泰州港过船港区35000吨级通用泊位工程设计毕业设计说明书

1、 - 1 -【摘 要】本次毕业设计的任务是在泰州港过船港区设计吨级通用泊位工程，货种为件杂货和散货，码头结构形式采用高桩梁板式码头。设计内容包括码头工程设计中的资料分析、装卸工艺及流程、库场面积计算、码头总平面布置、结构选型、内力计算、构造设计及施工等有关问题。 通过方案比选，决定采用纵、横梁连接形式。通过面板及横向排架技术设计决定面板及横向架的配筋。最后的设计成果包括计算书、说明书和三张大图。根据该码头的营运资料和自然条件，码头的总平面布置为：码头为顺岸式，设后方桩台，并由引桥连接前方码头与后方堆场。关键词关键词：泰州港；内力计算；连接形式；配筋【abstract】the graduatio

2、n design task is to design a ship in port of taizhou port berth tonnage general engineering, commodity for general cargo and lcl, wharf structure of piled beam-slab wharf is high. design content including wharf engineering design of data analysis, loading and unloading process and process, the libra

3、ry field area computation, port selection, general layout, structure internal force calculation, structure design and construction of relevant issues.through the scheme comparison, decided to adopt longitudinal, beam connection form. through panels and transverse bent technology design decisions and

4、 reinforcement of transverse frame.key words: taizhou port; internal force calculation; connection form; reinforcement- 2 -目目 录录1 设计基本条件和依据设计基本条件和依据.- 3 -1.1 工程概况.- 3 -1.2 设计依据.- 3 -1.3 设计任务.- 4 -2 营运资料营运资料.- 5 -2.1 货运任务.- 5 -2.2 船舶资料.- 5 -2.3 自然条件 .- 5 -2.3.1 地理位置.- 5 -2.3.2 气象.- 6 -2.3.3 水文.- 6 -2

5、.4 地形地貌.- 7 -2.5 工程地质.- 7 -2.6 地震.- 8 -3 材料供应及施工条件材料供应及施工条件.- 9 -4 总平面布置总平面布置.- 9 -4.1 平面初步规划及水位值.- 9 -4.2 码头设计尺度.- 9 -4.2.1 泊位长度和码头长度.- 9 -4.2.2泊位宽度.- 9 -4.2.3 码头前沿顶高程.- 9 -4.2.4码头前沿设计水深.- 10 -4.3 陆域平面布置.- 10 -4.3.1码头前沿作业地带.- 10 -4.3.2港区内道路布置.- 10 -4.4 辅助生产和辅助生活建筑物.- 10 -4.4.1工人人数的确定.- 10 -4.5 装卸工艺

6、.- 11 -4.5.1 装卸工艺和机械选型.- 11 -4.5.2 港口主要建设规模的确定.- 12 -5 码头结构初步设计码头结构初步设计.- 12 -5.1 码头上作用的确定.- 12 -5.1.1 不变作用.- 12 -5.1.2 可变作用.- 13 -5.2 拟定码头结构.- 13 -5.2.1 前方桩台的结构型式.- 13 -5.2.2 后方桩台的结构型式.- 14 - - 3 -5.2.3 尺寸拟定及验算.- 14 -5.2.4整体稳定性.- 19 -5.2.6整体稳定性.- 20 -6 码头结构技术设计码头结构技术设计.- 21 -6.1 面板技术设计.- 21 -6.1.1

7、面板内力计算（结果如下表）.- 21 -6.1.2 面板配筋计算.- 21 -6.1.3 裂缝宽度验算和斜截面抗剪验算.- 23 -6.2 横向排架技术设计.- 24 -6.2.1 内力计算方法.- 24 -6.2.2内力计算.- 24 -6.2.4 斜截面承载力计算和裂缝开展宽度验算.- 32 -结束语结束语.- 33 -致谢致谢.- 34 - 4 -1 设计基本条件和依据1.1 工程概况工程概况 新建码头是海港码头，平面布置与工艺设计按海港总平面设计规范和河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，采用高桩码头结构型式（上层土为淤泥）。码头

8、位于长江下游扬中河段太平洲右汊（扬中夹江）南岸九曲河口上游 200m 处，隶属江苏省丹阳市辖区。水域面积不大，为了不影响水流结构发生变化选用顺岸式，并选用引桥式。1.2 设计依据设计依据海港总平面设计规范 jtj21199河港工程设计规范 gb5019293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港口工程混凝土结构设计规范 jtj26798港口工程制图标准港口水工建筑物港口规划与布置土力学结构力学 - 5 -港口航道与海岸工程专业毕业设计指南橡胶护舷性能毕业设

