河海大学09级港航专业毕业设计计算书

1、学号 年级 本科毕业设计江阴长江港口港埠公司5000吨级通用码头工程设计专 业 姓 名 指导教师 评 阅 人 年月中国 南京BACHELORS DEGREE THESIS OF HOHAI UNIVERSITY（Times New Roman 2号粗体居中）Writing the title of the paper in English here（Times New Roman 2号粗体居中）College ：XXX XXXSubject ：XXX XXXName ： X X XDirected by ： XXX Professor（Times New Roman 4号居中）NANJING

2、CHINA郑重声明本人呈交的毕业设计(论文)，是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，所有数据、图片资料真实可靠。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本设计（论文）的研究成果不包含他人享有著作权的内容。对本设计（论文）所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确的方式标明。本设计（论文）的知识产权归属于培养单位。本人签名： 日期： 摘 要关键词：关键词1，关键词2，关键词3ABSTRACTKey words:Yang shan port，Plane project，Structure design，internal force calculation.目 录摘要IABS

3、TRACTII目 录III第一章 设计基本条件和依据11.1工程概况11.2 设计依据11.2.1 所用规范11.2.2 所用参考资料第1章 设计基本条件和依据1.1工程概况江阴长江港埠有限公司拥有1个千吨级泊位，2个500吨级泊位，为内港池泊位，主要为苏、锡、常等地担负中转化肥原料和磷矿石的任务，并承担港内其他码头无法承担的重件和长大件货的转运任务。随着国民经济的发展吞吐量逐年剧增，港内泊位明显不足，装卸机械不配套，远不能适应形势发展的要求。为此，公司拟建5000吨级码头一座，码头按转运磷矿石为主要货种的通用泊位设计。近期货运的年吞吐量为42万吨，包括磷矿石20万吨，钢材10万吨，黄砂10万

4、吨，木材2万吨；远期货运的年吞吐量为52万吨，包括磷矿石40万吨，钢材10万吨，木材2万吨。1.2设计依据 所用规范：海港总平面设计规范 JTJ21199河港工程总体设计规范 JTJ212-2006高桩码头设计与施工规范 JTJ29198港口工程地基规范 JTJ250-98海港水文规范 JTJ213-98港口工程混凝土设计规范 JTJ26798港口工程荷载规范 JTJ25198港口工程桩基规范 JTJ25498第2章 自然条件2.1地理位置江阴港处在东部沿海南北航线和长江航运“T”字型交汇处，位于长江南岸，距吴淞口162km，南京204km。港口岸线顺直，河床稳定，水域开阔，水深流缓，进出航道

5、常年保持-10m以上，江阴港沿江深水岸线35km，被称为黄金水道的黄金岸线。拟建码头工程位于夏港镇西北侧，长江下游江阴水道南岸，属长江漫滩地貌单元。地理坐标东经12006，北纬3156。2.2 气象对江阴气象站1954年1987年实测资料统计得：(1) 气温多年最高气温38，多年最低气温-14.2，日平均最高气温27.8（七月），日平均最低气温2.3（一月），多年平均气温15.2。(2) 降水本地区雷暴日天数，年最多43天，月最多18天。在10mm/h以上的中雨天和暴雨天，年平均为15天。历年日最大雨量为219.6mm，一小时最大雨量为93.6mm。梅雨期下雨天数平均13天，最长持续25天。(

6、3) 风况本工程所在区域的强风向和常风向均为东南风，夏季实测最大风速为20m/s，秋季主导风向是东北风。港区在7级以上的大风天，年平均约有21天。(4) 雾况本地一般为晨雾，能见度小于1000m又持续至上午8时后的雾日，年平均8天，主要在10月份出现。由于晨雾出现频率低，持续时间较短，对港口作业的影响不大。2.3水文拟建码头处于入海河口段，水位既受海水潮影响，又受长江径流的影响，不过，历时曲线基本上是非正规的半日周期混合潮型。一般潮位呈每日两涨两落和日潮不等及涨落潮历时不等现象。洪水期涨潮历时为2.53.5h，落潮历时为910h。按多年水位记录得知，历史最高水位为6.75m，历史最低水位为0.

