K21.011.011.261.301.341.37波坦L/H2324252627282930K21.411.441.461.491.501.521.541.55c、静水面以上的波浪压力强度是按直线变化的；d、静水面以下深度H/2处的波浪压力强度计算；Pz=0.7Ps式中Pz—静水面以下深度H/2处的波浪压力强度（kPa），计算得Pz=81.91kPa。e、水底处波浪压力强度计算；d/H<1.7时Pd=0.6Ps式中Pd—水底处波浪压力强度（kPa），计算得Pd=70.21kPa。f、墙底面上的波浪浮托力计算；式中Pu—单位长度墙底面上的波浪浮托力（kN/m），计算得Pu=233.45kN/m；—波浪浮托力分布图的折减系数，取值0.7；B—直墙底宽（m），有趾时包括趾宽，取值9.5m。图4.5-1极端高水位情况下波峰作用时远破波波压力分布图②波谷产生作用时：静水面处波浪压力强度为零；静水面以下，从深度H/2至水底处的波浪力强度计算；式中P—静水面以下，从深度H/2至水底处的波浪力强度（kPa），计算得P=30.65kPa；—水的重度（kN/m3），取10kN/m3；H—建筑物所在处进行波波高，取H=6.13m。c、墙底面处向下的波浪力计算：式中—单位长度墙底面处向下的波浪力（kN/m），计算得145.54kN/m；B—直墙底宽（m），有趾时包括趾宽，取值9.5m。d、单位长度墙身上的总波浪力为:e、单位长度墙身上所受的水平总波压力的力矩计算：图4.5-2极端高水位情况下波谷作用时远破波波压力分布图4.5.2设计高水位情况下 H1%=5.13；=9.0d=4.15+5.50=9.65m（1）波长计算：根据《港口与航道水文规范》（JTS145-2015）6.2.4规定计算，式中L—波长（m），当d≥L/2时，为深水波，用L0标示；g—重力加速度（m/s2）；—平均周期（s）；d—水深（m）；故：查《港口与航道水文规范》（JTS145-2015）附录表J内差求得：L=80.75m（2）波压力强度计算：根据《港口与航道水文规范》（JTS145-2015）10.1.1判断波态。，所以墙前产生立波。①波峰产生作用时：，，按《港口与航道水文规范》（JTS145-2015）计算：a、波峰面高度；式中d—建筑物前水深（m），取9.65m；H—建筑物所在处进行波高（m），取5.13m；L—波长（m），取80.75m；—波峰波面高度（m），计算得14.59m；—系数，计算得1.61；—无因次周期，计算得9.07；m—系数，计算得0.10。故，波峰波面高度=14.59m。b、在静水面以上hc处的墙面波压力强度计算；c、Poc及墙面上其他各特征点的波压力强度计算；波峰作用时系数AP、BP、q表4.5-3计算式A1、B1、aA2、B2、b、、c0.02901-0.000112.140820.14574-0.024030.91976-0.18-0.0001532.543411.31427-1.20064-0.6736-3.073722.915850.11046-0.032910.174530.650740.037650.464432.916980.062201.32641-2.975570.28649-3.8676638.4195经计算得：Poc=96.17kPa，Pac=19.13kPa，Pbc=56.09kPa，Pdc=44.58kPa。d、单位长度墙身上的水平总波浪力计算；式中Pc—单位长度墙身上的水平总波浪力（kPa），计算得Pc=1123.76kPa；Pbc—与d/2水深对应的墙面波压力强度（kPa）；Pdc—墙底处波压力强度（kPa）。e、单位长度墙身上的水平总波浪力距计算；式中Mc—单位长度墙身上的水平总波浪力距（kN·m/m），计算得Mc=10380.3kN·m/mf、单位长度墙底面上的波浪浮托力计算；式中Puc—单位长度墙底面上的波浪浮托力（kN/m），计算得Puc=211.76kN/m；B—直墙底宽（m），有趾时包括趾宽，取9.50m。图4.5-3设计高水位情况下波峰作用时立波波压力分布图②波谷作用时：按《港口与航道水文规范》（JTS145-2015）计算：a、波谷波面高度计算，系数按表4.5-2中项确定；式中d—建筑物前水深（m）,取9.65m；H—建筑物所在处进行波波高（m），取9.0m；L—波长（m），取80.75m；—波谷驳面高度（m），计算得=-5.49m。