9、计参考资料1.3 设计任务设计任务本工程设计任务主要包括：（1）资料分析要求熟悉以上设计资料的主要特点，明确它们对设计的影响。了解如何确定有关计算数据，然后进行概括而系统地整理。（2）码头的平面布置根据码头的使用要求，选用一种合理的码头装卸作业线的工艺图式，针对进口和出口的不同货种分别计算库场面积，并考虑道路和铁路布置，从而拟定码头的主要尺度。然后，选定码头的前沿线和中心线的平面位置，并确定码头的总平面布置。一般应通过不同方案的优缺点比较，来选择较好的码头平面布置。（3）码头结构的初步设计选择比较合理的一种码头结构型式，拟定 12 个方案，分别确定各主要构件的尺寸，码头的工程量和三材用量及码头

10、工程的概算） ，对方案进行全面的技术经济比较。所选用的码头结构方案，应适应于码头的具体条件，充分反应施工特点，吸取先进经验，比较经济合理，又能保证码头在施工中和使用期的整体稳定性（包括岸坡） 。（4）指定构件的技术设计在初步设计的基础上，对采用方案的指定构件，进行技术设计。要求对各种荷载下的结构内力进行电算，同时，用手算核对其中一种情况的结构内力，并以此进行配筋计算。经过较严格的计算和细部考虑后，设计出的指定构件应满足限制裂缝宽度的要求，并能有足够的强度和刚度，既较为经济合理，又能付诸施工。2 营运资料2.1 货运任务货运任务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

11、，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- 6 -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。货运量根据江阴长江港埠有限公司对码头的规划和功能定位，综合考虑主要货类的运输需求、货种的流量

12、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。2.2 船舶资料船舶资料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。表 2-1 设 计 船 型 尺 度 表 主 尺 度（m）船 型型 长型 宽型 深满载吃水备 注5000dwt 货轮115.015.611.07.0设计船型2.3 自然条件自然条件2.3.1 地理位置江阴港位于东部沿海南北航线和长江航运“t”字型交汇处，距吴淞口162

13、km，南京 204km。港口岸线顺直，水域开阔，河床稳定，水深流缓，进出航道常年保持-10m 以上，江阴港沿江深水岸线达 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。2.3.2 气象对江阴气象站 1954 年1987 年实测资料统计得： - 7 -(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 人。在 10mm/h 以上的中雨天

14、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。(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。2.3.3 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

15、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 0.8m。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。2.4 地形地貌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 0.0

16、m 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 40m左右。- 8 -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 工程地质工程地质表 2-2 各单元土体的物理力学性质指标统计表固结快剪指标预制桩钻孔灌注桩土层名称天然含水量w(%)天然重度(kn/m3)天然孔隙比 e粘结力c(kpa)内摩擦角(度)标准贯入击数n容许承载力建议值（kpa）桩侧极限

17、阻力标准值桩端阻力标准值桩侧极限阻力标准值桩端阻力标准值填土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1.2272607485006015002.6 地震地震按 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， - 9 -基本地震加速度值为 0.05g，可不考虑液化影响。- 10 -3 材料供应及施工条件根据本工程所在的区域，港

18、区水、陆运输条件好，港区已建 3 个泊位已陆续投入使用；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。4 总平面布置4.1 平面初步规划及水位值平面初步规划及水位值设计水位设计高水位 5.72m（重现期 50 年一遇）设计低水位 0.62m（当地航行基准面）4.2 码头设计尺度码头设计尺度4.2.1 泊位长度和码头长度单个泊位长度为 269-275m,取码头长度为 275m码头长度为 289m4.2.2 泊位宽度经计算得出泊位宽度为 64.6m，取 65m。4.2.3

19、 码头前沿顶高程由资料知，码头前沿高程取 7.3m - 11 -4.2.4 码头前沿设计水深码头前沿设计水深为 13.95m，码头前沿水底高程为 14.57m。4.3 陆域平面布置陆域平面布置4.3.1 码头前沿作业地带门机轨距 10.5m,前轨中心线距码头前沿 3 m（吊幅满足要求） ，铁路不上码头，不设前沿堆场,后轨距行车道路边缘 1.5m,道路宽度取 12m，人行道 2.0m，码头总宽度为 10.5+3+1.5+12+2=29m，取 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，两桩台之间设