7、8m。根据完整的一年实测资料，绘制的高、低水位累积频率曲线如图2-1所示。根据当地多年的施工经验，港区混凝土的浇筑水位一般以取在3.8m处为宜。据了解，本港区地下水对混凝土无侵蚀性。根据调查和推算，当东北向累积频率为1%的风速16m/s，吹程15km时，设计波高为1m。在1975年大汛潮时，实测本码头所在河段，离防汛墙100m处最大流速为1.057m/s。2.4地形、地貌拟建码头位于长江下游右岸，属冲积平原，江面宽约2km。码头所在河段土坡平缓，坡度为1/181/8，仅在高程0.0m以下，坡度为1/3.81/2.5（平均为1/3，较陡）。河床稳定，冲淤基本平衡，离岸边约为200m处，主航道深达

8、40m左右。据了解，上游距离本码头约6km的船厂计划安排以后要新建一个万吨级船坞，布置突出岸线，将使拟建码头处发生淤积，估计每年淤深可达0.1m。因此，使用单位认为，拟建码头前沿宜放在离防汛墙外侧65m左右处。2.5工程地质拟建码头布置在原1号、2号、3号码头的上游河段，在码头位置布置有6个钻孔，钻孔的土柱图见图2-2，土层的主要物理性质指标见表2-1。2.6地震按GB50011规范，拟建地区抗震设计烈度为六度，设计地震分组为第一组，基本地震加速度值为0.05g，可不考虑液化影响。表2-1 各单元土体的物理力学性质指标统计表土层名称天然含水量W(%)天然重度(kN/m3)天然孔隙比e固结快剪指

9、标标准贯入击数N容许承载力建议值（kPa）预制桩钻孔灌注桩粘结力内摩擦角(度)桩侧极限阻力标准值桩端桩侧极限阻力标准值桩端C(kPa)阻力标准值阻力标准值填土33.5190.9252920160不计不计灰褐色淤泥4617.71.25141006064黄色、砂质、粘土2919.10.851919.5151805040棕黄色粘质砂土30.518.71430819080340058800棕黄色粉砂10195605000481200粉砂与砂质粘土互层1.227260748500601500图2-1 水位累积频率曲线图图2-2 码头钻孔土柱图第3章 货运量与船型3.1货运量根据江阴长江港埠有限公司对码头

10、的规划和功能定位，综合考虑主要货类的运输需求、货种的流量流向、港区的自然条件等因素，拟定本码头设计近期年货运量为42万吨，其中磷矿石20万吨，钢材10万吨，黄砂10万吨，木材2万吨；远期年货运量为52万吨，包括磷矿石40万吨，钢材10万吨，木材2万吨。3.2设计船型根据货物的流量流向及长江航道情况，本工程设计代表船型为5000DWT货轮。船型主尺度见表3-1。表3-1 设 计 船 型 尺 度 表船 型主 尺 度（m）备 注型 长型 宽型 深满载吃水5000DWT货轮115.015.611.07.0设计船型第4章 材料供应及施工条件根据本工程所在的区域，港区水、陆运输条件好，港区已建3个泊位已陆

11、续投入使用；工程陆域的地势开阔，具备良好的陆域施工条件；回填砂料、砼用骨料、钢铁、水泥等施工材料可由当地市场或周围地区供应；已建3个泊位工程的设计和施工经验，可作为本工程有益的借鉴。第5章 总平面布置5.1总平面布置原则江阴港拟建码头工程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。该码头属河口港，根据水文地质（码头所处位置地层多为砂土和粉砂土）、地形及施工条件等因素综合分析，宜采用高桩码头结构形式。为了避免建港后引起的冲淤失衡，尽量少占用航道，不能改变水流方向及泥沙运动，故选用顺岸式。由于拟建码头前沿宜放在离防汛墙外侧65m左右处，所以采用引桥式码头形式，用引桥将透空的顺岸码头与岸连

12、接起来。由水位累计频率曲线图得到的水位值：设计高水位：高水位累积频率曲线的10%处5.1 m设计低水位：低水位累积频率曲线的90%处1.7 m极端高水位：高水位累积频率曲线的2%处5.9m极端低水位：低水位累积频率曲线的98%处1.2 m5.2泊位数和泊位年通过能力确定根据海港总平面设计规范（JTJ 21199）5.8.6，由于通用码头的泊位利用率难以确定，泊位年通过能力可按下式计算：= （5.1）= （5.2）式中：泊位数码头年作业量（t），=52万t单个泊位的年通过能力（t）泊位年营运天数（d）泊位年营运天数的确定：大雾：年平均8天 （能见度1000m）降雨：15天（日降水量10mm/h）

13、波浪：该码头位于黄金岸线，并且波浪资料很少，可认为波浪对装卸作业无影响风：船靠码头无装卸作业的允许风速为8级，由资料知大于7级风的多年平均天数为21天气温：考虑江阴港的地理位置，日平均最低气温在零度以上，不会有冰冻考虑到有些影响天数的重复，在总影响天数中扣除10天，3654410=331天装卸一艘设计船型所需的时间（h），tz32.14h(有两台10t门机，后面会做说明)；设计船时效率（t/h），=70t/h昼夜小时数（h），=24h昼夜非生产时间之和（h），取=3h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（h），取=5h设计船型的实际载货量（t），=50000.9=4500t港