b、墙面上个特征点的波压力强度计算，系数按表4.5-2中确定，当Pot>Pdt时，取Pot=Pdt；波谷作用时系数AP、BP和q表4.5-4计算式A1，A2，aA1，A2，b，，c0.0397-0.000181.951.6870.16894-2.01950.98222-3.06115-0.2848-2.197070.928020.23502.599-0.86790.0709220.1565-1.97230.13329经计算得：Pot=-54.91,Pdt=-57.15kPa。故：Pot=Pdt=-54.91kPa。c、单位长度墙身上的水平总波浪力计算；式中Pot—与波谷波面对应的波压力强度（kPa）；Pdt—墙底处波压力强度（kPa）；—水的重度，10kN/m3；Pt—单位长度墙身上的水平总波浪力（kN/m），计算得Pt=-383.81kN/m。d、单位长度墙底面上方向向下的波浪力计算；式中Put—单位长度墙底面上方向向下的波浪力（kN/m），计算得Put=-271.46kN/m；B—直墙底宽（m），有趾时包括趾宽，取9.50m。e、单位长度墙身上所受的水平总波压力的力矩计算：图4.5-4设计高水位情况下波谷作用时立波波压力分布图4.5.3设计低水位情况下H1%=3.84；=9.0d=0.60+5.50=6.10m（1）波长计算：根据《港口与航道水文规范》（JTS145-2015）6.2.4规定计算，式中L—波长（m），当d≥L/2时，为深水波，用L0标示；g—重力加速度（m/s2）；—平均周期（s）；d—水深（m）；故：查《港口与航道水文规范》（JTS145-2015）附录表J内差求得：L=66.27m（2）波压力强度计算：根据《港口与航道水文规范》（JTS145-2015）10.1.1判断波态。，所以墙前产生远破波。①波峰产生作用时：a、静水面以上高度H处的波浪压力强度为零；b、静水面处的波浪压力强度计算；式中Ps—静水面处波浪压力强度（kPa），计算得Ps=73.30kPa；—水的重度（kN/m3），取10kN/m3；K1—与水底坡度有关系数，见表4.5-1，取K1=1.89；K2—与波坦有关系数，见表4.5-2，取K2=1.01；H—建筑物所在处进行波波高，取H=3.84m。c、静水面以上的波浪压力强度是按直线变化的；d、静水面以下深度H/2处的波浪压力强度计算；Pz=0.7Ps式中Pz—静水面以下深度H/2处的波浪压力强度（kPa），计算得Pz=51.31kPa。e、水底处波浪压力强度计算；d/H<1.7时Pd=0.6Ps式中Pd—水底处波浪压力强度（kPa），计算得Pd=43.98kPa。f、墙底面上的波浪浮托力计算；式中Pu—单位长度墙底面上的波浪浮托力（kN/m），计算得Pu=146.23kN/m；—波浪浮托力分布图的折减系数，取值0.7；B—直墙底宽（m），有趾时包括趾宽，取值9.5m。图4.5-1设计低水位情况下波峰作用时远破波波压力分布图②波谷产生作用时：静水面处波浪压力强度为零；静水面以下，从深度H/2至水底处的波浪力强度计算；式中P—静水面以下，从深度H/2至水底处的波浪力强度（kPa），计算得P=19.20kPa；—水的重度（kN/m3），取10kN/m3；H—建筑物所在处进行波波高，取H=3.84m。c、墙底面处向下的波浪力计算：式中—单位长度墙底面处向下的波浪力（kN/m），计算得91.20kN/m；B—直墙底宽（m），有趾时包括趾宽，取值9.5m。d、单位长度墙身上的总波浪力为:e、单位长度墙身上所受的水平总波压力的力矩计算：f、单位长度墙底面上所受的波浪浮托力对前趾的力矩计算：图4.5-2设计低水位情况下波谷作用时远破波波压力分布图4.5.4施工期间波浪力计算施工期波浪按重现期10年的设计高水位波峰作用时的情况考虑。H1%=4.00；=7.0d=4.15+5.50=9.65m（1）波长计算：根据《港口与航道水文规范》（JTS145-2015）6.2.4规定计算，式中L—波长（m），当d≥L/2时，为深水波，用L0标示；g—重力加速度（m/s2）；—平均周期（s）；d—水深（m）；故：查《港口与航道水文规范》（JTS145-2015）附录表J内差求得：L=59.13m（2）波压力强度计算：根据《港口与航道水文规范》（JTS145-2015）10.1.1判断波态。，所以墙前产生立波。①波峰产生作用时：，，按《港口与航道水文规范》（JTS145-2015）计算：波浪中线超出静水面的高度计算；式中hs—波浪中线超出静水面的高度（m），计算得1.105m；H—建筑物所在处进行波波高（m），取4.00m；L—波长（m），取59.13m；d—建筑物前水深（m），取9.65m。