20、置纵向变形缝。4.3.2 港区内道路布置根据海港总平面设计规范,港内道路应按环形系统布置，道路应具备回车条件。港内道路分为下列三种：主干道：港内链接主要出入口的全港性道路，宽度取 12m次干道：港内码头和库场及流动机械之间的道路宽度取 8m支道：车辆和行人均较少的道路，宽度取 4m4.4 辅助生产和辅助生活建筑物辅助生产和辅助生活建筑物4.4.1 工人人数的确定根据海港规范及当地实际情况,确定港区定员所需装卸工人总数为 76 人所需机械司机人数为 38 人由上面计算可知主要生产人数 76+38=114 人管理人员按 10%设置,人数为 11410%=11.4,取 12 人,须水手人数为 5 人

21、。- 12 -4.4.2 生产、生活辅助设施的面积综合办公室：人，取人，所需面积为 120侯工室：人，取 3.0人，所需面积为 200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维修保养间：根据当地条件，按工艺要求确定，取面积为 200材料供应站：泊位，取 150修建队：每 100 延米码头为 40，所需面积为 80码头水手间：间，不宜小于人，取 20间，设有 5 人，所需面积为 100，则需设置 5 间。加油站：加油站站房面积，按工艺要求宜为，取，取 200200。地磅站：地磅站：202030座，大门两侧各配一座，供需两座。消防站：可参考公安部消防站建筑设计标

22、准的有关规定，这里大概取 400门卫：3座，取 25座，共需两座生活区：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 20004.5 装卸工艺装卸工艺4.5.1 装卸工艺和机械选型布置三条装卸线（已留有发展空间） ，每条作业线配置如下：件杂货:三台 m425 型门机、一辆牵引车和三辆平板车（平板车最大载重 8t，自重 2t） 、一辆 10t 轮胎吊（堆场） 、1 辆叉车。件杂货（进口）装卸工艺流程图： 船 门机 牵引平板车 叉车/轮胎吊 仓库/堆场 件杂货（出口）装卸工艺流程图： 仓库/堆场 叉车/轮胎吊 牵引平板车 门机 船 - 13 -散货;由于本码头主要为苏锡常等地担

23、负中转磷矿石的任务，故可以看做进口码头，转运采用路域方式（汽车） 。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车，堆场作业采用挖掘机，配置两台 20t 的自卸车散货（进口）装卸工艺流程图： 船 抓斗门机 自卸车 堆场 散货（出口）装卸工艺流程图： 挖掘机 汽车 （出口) 4.5.2 港口主要建设规模的确定4 4.5.2.1.5.2.1 泊位数目泊位数目经过验算，码头需要一个泊位即可满足要求。4 4.5.2.2.5.2.2 泊位通过能力泊位通过能力经计算，码头的一个泊位年通过能力为 94.81 万 t4 4.5.2.3.5.2.3 库场

24、、堆场容量计算库场、堆场容量计算经计算，码头的库场堆场面积为 482005 码头结构初步设计5.1 码头上作用的确定码头上作用的确定5.1.1 不变作用自重，按结构尺寸计算确定。- 14 -5.1.2 可变作用5.1.2.15.1.2.1 匀布荷载匀布荷载堆货荷载，按港口工程荷载规范确定。5 5.1.2.2.1.2.2 集中荷载集中荷载流动机械荷载和门机荷载，按港口工程荷载规范确定。 5 5.1.3.1.3 船舶荷载船舶荷载风荷载、水流力、系缆力、撞击力等，按港口工程荷载规范中的有关公式计算确定。此次设计不考虑挤靠力。5.2 拟定码头结构拟定码头结构5.2.1 前方桩台的结构型式此方案采用纵横

25、梁不等高连接，横梁现浇，纵梁采用预制叠合梁，面板搭在纵梁上，面板采用叠合板，中间设中纵梁，两侧设两个边纵梁，前方桩台宽15m，采用悬臂式变形缝，变形缝宽 2cm，将码头分为两段，变形缝间距为 60m-70m，取 65m，分段处宜做凹凸缝，凹凸缝的齿高可取为 200-400mm，取为 300mm.变形缝处的悬臂长 1.5m，码头端部的悬臂长 1m，横向排架间距取 7m，布置如图。 - 15 -5.2.2 后方桩台的结构型式后桩台总长 15m，分为两个窄桩台，每个 7.5m，每个桩台排架下面从前沿 1m 处开始设置一根直桩，间隔 5.5m 在设置一根直桩，面板采用叠合板，由预制板和现浇板构成，预制