14、口生产不平衡系数，根据海港总平面设计规范（JTJ 21199）表5.8.7-1，查得=1.40综上， = 61.19万t52万tN=0.8501所以拟建一个泊位。5.3码头主要尺度的拟定5.3.1 泊位长度根据海港总平面设计规范（JTJ 21199）4.3.6，单个泊位长度： =+2 （5.3） 式中：Lb单个码头泊位长度（m）设计船长（m）,=115m；富裕长度（m）,按海港总平面设计规范表4.3.6取值为1215m Lb=139145m，取码头长度为145m，已有岸线满足要求。5.3.2泊位宽度根据海港总平面设计规范（JTJ 21199）4.2.4，码头前沿停泊水域为码头前2倍设计船宽B的

15、水域范围，即215.6=31.2m5.3.3港池宽度 根据海港总平面设计规范（JTJ 21199）4.2.5，顺岸码头前沿港池，当考虑船舶转头要求时，其宽度不应小于1.5倍设计船长。取1.5115=172.5m5.3.4 码头前沿顶高程（按有掩护的码头计算） 根据海港总平面设计规范（JTJ 21199）4.3.3，有掩护的港口的码头前沿高程为计算水位与超高值之和，按基本标准和复核标准分别计算取大值。 基本标准=设计高水位+超高值=5.1+1.2=6.3m 复核标准=极端高水位+超高值=5.9+0.5=6.4m 故码头前沿顶高程取6.4m5.3.5码头前沿设计水深 根据海港总平面设计规范（JTJ

16、 21199）4.3.5，码头前沿设计水深 D=T+Z1+Z2+Z3+Z4 （5.4）其中 Z2=KH4%-Z1 （5.5）式中： D码头前沿设计水深（m） T设计船型满载吃水（m），取T=7.0mZ1龙骨下最小富裕深度（m），根据海港总平面设计规范（JTJ 21199）表4.3.5中数据取值。根据地质钻孔资料，码头所在水域地质土壤含有淤泥、砂质粘土和粘质砂土等，故取0.3m Z2波浪富裕深度（m），因为该码头视为有掩护，取值为0 K系数，顺浪取0.3，横浪取0.5H4%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。Z3船舶因配载不均匀而增加的船尾吃水值（m

17、），油船和散货船Z3=0.15m，其他船舶考虑实载率的影响，Z3=0 Z4备淤富裕深度（m），取Z4=0.4mD=T+Z1+Z2+Z3+Z4=7.85m5.3.6码头前泥面高程 码头前沿泥面高程=设计低水位码头前沿设计水深=1.77.85=6.15m5.4回旋水域的布置5.4.1 回旋水域的尺度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，其尺度根据海港总平面设计规范（JTJ 21199）表4.2.3取值。由于属于有掩护的码头，其回旋水域直径为2倍的设计船长，即2115=230m5.4.2 回旋水域设计水深回旋水域可以与航道设计水深相等，那么可取为8.03m（见下）。5.5锚泊方式及锚

18、地尺度5.5.1 锚泊方式江面宽约2km，所以采用单浮筒系泊方式，利用长江公共锚地即可。5.5.2 进港航道5.5.2.1 航道宽度根据海港总平面设计规范（JTJ 21199）4.8.7，航道有效宽度由航迹带宽度、船舶间富裕宽度和船舶与航道底边的富裕宽度组成。考虑到只有一个泊位，那么进港航道采用单向航道，其宽度可按下式进行计算： W=A+2c （5.6）其中 A=n(Lsin+B) （5.7）式中： W航道有效宽度（m） A航迹带宽度（m） n船舶漂移倍数，根据海港总平面设计规范（JTJ 21199）表4.8.7-1，由于没有横流影响，n取1.81. 风、流压偏角（），根据海港总平面设计规范（

19、JTJ 21199）表4.8.7-1，由于没有横流影响，取3 c船舶与航道底边间的富裕宽度（m），根据海港总平面设计规范（JTJ 21199）表4.8.7-2，进港航速取为6节，c可取船宽0.75B，即c=11.7m综上，航道有效宽度W=62.53m5.5.2.2 航道水深根据海港总平面设计规范（JTJ 21199）4.8.8，航道水深分通航水深和设计水深，应分别按下式计算： D0=T+Z0+Z1+Z2+Z3 （5.8） D=D0+Z4 （5.9） 式中： D0航道通航水深（m） T设计船型满载吃水（m），T=7.0m Z0船舶航行时船体下沉值（m），根据入港时船速为6节，查港口规划与布置图5