b、静水面以上hs+H处的波浪压力强度为零；c、水底处波浪压力强度计算；式中Pd—水底处波浪压力强度（kPa），计算得25.48kPa；—水的重度（kN/m3）,取10kN/m3。d、静水面处波浪力强度计算；式中Ps—静水面处波浪力强度（kPa），计算得40.80kPa。e、墙底处波浪压力强度计算；式中Pb—墙底处波浪压力强度（kPa），计算得25.48kPa；d1—机床上水深（m），取9.65m。f、静水面以上和以下的波浪压力强度按直线分布；g、单位长度墙身上的总波浪力计算；式中P—单位长度墙身上的总波浪力（kN/m），计算得1450640.82kN/m。h、墙底面上的波浪浮托力计算；式中Pu—墙底面上的波浪浮托力（kN/m），计算得121.03kN/m；B—直墙底宽（m），有趾时包括趾宽，取9.50m。波峰压力引起的水平作用和倾覆力矩：按沉箱顶高程2.5m计算：图4.5-2施工期间波峰作用时立波波压力分布图②波谷作用时：按《港口与航道水文规范》（JTS145-2015）计算：水底处波浪压力强度计算；式中—水底处波浪压力强度（kPa），计算得25.48kPa；—水的重度（kN/m3）,取10kN/m3；H—建筑物所在处进行波波高（m），取4.00m；d—建筑物前水深（m），取9.65m；L—波长（m），取59.13m；b、静水面处波浪压力强度为零；c、静水面以下深度H-hs处波浪压力强度计算；式中—静水面以下深度H-hs处波浪压力强度（kPa），计算得28.95kPa；hs—波浪中线超出静水面的高度（m），取1.105m。d、墙底处波浪压力强度计算；式中—墙底处波浪压力强度（kPa），计算得25.48kPa；d1—基床上水深（m），取9.65m；e、单位长度墙身上的总波浪力计算；式中P，—单位长度墙身上的总波浪力（kN/m），计算得225.74kN/m；f、单位长度墙底面上方向的波浪力计算；式中Pu，—单位长度墙底面上方向的波浪力（kN/m），计算得121.03kN/m；g、单位长度墙身上所受的水平总波压力的力矩计算：图4.5-2施工期间波谷作用时立波波压力分布图4.6贮仓压力（永久作用）只计算前部分仓格的贮仓压力，后部分仓格的贮仓压力计算方法与前部分仓格一样。贮仓尺寸：H=7.00mL*B=3.25m*2.76m按《重力式码头设计与施工规范》（JTS167-2-2009）附录E计算：H/L=7.0/3.25=2.15>1.5，故按照深仓进行计算。沉箱内填石：=45°；=30°；=11kN/m3根据《重力式码头设计与施工规范》（JTS167-2-2009）E.0.1计算：式中—垂直压力标准值（kPa）；—仓内填料的重度（kN/m3），取11kN/m3；A—系数，取0.22；Z—计算点距填料顶面的深度，当计算仓底板的垂直压力时，取仓内填料高度；q—作用在仓内填料顶面上的均布荷载标准值（kPa），本设计取0kPa；—侧压力标准值（kPa）；K—仓内填料的内摩擦系数，取K=1-sin=0.29；—填料内摩擦角（°），取45°；U—仓格内横截面周长（m）12.02m；—填料与仓壁之间的外摩擦角标准值（°），取30°；S—空腔横截面面积（m2），取8.97m2。注：因为胸墙前搭沉箱前板，后搭隔墙所以可仓内填料顶面上的均布荷载可不考虑沉箱上部荷载。贮仓压力计算结果见表4.6-1。贮仓压力计算结果表4.6-1贮仓压力Z02.005.007.00017.8033.3639.2805.169.6711.39贮仓压力分布图见图4.6-1。图4.6-1贮仓压力分布图4.7施工期沉箱沉放时面板所受水压力计算取假设加入xm的水后，沉箱面板所受水压力最大。沉箱总重：根据表4.2-1中沉箱项自重力的计算结果得：2、加入x水深后沉箱总重：3、排开水的体积：减去前后趾后的体积：沉箱吃水计算：当x=1.92m时，沉箱面板所受水压力最大，此时沉箱吃水6m。