26、板直接搁置在横梁上，每块预制板宽 3.75m，不设置纵梁。变形缝取 2cm，横向排架间距取 4m，桩台下布置 2 根直桩，由于后方桩台受力简单，横梁采用倒 t 型断面，由上下横梁构成，均为现浇结构，横梁面板之间整体连接，断面如图。5.2.3 尺寸拟定及验算5 5.2.3.1.2.3.1 前方桩台尺寸验算前方桩台尺寸验算5.2.3.1.1 面板尺寸拟定及验算面板上的垫层取为 10cm，现浇层厚度取 15cm，预制板厚度取为 25cm，面板受到自重和可变荷载作用，其中可变荷载包括堆货荷载和流动机械荷载，取起控制作用的一个验算。取靠水侧门机纵梁和中纵梁之间的这一跨进行尺寸验算。经验算，面板的尺寸是满

27、足要求。5.2.3.1.2 纵梁尺寸拟定及验算5.2.3.1.2.1 门机纵梁尺寸拟定及验算门机纵梁预制高度为 130cm,底宽 50cm，两边都设有牛腿，尺寸如图。门机纵梁受到本身自重、面板自重、面板传来的堆货荷载、流动机械荷载和门机荷载作用，- 16 -堆货荷载和门机荷载可以同时存在。选取靠水侧的门机纵梁验算。经验算，门机纵梁尺寸满足所须要求。5.2.3.1.2.2 中纵梁尺寸拟定及验算中纵梁预制高度为 110cm,底宽 40cm, 两边都设有牛腿，尺寸如图。中纵梁受到本身自重、面板自重、面板传来的堆货荷载和流动机械荷载的作用，且这两者不能同时存在。选取两个横梁之间的一跨中纵梁验算。经验算

28、，中纵梁尺寸满足所须要求。5.2.3.1.2.3 边纵梁尺寸拟定及验算边纵梁预制高度为 90cm,底宽 30cm, 一边设有牛腿，尺寸如图。边纵梁受到本身自重、面板自重、面板传来的堆货荷载和流动机械荷载的作用，且这两者不能同时存在。选取靠海侧的边纵梁验算。经验算，边纵梁尺寸满足所须要求。5.2.3.1.3 横梁尺寸拟定横梁为全现浇的（尺寸如图） ，取下横梁高度为0.8m，上横梁高度为 1.5m 横梁截面面积为 1.4 m2，下横梁底宽考虑到桩所须的外包宽度取为 100cm。由于横梁的断面面积很大，一般均可满足承载能力要求，可不用验算尺寸。5.2.3.1.4 靠船构件靠船构件由悬臂梁、牛腿、纵向

29、水平支撑、橡胶护舷等构件组成。考虑到船舶停靠安全等因素，靠船构件底高程取为+2.3m，纵向水平支撑尺寸不小于 35cm 30cm,靠船构件宽度应小于下横梁宽度，取为 70cm，尺寸如图。 - 17 -经计算，靠船构件总重：，靠船构件重knppii23.3654.163125. 138.1831心到码头前沿线的距离为 0.318m。 5.2.3.1.5 基桩桩力估算及桩长的确定桩承受的荷载有上部结构自重、堆货荷载、门机荷载、系缆力、撞击力等。除横梁自重为均布力外，其于的荷载最后都以集中力的形式作用在横梁上，应按弹性支撑连续梁计算，在初步设计时可将横向排架分成两个简支跨来计算桩力，这样计算的桩力比

30、用五弯矩方程，按弹性支撑连续梁计算出的桩力大，结构偏与安全。桩的布置如图，其中斜桩的斜度为 3：1，靠水侧门机梁下布置叉桩，因无铁路荷载，在双直桩和叉桩之间设一根直桩。5.2.3.1.5.1 桩力计算结果及荷载的几种最不利组合如下表 5-1 桩力组合表 桩号 作用（kn）n1n2n3n4n5横梁自重137.745137.745177.5997.297.2纵梁及面板自重415.26415.26412.52308.42308.42恒载553.005553.005590.11405.62405.62堆货荷载662.625662.625922.19475.69475.69门机荷载 a629.2629.