20、-4取值为0.18m Z1航行时龙骨下最小富裕深度（m），根据海港总平面设计规范（JTJ 21199）表4.8.8-1，取值为0.30 Z2波浪富裕深度（m），由于该码头视为有掩护码头，故Z2=0 Z3船舶装载纵倾富裕深度（m），杂货船取0.15m D航道设计水深（m） Z4备淤富裕深度（m），取0.4m 综上，航道通航水深D0=7.63m 设计水深D=8.03m5.6码头前沿作业地带初步认为由于年通过能力不大，码头前沿作业地带只进行装卸作业，不再布置前方堆场。门机轨道轨距为10.5m，根据港口装卸工艺布置基本原则，起重机海侧轨道离码头前沿的距离不宜小于3m，陆侧轨道距行车道路边缘1.5m。行

21、车道路由于来往车辆比较频繁，属于主干道，道路宽度取12m，人行道2.0m，则码头前沿作业地带总宽度为10.5+3+1.5+12+2=29m，取为30m。前方桩台上面布置门机等装卸机械，取15m；后方桩台主要布置行车道路和人行道，也可用于临时堆放货物，所以取15m。后方桩台分为两个窄桩台，每个7.5m，两桩台之间设置纵向变形缝。5.7 引桥布置考虑到一个泊位有两台门机工作，所以布置两条装卸工艺线，可以对应布置两座引桥。引桥主要连接前方码头与后方堆场，是港内主干道，根据海港总平面设计规范（JTJ 21199）6.3.3.2，取道路宽度为12m，人行道宽度1m，则引桥宽度为12+12=14m。由于拟

22、建码头前沿放在防汛墙外侧65m，故引桥长度为65-30=35m。后方堆场的陆域由于比码头面顶高程稍低，故将后方陆域堆填至码头面等高。所以接岸结构处采用挡土墙，并在引桥与挡土墙之间设置一个简支板进行衔接，并对防汛墙进行加固处理以满足荷载要求。5.8 港区内道路布置根据海港总平面设计规范（JTJ 21199）6.3.2，港内道路应按环形系统布置，尽头式道路应具备回车条件。港内道路可分为下列三种：（1）主干道：港内连接主要出入口的全港性道路，宽度取12m（2）次干道：港内码头、库场、流动机械库之间的道路，宽度取8m（3）支道：车辆、行人均较少的道路，宽度取4m第6章 港口装卸工艺布置6.1 基本原则

23、（根据海港总平面设计规范（JTJ 21199）5.2）(1)多用途码头装卸作业机械的选型，应根据年运量、船型、货种和流向等因素及发展趋势综合分析确定，宜采用多用途门机和门座起重机等。起重机海侧轨道离码头前沿的距离不宜小于3m。(2) 多用途码头前方作业地带的宽度，应满足该码头多种流动机械的要求，不宜小于40m，但应根据实际需要而定。(3) 多用途码头的水平运输和堆场装卸机械应根据货种相应配置，其数量按年运量经技术经济比较后确定。6.2 装卸工艺机械设备选型6.2.1件杂货（钢材和木材）机械设备装卸船机械采用多用途门机，水平运输机械采用牵引平板车，仓库作业机械采用叉车和堆场作业机械采用轮胎吊。钢

24、材放在堆场上，木材入仓库。考虑到件杂货年吞吐量只有12万吨，故采用2台10t门机（效率为70t/h）即可满足要求。每条作业线配备一台牵引车（拖头）和三组平板车，平板车最大载重为8t（一组在码头前沿待装卸，一组在运行，一组在库场待装卸）。考虑每次往返掉头、拆挂钩等操作需时3min，码头前沿地带距库场最大距离按200m计算，牵引速度取10km/h，那么行车时间为72s，则每组牵引平板车来回一次需时t=722603=5.4min，每小时能够来回11趟，即牵引平板车台时效率为88t/h，而门机的台时效率为70t/h，所以每台门机配备一组牵引平板车即可。根据河港工程总体设计规范（JTJ212-2006）