沉箱面板所受水压力：4.8码头荷载作用汇总表4.8-1码头荷载标准值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）永久荷载自重力极端高水位10410.9051708.40设计高水位10223.7050108.00设计低水位27729.30141490.60施工期21860.301757.26填料土压力极端高水位37.80154.25321.30684.28设计高水位39.53163.81336.01725.99设计低水位44.66202.04379.61791.90可变荷载波谷压力极端高水位277.921161.71设计高水位383.811424.32设计低水位91.898.69212.18288.80波压力施工期225.74819.66堆货土压力19.95105.36169.58591.58前沿堆货6004800船舶系缆力-5.209.71117.21第五章码头稳定性验算码头稳定性验算5.1作用效应组合5.2码头沿基床顶面抗滑稳定性验算根据《重力式麻油设计与施工规范》（JTS167-2-2009）第条规定。1、考虑波浪作用，且波浪力为主导可变作用时：2、考虑波浪作用，且堆货压力为主导可变作用时：3、结构重要性系数见表5.2-1。结构重要性系数表5.2-1安全等级一级二级三级1.11.00.94、作用分项系数见表5.2-2。作用分项系数表5.2-2组合情况永久作用可变作用持久组合1.351.051.35（1.25）1.40（1.30）1.30（1.20）1.30（1.20）1.50（1.40）注：①持久组合采用设计高水位、设计低水位时用表中大值。②持久组合采用极端高水位时用表中括弧中值。抗滑验算见表5.2-3、5.2-4、5.2-5、5.2-6。抗滑稳定性验算计算表表5.2-3组合项目土压力为主导可变作用时：结果组合一1.01.35154.251.25105.360.71.2277.92573.39组合二1.01.35163.811.35105.360.71.3383.81712.65表5.2-4组合项目波浪力为主导可变作用时：结果组合三1.01.35163.811.3383.810.71.35105.36819.66组合四1.01.35154.251.2277.920.71.25105.36633.93抗滑稳定性验算校核表表5.2-5组合项目结果结论组合一1.11.010410.937.8019.951.200.65720.11稳定组合二1.11.010223.739.5319.951.300.65620.36稳定表5.2-6组合项目结果结论组合三1.11.010223.739.531.3019.950.65615.96稳定组合四1.11.010410.937.801.2019.950.65716.03稳定5.3码头沿基床顶面抗倾稳定性计算根据《重力式麻油设计与施工规范》（JTS167-2-2009）第条规定。考虑波浪作用，且波浪力为主导可变作用时：考虑波浪作用，且堆货压力为主导可变作用时：抗倾稳定性验算见表5.3-1、5.3-2。抗倾稳定性验算计算表表5.3-1组合项目土压力为主导可变作用时：结果组合一1.01.35684.281.25591.580.71.21161.712639.09组合二1.01.35725.991.35591.580.71.31424.323074.85表5.3-1组合项目波浪力为主导可变作用时：结果组合三1.01.35725.991.31424.320.71.35591.583390.75组合四1.01.35684.281.21161.710.71.25591.582835.46抗倾稳定性验算校核表表5.3-1组合项目结果结论组合一1.351.051708.40321.30169.581.2038780.84稳定组合二1.351.050108.00336.01169.581.3050790.55稳定表5.3-1组合项目结果结论组合三1.351.050108.0036.011.300.7169.5850316.87稳定组合四1.351.051708.40321.301.200.7169.5852290.54稳定5.4基床承载力验算根据《重力式码头设计与施工规范》（JTS167-2-2009）第2.5.7规定：计算得。1、基床顶面应力计算作用组合：持久组合情况一的基床顶面应力计算：3、持久组合情况二的基床顶面应力计算：4、短暂组合情况时基床顶面应力计算：基床顶面应力分布图见图5.4-1。图5.4-1基床顶面应力分布图5.5干舷高度计算干舷高度满足要求。