31、20241.18241.18门机荷载 b228.8228.80663.24663.24- 18 -系缆力198.775198.775-199.07585.61-585.61撞击力0.540.54-1.07-886.89886.89+a+2813.3662813.3661720.52334.334694.626+b+2212.7662212.7661720.52967.4241327.716+1592.0911592.0911997.593-177.6252483.045荷载组合+max2535.0812535.0811999.1982147.572147.57最大桩力2967.424最小桩力-

32、177.625永久荷载分项系数为 1.2，堆货荷载分项系数为 1.4，门机荷载分项系数为 1.5，系缆力荷载分项系数为 1.4，撞击力荷载分项系数为 1.5。5.2.3.1.5.2 桩力验算及桩长确定根据港口工程桩基规范持力层选为第五层。经调查，所有的桩都能打，采用60cm60cm 的预应力砼空心方桩，空心直径为 d=27cm，经验算，所有的桩都满足承载能力的要求。各桩桩长确定如下：表 5-2 桩长表长度 桩号12345自由长度（m）20.220.1218.8520.2117.03入土长度（m）32.2532.3333.6035.0838.26嵌入长度（m）0.050.050.050.050.

33、05总长（m）52.552.552.552.552.5各桩进入持力层的深度都大于 2 倍桩径。5.2.3.2 后方桩台尺寸验算5.2.3.2.1 面板尺寸拟定及验算后方桩台不承受门机荷载和水平力作用，只受到竖向荷载的影响，可以不设置叉桩。对横梁整体性要求不高，面板采用叠合板，板厚 30 cm，其中预制层 15 cm，现浇层 15 cm，面板上要有磨耗层作为保护，厚度拟为 10 cm.预制层、现浇层、磨耗层均采用混凝土。垂直码头前沿线方向宽 3.75m，面板受到自重、堆货荷载、流动运输机械荷载的作用。 - 19 -经验算，面板满足抗裂要求。5.2.3.2.2 横梁尺寸拟定及验算横梁采用现 t 形

34、截面梁（如图） ，高 1.1 m，下横梁宽 1m，上横梁宽 0.6 m尺寸如图。横梁受到自重、面板自重和面板传来的可变荷载作用。横梁的验算要考虑跨中和支座两处，验算时取跨度为 550cm 的这一跨，验算跨中弯矩，取支座处验算负弯矩，这两处都有可能是最不利的。经验算，横梁的尺寸满足要求。5.2.3.2.3 桩力计算后方桩台共有 2 根桩，全部为直桩，主要承受上部结构自重和堆货荷载，这两者都为均布力，桩的布置如图，由于桩对称布置，所以每根桩承受上部总荷载的一半。计算结果如下：桩力作用n1（kn）n2（kn）恒载240.375240.375可变荷载900900组合 +1548.451548.455.

35、2.3.2.4 桩力验算及桩长确定根据港口工程桩基规范持力层选为第五层，采用 60cm60cm 的预应力砼空心方桩，空心直径为 d=27cm，经验算，所有的桩都满足承载能力的要求。各桩桩长确定如下： 长度 桩号12自由长度（m）7.725.89入土长度7.489.31- 20 -（m）嵌入长度（m）0.10.1总长（m）15.315.3各桩进入持力层的深度都大于 2 倍桩径。5.2.4 整体稳定性所设计的岸坡为 1：3，而江岸属冲积平原，土坡为 1：51：2，冲淤基本平衡，河床平缓也较稳定，因此整体稳定性不用计算，可满足要求。5.2.5.15.2.5.1 引桥尺寸验算引桥尺寸验算引桥宽度取 1

36、0 m，长度为 42 m,引桥不设置纵梁，空心板搁置在预制横梁上，搁置长度取 20cm，排架间距为 4m，每排架内布置两根直桩，间距为 8m，两边各留1m 悬臂，引桥宽度方向需要 5 块 2m 的空心板5.2.5.1.1 面板尺寸拟定及验算采用预制板，因此按简支板计算，净跨为 3.6m，计算跨度为 3.8m，空心板厚为0.45m，磨耗层厚度为 0.05m经验算，面板满足抗裂要求。5.2.5.1.2 横梁尺寸拟定及验算横梁采用现浇矩形截面梁（如图） ，高 1 米，宽 1m，尺寸如图。横梁受到自重、面板自重和面板传来的可变荷载作用。横梁的验算要考虑跨中和支座两处，验算时取跨度为 400cm 的这一