25、4.11.15，装卸机械数量应根据作业线数和工艺流程的需要配置，可根据货种、运量和台时效率按下式计算： Nj=Qj8760KjLPj （6.1）式中：Nj某种装卸机械数量（台） Qj某种装卸机械分货种的年起重运输吨（t） KjL机械利用率，三班制取0.5 Pj各类装卸机械按不同操作过程装卸或搬运不同货种的台时效率（吨/台时）（1）钢材年起重吨位为10万t，选用10t轮胎起重机，其台时效率为90t/h，那么轮胎起重机数量N=10000087600.590=0.3，所以取1台。（2）木材年起重吨位为2万t，选用2t叉车，其台时效率为20t/h，那么叉车数量N=2000087600.520=0.23

26、，所以取1台。工艺流程图：船 门机 牵引平板车 轮胎吊/叉车 堆场/仓库（进口） 堆场/仓库 轮胎吊/叉车 牵引平板车 门机 船 （出口）6.2.2散货（磷矿石）机械设备由于本码头主要为苏锡常等地担负中转磷矿石的任务，故可以看作进口码头。往苏锡常等地转运时，采用陆运方式（汽车）。考虑到年吞吐量为40万吨，所以仍可以与件杂货装卸共用多用途门机，只需换上抓斗即可，每台门机旁边设置一个漏斗。水平运输机械采用自卸汽车，堆场作业采用挖掘机（主要用于磷矿石的成堆作业，相应配置2台）。采用载重吨位为20t的自卸汽车，装车时间为16min，卸车时间为1min，取行车速度为10km/h，则汽车来回一次需时t=2

27、0026010/3.6+16+1=19.4min，那么自卸汽车的台时效率为61.9t/h。则自卸汽车的数量为40000087600.561.9=1.48，所以取2台自卸汽车。由于自卸车效率低于门机效率，所以每条装卸线配备2台自卸车。工艺流程图：船 抓斗门机 自卸汽车 堆场（进口）挖掘机 汽车（转运） （出口）表6-1 主要机械设备数量汇总表货种机械名称主要技术参数数量件杂货多用途门机Mh-4-25载货10t，轨距10.5m，台时效率70t/h2牵引车行车速度10Km/h，每条装卸线1辆，台时效率88t/h2平板车载重8t，每条装卸线3台6轮胎起重机（钢材堆场）台时效率90t/h1叉车（木材仓库

28、）台时效率为20t/h1散货多用途门机与件杂货共用门机自卸汽车行车速度10Km/h，台时效率61.9t/h4挖掘机26.3 港口的主要建设规模6.3.1 件杂货、散货的仓库或堆场容量的计算根据海港总平面设计规范（JTJ 21199）5.8.9.1，件杂货、散货的仓库或堆场所需的容量可按下式计算： E=QhKBKKrTykktdc （6.2）其中 KBK=HmaxH （6.3）式中： E仓库或堆场所需容量（t） Qh年货运量（t） KBK仓库或堆场不平衡系数，取为KBK =1.4 Hmax月最大货物堆存吨天（td） H月平均货物堆存吨天（td） Kr货物最大入仓库或堆场百分比（%）取Kr=95%

29、 Tyk仓库或堆场年营运天（d），取Tyk =331天 tdc货物在仓库或堆场的平均堆存期（d），根据规范取tdc=10d k堆场容积利用系数，件杂货取1.0，散货取0.8 木材仓库容量计算： Qh=2万t 计算得 E=803.63t 钢材堆场容量计算： Qh=10万t 计算得 E=4018.13t 散货堆场容量计算： Qh=40万t 计算得 E=20090.63t6.3.1.1 件杂货仓库或堆场总面积计算根据海港总平面设计规范（JTJ 21199）5.8.10，件杂货仓库总面积可按下式计算: A=EqKK （6.4）式中： A仓库或堆场的总面积（m2） q单位或有效面积的货物堆存量（t/m2

30、），根据规范木材取q=0.8，钢材取q=5 KK仓库或堆场总面积利用率，为有效面积占总面积的百分比（%），取KK=70%（1）木材仓库面积计算 A=803.630.870%=1435.05m2设置1个45m35m的木材仓库。（2）钢材堆场面积计算 A=4018.13570%=1148.04m2设置36m32m的堆场2个，一个预留使用。6.3.1.2磷矿石堆场面积计算磷矿石堆积形状为四棱锥，堆积密度取1.69t/m3，堆场堆高取3m。那么堆场面积为20090.63/1.69=11888m2设置40m60m的堆场6个，其中1个预留使用，6个堆场在近期也供黄砂使用。6.4 辅助生产设施港口陆域的布置