5.6沉箱浮游稳定验算沉箱重心计算表表5.5-1沉箱重心计算表构件体积形心距体积距编号名称1前壁39.811.203.7547.77149.292后壁39.818.303.75330.42149.293侧壁42.884.753.75203.68160.804底壁38.994.753.75185.20146.215纵隔墙30.154.753.75143.21113.066横隔墙16.564.753.7578.6662.107端内加强角0.604.753.752.852.258内加强角1.354.753.756.415.069底加强角0.604.753.752.852.2510前趾10.595.2911后趾10.579.00.595.135.29总和231.891101.47800重心高度：沉箱浮游稳定计算：根据规范规定，近程浮运m>0.2m。假设沉箱中不加水，验算沉箱稳定性：沉箱重量：排水体积：吃水：浮心高度：所以沉箱浮游稳定满足要求。第六章沉箱结构内力沉箱结构内力计算根据码头稳定性验算的计算结果，沉箱构件的内力计算分别按正常使用极限状态和承载极限状态下不同作用效应组合的情况进行计算。6.1承载能力极限状态下的内力计算6.1.1沉箱前面板1、前面板受由外向里的荷载作用时：沉箱下水过程中，当箱内灌水1.5l（l=2.96m）沉箱吃水T=6m时，所受的荷载最大。根据《重力式码头设计与施工规范》（JTS167-2-2009）规定，面板所受水压力的分项系数取永久作用时的静水压力的分项系数，故取1.2。所以得前面板的受力情况：根据《重力式码头设计与施工规范》（JTS167-2-2009）规定，底板以上1.5l区段按三边固定一边简支板计算，1.5l区段以上按两端固定的连续板计算，其前面板的计算简图见图6.1-1、图6.1-2。图6.1-11.5l以下面板计算简图图6.1-21.5l以上面板计算简图底板以上1.5l区段：由《水工钢筋混凝土结构学》附录10可得三边固定，一边简支板的弯矩系数及弯矩见表6.1-1，表6.1-1弯矩系数0.03750.0140-0.0780-0.0572弯矩16.496.16-34.2925.15符号说明：—平行于方向板中心点弯矩—平行于方向板中心点弯矩—固定边中点沿方向的弯矩—固定边中点沿方向的弯矩1.5l以上区段：1.5l以上区段按两端固定的连续板计算，采用力矩分配法求得：2、前面板受由里向外的荷载作用时：根据使用期前面板在设计低水位受波谷压力和贮仓压力作用时的计算得到前面板受力情况：其中贮藏压力的分项系数取1.35；波谷压力的分项系数取1.5。其计算简图见图6.1-3、6.1-4。图6.1-31.5l以下面板计算简图图6.1-41.5l以上面板计算简图底板以上1.5l区段：由《水工钢筋混凝土结构学》附录10可得三边固定，一边简支板的弯矩系数及弯矩见表6.1-2，取最大不利荷载表6.1-2弯矩系数0.03750.0140-0.0780-0.0572弯矩14.525.42-30.19-22.14符号说明：—平行于方向板中心点弯矩—平行于方向板中心点弯矩—固定边中点沿方向的弯矩—固定边中点沿方向的弯矩1.5l以上区段：1.5l以上区段按两端固定的连续板计算，采用力矩分配法求得：6.1.2沉箱前底板设计高水位、短暂状况，在永久作用于波峰压力、地基反力等共同作用时，底板所受作用效应最大。根据《重力式码头设计与施工规范》（JTS167-2-2009）规定，底板按四边固定板计算。底板的受力图见图5.4-1。底板的分项系数取：贮仓压力取1.35:；动水浮托力取1.5；底板自重取1.3；基床反力取1.5；底板的受力情况：其底板的计算简图见图6.1-5。图6.1-5底板计算简图由《水工钢筋混凝土结构学》附录10可得四边固定的弯矩系数及弯矩见表6.1-3，表6.1-3弯矩系数0.02490.0202-0.0588-0.0541弯矩9.697.86-22.88-21.066.1.3内力汇总沉箱前面板、底板的内力计算计算结果见表6.1-1。内力汇总表表6.1-1项目前面板内测弯矩M前面板外侧弯矩M支座跨中支座跨中1.5l以下X向30.1916.4934.2914.52Y向22.146.1625.155.421.5l以上X向32.2618.3216.6416.13底板底板下层弯矩M底板上层弯矩M支座跨中支座跨中X向22.889.69Y向21.067.866.2正常使用极限状态下的内力计算6.2.1沉箱前面板：根据《重力式码头设计与施工规范》（JTS167-2-2009）规定，短暂状况的永久作用于可变作用的代表值取标准值分项系数1.0；持久状况的可变作用的标准永久值系数取0.6。前面板受由外向里的荷载作用时：前面板受力情况其计算简图见图6.2-1、6.2-2。图6.2-11.5l