37、跨，验算跨中弯矩，取支座处验算负弯矩，这两处都有可能是最不利的。经验算，横梁的尺寸满足要求。5.2.5.1.3 桩力计算每段引桥共有 2 根桩，全部为直桩，主要承受上部结构自重和自卸 - 21 -车荷载，这两者都为均布桩的布置如图，由于桩对称布置，所以每根桩承受上部总荷载的一半。计算结果如下：桩力作用n1（kn）n2（kn）恒载340.8340.8可变荷载260260组合+772.96772.965.2.5.1.4 桩力验算及桩长确定根据港口工程桩基规范持力层选为第五层，经调查，所有的桩都能打，采用60cm60cm 的预应力砼空心方桩，空心直径为 d=27cm，经验算，所有的桩都满足承载能力的

38、要求。各桩桩长确定如下： 长度 桩号12自由长度（m）4.631.96入土长度（m）7.279.94嵌入长度（m）0.10.1总长（m）1212各桩进入持力层的深度都大于 2 倍桩径。5.2.6 整体稳定性所设计的岸坡为 1：3，而江岸属冲积平原，土坡为 1：51：2，冲淤基本平衡，河床平缓也较稳定，因此整体稳定性不用计算，可满足要求。- 22 -6 码头结构技术设计6.1 面板技术设计面板技术设计6.1.1 面板内力计算（结果如下表）时期荷载跨中弯矩 m（）mkn 支座弯矩 m（）mkn 剪力（kn）施工期自重34.2427.9施工荷载6.95.63吊运荷载21.07使用期堆货荷载59.72

39、-55.1367.5自重22.26-20.5427.96.1.2 面板配筋计算面板配筋计算按承载能力极限状态的荷载组合计算，钢筋砼的等级取 c30，由港口工程砼结构设计规范查得砼的轴心抗压强度设计值为=15mpa，级钢cf筋抗拉强度设计值为=210 mpa，级钢筋抗拉强度设计值=300 mpa，该码yfyf头为一般港口的主要建筑物，安全级别为级，其结构重要性系数为=1.0，荷0载分项系数由高桩码头设计与施工规范查得，永久荷载分项系数为 1.2，堆货荷载分项系数为 1.4，施工荷载与吊运时的分项系数为 1.3，由港口工程砼结构设计规范查得受力钢筋的砼保护层厚度 c=40mm，估计纵向受力钢筋直径

40、为16mm，则，a=c+d/2=48mm，级钢筋的相对界限受压区高度=0.550，板的纵向b - 23 -钢筋最小配筋率为=0.15%。min配筋计算可按港口工程砼结构设计规范计算。公式如下： 20bhfkmcs设s211ycsfbhfa0式中：弯矩设计值（）设mmkn k 承载力安全系数，k=1.2 砼轴心抗压强度设计值（mpa） ，=15 mpacfcf 截面宽度（m） ，取单宽，=1000mmbb 截面抵抗矩系数s 相对受压区计算高度 有效高度（mm）0h 钢筋抗拉强度设计值（mpa） ，=300mpayfyf 受拉区纵向钢筋截面面积（mm2）sa计算值见下表：状况组合情况（设mmkn

41、）（mm0h）s（%）（mm2）sa自重+施工荷载50.062020.09810.1030.4981006短暂吊运配筋27.392020.05370.05520.267539.54持久自124.6963520.080.080.4071431- 24 -重+堆货荷载（跨中）0540堆货荷载（支座）77.183520.04980.05110.247870由上表可知，所有都小于，满足要求。b配筋：因为预制板在施工期要承受自重和施工荷载，吊运时还有吊运荷载，使用期要承受自重和堆货荷载，因此要分短暂状况和持久状况分别考虑，取大值作为实际的配筋。由上表可知使用期时自重+堆货荷载所须钢筋最多，因此，按此面积