31、按生产区、辅助区、生活区等使用功能分区布置，生产性建筑物及主要辅助生产建筑物宜布置在陆域前方的生产区，其他辅助生产建筑物及港区内的辅助生活建筑物宜布置在陆域后方的辅助区，使用功能相近的辅助生产建筑物和辅助生活建筑物宜集中组合布置。6.4.1 装卸工人数根据河港总平面设计规范（JTJ 21199）4.11.16，装卸工人总数应为装卸工人和辅助工人数之和。装卸工人数应根据泊位作业线数、班次和每条作业线的配工人数等确定。辅助工人数可按装卸工人数的5%10%计算确定。装卸工人数在装卸工艺方案设计时，可按下式计算： Nz=nznbnr1-KzlKzz （6.5）式中：装卸工人数作业线数, =2昼夜作业班

32、次数,采用三班制，3每条作业线的配工人数，8装卸工人轮休率，取2/7装卸工人出勤率，取95=238（1-2/7）0.95=70.7取71人，辅助工人数按装卸工人数的5%10%计算确定，取为5人。所以装卸工人总数为76人。6.4.2 机械司机人数港内生产运输机械主要为多用途门机、牵引平板车、轮胎起重机、叉车、自卸汽车，按一天三班制。表6-2 机械司机配备人数表设备种类设备数量司机数所需人数总计考虑出勤率增加5%多用途门机（10t）27人/台143436牵引车23.5人/台7平板车（8t）6续表6-2轮胎起重机（10t）13.5人/台3.5叉车（2t）13.5人/台3.5自卸汽车（20t）41人/

33、台4挖掘机21人/台2管理人员数按10%的工人总数，共需（76+36）10%=11.2，取12人6.5附属建筑物根据海港总平面设计规范附录B，具体布置如下：（1）综合办公室：管理人员为1012m2/人，取10 m2/人，所需面积为120m2（2）候工室：2.54.0 m2/人，取3.0 m2/人，所需面积为200 m2（3）小型流动机械库：按流动机械入库百分比确定。宜采用30%，所需面积为200 m2（4）维修保养间：根据当地条件，按工艺要求定，取面积为200 m2（5）材料供应站：100200 m2/泊位，取150 m2（6）修建队：每100延米码头为40 m2，所需面积为80 m2（7）码

34、头水手间：1520 m2/间，不宜小于1.5 m2/人。取20 m2/间，设有50人，所需面积100m2，则需设置5间（8）加油站：加油站站房面积，不包括雨篷面积，按工艺要求确定，宜为100200 m2，取200 m2（9）地磅房：2030 m2/座，大门两侧各配一座，共需两座（10）消防站：可参照公安部消防站建筑设计标准的有关规定，这里大概取400 m2（11）门卫：1530 m2/座，取25 m2/座，共需两座（12）生活区：包括职工宿舍、食堂、幼儿园、浴室、小卖部、医务室等，这里暂时取为2000 m2第7章 初步方案设计及方案比选7.1 一般条件说明7.1.1设计依据本部分结构形式设计依

35、据为高桩码头设计与施工规范、港口工程水工建筑物；荷载依据为港口工程荷载规范；桩基依据为港口工程桩基规范。本码头按件杂货和散货码头来进行结构设计。7.1.2 岸坡情况根据地质资料，可知本港址天然岸坡相当平缓，大约1/181/8，故直接采用天然岸坡，不必填坡。在高程0m以下，坡度平均为1/3。7.1.3 一般结构尺寸(1)码头上部结构：码头结构型式为梁板式高桩码头，前方桩台宽15m，后方桩台宽15m。(2)码头结构缝：上部结构为装配整体式结构，码头结构缝的间距宜取为 60m70m，本码头长145m，以72.5m为一段，将码头纵向分为两段，每段内有10跨连续结构，码头两端各有悬臂1m；在结构缝处采用

36、悬臂式结构，长度为1.5m；结构缝宽度取为20mm；分段处在面上宜做成凹凸缝，凹凸缝的齿高可取为200mm400mm，取为400mm。结构缝形式见下图所示。7.1.4 确定排架间距前方桩台横向排架间距等跨原则布置，以7m为一跨（方桩），每个分段有10跨连续结构，有11根横梁。后方桩台初步拟定板比较薄，排架间距取为3.5m。7.1.5 计算荷载持久作用：面板自重钢筋砼=25.0kN/m3；现浇磨耗层自重砼=24.0kN/m3堆货作用：根据港口工程荷载规范（JTJ215-98）表5.1.1-1，前沿堆货荷载取q堆=30kPa，前方堆场q堆=60kPa门机作用：10吨Mh-4-25型门机，工作状态最

37、大轮压250KN，最大幅度30m，两机共同作用时荷载图式间的最小距离为1.5m流动机械作用：牵引平板车自重2t，起重量为8t,满载轮压25kN，轮胎接地面积0.15m0.20m施工荷载作用：q施=2.5kPa7.1.6 码头结构方案初选方案一：该方案码头结构采用纵横梁不等高连接，横梁采用现浇混凝土倒T型截面，纵梁搁置在横梁上，预制板搁置在纵梁上，现浇面板和磨耗层在预制面板上。考虑纵梁的构造要求，现浇混凝土横梁应考虑打桩偏位的影响。上部结构自重及竖直可变荷载由面板传递到纵梁，再由纵梁传至横梁，由横梁传给下部桩基结构，水平力由叉桩承担，受力比较明确。方案二：该方案码头结构采用纵横梁等高连接，横梁采

38、用预制的矩形截面。预制纵梁和横梁都搁置在桩帽上 ，在桩帽处浇成整体。面板四边搁置在纵梁和横梁上，为四边支承简支板。纵梁尺寸同方案一。上部结构自重及竖向可变荷载由面板传递给纵梁和横梁，然后荷载通过桩帽传递给桩基，水平力仍由叉桩承担。7.2 第一方案前方桩台初步设计面板采用叠合板，由预制板和现浇板构成，预制板搁置在预制纵梁上，然后进行现浇板及磨耗层的施工。横梁采用倒T型断面，由上、下横梁构成，均为现浇结构。横梁、纵梁、面板之间采用整体连接，横梁与桩基之间也是整体连接，使码头具有较好的整体稳定性。横向排架间距为7米，纵梁在桩台两端设置两个边纵梁，门机轨道下各一根轨道梁。海侧门机轨道梁下为双直桩，陆侧

39、门机梁下为叉桩，斜度为1:3，为防止叉桩与直桩碰撞，叉桩设置扭角，使得与直桩净距为50cm。两轨道梁中间设一根中纵梁，直桩与叉桩之间等间距设两根单直桩，间距为3.5m。纵横梁布置如下图所示：7.2.1面板的计算7.2.1.1面板基本尺寸拟定，见图2.1.1所示（1）面板采用叠合板：板厚h1=35cm，其中预制层20cm，现浇层15cm；（2）面板上要有磨耗层作为保护，厚度拟为h2=15cm；（3）预制层、现浇层和磨耗层均采用C30混凝土7.2.1.2 最大面板跨度，如图2.1.1所示（1）面板只搁置在纵梁上，属于两边支承，搁置长度e=20cm,此种情况面板按简支单向板计算；（2）计算跨度取中到

40、中：中纵梁与轨道梁的中心距净跨Ln=4800-1502=4500mm；板的搁置长度e=200mm；初步设计按简支板计算，计算跨度l0=minLn+h1，Ln+e=4.7m（3）取每米板宽进行计算7.2.1.3 荷载计算（1）永久作用 面板自重q1=钢筋砼h1=8.75kPa，磨耗层自重q2=砼h2=3.6kPa自重总和q0=q1+q2=12.35kPa跨中弯矩M0=18q0L02=34.10kNm（2）可变作用堆货荷载产生的跨中弯矩：考虑到码头前方桩台可能有堆货，则跨中弯矩M堆=18q堆L02=83 kNm流动机械荷载考虑到牵引平板车到达码头前方桩台，那么根据最大载重量8t，自重2t，满载轮压

41、p=25kN的平板车，应有三种最不利的可能的荷载情况。情况1：平板车在板跨中心，平板车轴线与板跨方向垂直，如图所示。接触宽度：a0=0.15m，b0=0.2m传递宽度：a1=a0+2h2=0.15+20.15=0.45m b1=b0+2h2=0.2+20.15=0.5m根据高桩码头设计与施工规范（JTJ291-98）4.1.6.1，平行板跨方向的弯矩计算宽度可按下式计算：ac=a1=0.45m式中： ac平行板跨方向的弯矩计算宽度（m） a1集中荷载在平行板跨方向的传递宽度（m）根据高桩码头设计与施工规范（JTJ291-98）4.1.6.2，垂直板跨方向的弯矩计算宽度可按下式计算：中置荷载（荷

42、载接触面积中心位于1/2板宽至y0.5bc）的弯矩计算宽度： bc=Kl00.8+0.1l0/x+b1+h （7.1）其中 K=B/l01.0+0.9B/l0 （7.2）式中： bc垂直板跨方向的弯矩计算宽度（m）。当bcB时，取bc=B； K与板的宽跨比有关的系数；当B/l02.5时，在上式中取2.5。 B板宽，取B=7m； x荷载接触面积中心至支座边的距离（m）； l0板的弯矩计算跨度（m）； b1集中荷载在垂直板跨方向的传递宽度（m）； h板厚（m）； y荷载接触面积中心至板自由边的距离（m）。针对情况1：K=B/l01.0+0.9B/l0=7/4.71.0+0.97/4.7=0.636