42、（1431mm2）配筋，选用 14100（=1539 mm2） ，实际配筋的板宽为 3.3m，支sa座处用来承受负弯矩的钢筋放在现浇板中，所须钢筋的面积为 870 mm2，选用16220（=914mm2） ，分布钢筋面积按港口工程砼结构设计规范采用ii级sa钢筋，按受力钢筋的 15%配分布钢筋。板跨处：=15%1539=230.85mm2，选用 8200（=251mm2）sasa支座处：=15%914=137.1mm2，选用 6200（=141 mm2）sasa吊筋根据计算，选用 20mm 的一级钢筋。6.1.3 裂缝宽度验算和斜截面抗剪验算按港口工程砼结构设计规范计算知裂缝宽度和砼的斜截面抗

43、剪承载力都满足 - 25 -要求。6.2 横向排架技术设计横向排架技术设计6.2.1 内力计算方法横梁采用倒 t 型断面，为现场浇筑的砼结构，在施工时，首先浇筑下横梁，待下横梁砼达到一定强度后（约 70%） ，安装预制纵梁和板，然后浇筑上横梁和板梁的现浇部分。正因为有这样的施工状况，所以在横梁计算中分别按短暂状况和持久状况进行计算。施工期的内力计算根据高桩码头设计与施工规范的规定，横向排架内力宜按柔性桩台计算，由叉桩和直桩至诚的横梁，在进行横向排架计算时可假定桩两端为铰接，在垂直荷载（包括水平力对横梁中和轴产生的力矩）作用下，横梁可按弹性支撑连续梁计算，水平力可由叉桩承受。一般采用五弯矩方程求

44、解。施工期的受力断面为下横梁，整个下横梁承受全部自重。6.2.2 内力计算6.2.2.1 施工期内力计算横梁砼的标号为 c40，施工时假定下横梁砼达到设计强度的 70%时进行预制构件安装，故短暂状况砼按 c20 计算，ec=2.25104 mpa,使用期砼达到设计强度，ec=3.25104 mpa。基桩为 60cm60cm 得预应力砼方桩，空心直径 d=27cm，基桩的砼标号为 c40，弹性模量 ec=3.25104 mpa，桩的断面面积 a=0.6-0.057=0.303m2。桩的轴向反力系数：桩顶在单位轴向力作用下产生的轴向位移为桩的轴向反力系数。摩擦桩应根据试桩资料确定，如无试桩资料，可

45、按下式计算：k= caelpp10udqc)145115(式中：k桩的轴向反力系数（m/kn） 桩的自由长度（m）0l 桩材料的弹性模量（mpa） ，=3.25104 mpa pepe- 26 - 桩身横截面面积（m2）pa 桩入土部分的单位沉降所需的轴向力（kn/m）c 单桩垂直极限承载力标准值（kn）udq根据入土深度和土质情况，按港口工程桩基规范求得=3186.37 kn，udqudq=1.553186.37=4938.87kn，在本次设计中，=（115-145)=5.68105kqckq7.16105kn/m，取 c=6.42105kn/m。以下列表计算各桩的轴向反力系数：支座的竖向压

46、缩系数（横向排架计算中简化为 3 个支座）：支座 a：=1.80210-6（m/kn）ak支座 b：=3.4710-6（m/kn）bk3k桩号0l（m）pepa（kn）/0lpepa（m/kn）1/c（m/kn）k（m/kn）120. 22.0510-63.6110-6220.122.0410-63.610-6318.791.9110-63.4710-6420.212.0510-63.6110-6516.9798475001.7210-61.5610-63.2810-6 - 27 -支座 c：=1.91410-6m/knck6.2.2.1.1 五弯矩方程：05544332211pmamamam

47、ama横梁是等截面的，ei=2.251040.0427=9.61105 kn m2，悬臂端看成支座无限远、跨度为无穷大，中间两跨跨度为 5.25m，由此上述方程中=0。1a1m5a5m= =0.6710-62a)2(1322kkleil =4.28010-63a)4(1324322kkkleil =0.58910-6 , 4a)2(16432kkleil=173.7+36.23+460.35+35*(3+2.625)=832.155kn02r=518.85+5.2535=681.6kn03r=398.25+111.7+35(1.5+2.625)=654.325kn04r=0.63210-4)2

48、(104403302243rkrkrklp式中：、分别为支座 1、2、3、4、5 处的弯矩1m2m3m4m5m（）mkn 、分别为支座 2、3、4 的压缩系数2k3k4k 、分别为荷载单独作用在简支梁基本系上时，在支座02r03r04r2、3、4 处产生的支座反力（kn） 、为桩台的材料弹性模量和断面惯性矩ei 跨度（m） ，=5.25mll 、简支梁和跨在荷载作用下对应支座处梁端的转角343l4l， ei2433qleiql2434- 28 - 横梁自重（kn/m） ，=35 kn/mqq计算得：=94.213mmkn 6.2.2.1.2 支座反力：=981.84knlmmrr23022kn