43、荷载接触面积中心至支座边缘的距离:x=4.70-1.342=1.68m荷载接触面积中心至板自由边的距离：y=7-2.62=2.2m垂直板跨方向的弯矩计算宽度：bc=Kl00.8+0.1l0x+b1+h=0.6364.70.8+0.14.71.68+0.5+0.35=3.6m2y=4.4m由于前后两轮间距为2.6m，小于bc，所以前后轮弯矩计算宽度重叠，故其垂直板跨方向的计算宽度bc=3.60+2.60=6.2m分布后荷载强度：q=2pacbc=500.456.2=17.92kPa取单宽1m进行计算，计算得跨中弯矩M=13.55kNm情况2：平板车在板跨一侧，平板车轴线与板跨方向垂直，两只轮子作

44、用在跨中，如图所示：接触宽度：a0=0.15m，b0=0.2m传递宽度：a1=a0+2h2=0.15+20.15=0.45m b1=b0+2h2=0.2+20.15=0.5mac=a1=0.45mK=0.636对于跨中轮子，x1=4.72=2.35m 靠近支座处轮子，x2=2.351.34=1.01my=7-2.62=2.2mbc1=Kl00.8+0.1l0x1+b1+h=0.6364.70.8+0.14.72.35+0.5+0.35=3.82m2ybc2=Kl00.8+0.1l0x2+b1+h=0.6364.70.8+0.14.71.01+0.5+0.35=3.19m2y由于两轮前后间距为2

45、.6m，小于bc1和bc2，所以前后轮弯矩计算宽度重叠，故其垂直板跨方向的弯矩计算宽度取为bc1=3.82+2.6=6.42m，bc2=3.19+2.6=5.79m分布后荷载强度：q1=2pacbc1=16.63kPa q2=2pacbc2=19.19kPa取单宽1m进行计算，计算得跨中弯矩M=12.53kNm情况3：平板车在板跨中心，平板车轴线与板跨方向垂直，如图所示。接触宽度：a0=0.2m，b0=0.15m传递宽度：a1=a0+2h2=0.2+20.15=0. 5m b1=b0+2h2=0.15+20.15=0.45mK=0.636x=4.7-2.62=1.05，y=7-1.342=2.

46、83平行板跨方向的弯矩计算宽度ac= a1=0.5m 垂直板跨方向的弯矩计算宽度bc=Kl00.8+0.1l0x+b1+h=0.6364.70.8+0.14.71。05+0.45+0.35=3.17m2y由于垂直板跨方向轮距为1.34m，小于bc=3.17m，所以垂直板跨方向弯矩计算宽度有重叠，故取bc=3.17+1.34=4.51m分布后荷载强度：q=2pacbc=500.54.51=22.17kPa取单宽1m进行计算，计算得跨中弯矩M=11.36kNm综合以上三种情况可见：最不利情况为情况1，即平板车在板中心，平板车轴线与板跨方向垂直，其跨中最大弯矩为13.55 kNm。由于牵引平板车荷载

47、是动荷载，取荷载冲击系数为1.3，得M跨中=1.313.55=17.615 kNm。另外考虑到20t自卸汽车的作用，由于其前后轮压不同，故考虑最不利情况进行验算。取四个轮子轮压均为65kN，按照平板车的最不利情况1，计算得板跨中弯矩为25.10kNm，仍小于堆货荷载。7.2.1.4 面板尺寸抗裂验算考虑永久荷载+可变荷载这种组合，可变荷载中堆货荷载起控制作用，因此选用堆货荷载作为控制荷载。 M中=M永久+M可变 （7.3）式中：M中荷载组合后的跨中弯矩（kNm）；M永久永久荷载在跨中产生的弯矩（kNm），M永久=34.10kNm； M可变可变荷载在跨中产生的弯矩（kNm），M可变=83kNm； 荷载组合系数，=0.7。综上，可求得M中=92.2kNm。面板抗弯摸量可按下式计算：W=16bh2 （7.4）式中：W面板的抗弯模量（m3）； b垂直于板跨方向的板宽（m），取单位宽度b=1m； h板的厚度（m），h=0.35m。所以求得W=0.02m3。面板验算可通过下式进行计算： Kf=WmftkM （7.5）式中：W面板的抗弯模量（m3），W=0.02m3；m截面影响系数，取1.55；ftk砼的轴心抗拉强