49、lmmlmmrr014.56425. 521.94532.17425. 521.94549.6716 .6813432033knlmmrr355.70925. 5532.17421.94325.65443044校核：施工期所有竖向力之和为：knn08.22247 .11125.39885.51835.46023.367 .1731535所有支座反力之和：knrrrr03.2168514.7055 .484014.978432经校核，在误差范围以内，计算值是正确的。6.2.2.1.3 桩力489.007kn22121rnn484.5kn33rn371.839n1032454rnn6.2.2.1.

50、4 支座剪力353137.736.23=278.9kn右2qkn575.24125. 5549.67121.9425.2535mqq23右 20右 2lm - 29 -kn825.5725. 5549.67121.9425.2535mqq2330右3lm左kn844.3625. 521.94532.17425.2535mqq34右 30右3lmkn905.14625. 521.94532.17425.2535mqq3440右4lm左kn5 .525 . 135q右46.2.2.1.5 跨中弯矩（）2lx mkn00.158)21.94549.671(2125. 55381)m(m21mm232

51、02323mkn509.90)532.1744.219(2125. 53581)m(m21mm243034346.2.2.1.6 跨中剪力()2lx knlmmq70.14925. 5549.67121.942323knlmmq03.5525. 521.94532.17434346.2.2.2 使用期内力计算使用期的受力断面为整个横梁，要承受自重、堆货荷载、门机荷载、系缆力、和撞击力，此时横梁的砼达到设计强度，砼按 c40 计算，ec=3.25104 mpa电算的结果见下表，弯矩-671.549-671.549-157.849114.68114.68211.306-174.411-174.41

52、1自重剪力241.633241.633149.75857.883128.685-55.065-238.615-238.615弯矩00-197.151503.467503.467105.037-291.3750堆货剪力0266.895266.895266.895-151.395-151.395-151.3950弯矩00-377.542-755.084-755.084-377.54200门机 1剪力0-143.826-143.826-143.826143.826143.826143.8260门机 2弯矩00-367.069-734.138-734.138-367.06900- 30 -6.2.3.

53、16.2.3.1 正截面承载能力配筋计算正截面承载能力配筋计算6.2.3.1.1 短暂状况配筋计算砼标号为 c40，所以=19.1 mpa，由于施工期砼强度未达到设计值，所以按 70%cf计算，所以=19.10.7=13.37 mpa，采用的是级钢筋，=300 cfyfmpa，=0.550，最小配筋率按规范取为=0.15%，砼保护层厚度在进行正弯bmin矩配筋时，考虑到桩要伸进下横梁 50mm，所以取为 70mm（满足规范的要求） ，在进行负弯矩配筋时查规范得砼最小保护层厚度为 c=50mm，预估钢筋直径d=20mm，则在正弯矩配筋时 a=c+ d/2=70+10=80mm，=720mm；在负

54、弯矩配筋时0ha=c+ d/2=50+10=60mm；=740mm，=1.2，b=1000mm。0hd计算公式如下与前面一样。6.2.3.1.1.1 正弯矩配筋截面d设m（）mkn ssa（mm2）（%）配筋实配sa（mm2）a010802281232支座b137.610.010.02644.970.092281232剪力0-139.836-139.836-139.836139.836139.836139.8360弯矩-75.92-75.92-50.678-25.436-25.436-12.71700系缆力剪力09.6169.6169.6164.8454.8454.8450弯矩-168.48-

55、168.48-112.463-56.446-56.446-28.22300撞击力剪力021.3421.3421.3410.75210.75210.7520-106.288-106.288-913.2736-463.3826-463.3826-437.065-407.92501.4 堆+1.5 门 1+1.4 系0171.3764171.3764171.376410.56910.56910.5690-106.288-106.288-897.5641-431.9636-431.9636-421.3555-407.92501.4 堆+1.5 门 2+1.4 系0177.3614177.3614177

56、.36144.5844.5844.5840-252.72-252.72-444.7059620.1848620.1848104.7173-407.92501.4 堆+1.5 撞0405.663405.663405.663-195.825-195.825-195.8250最大正弯矩620.1848620.1848104.7173最大负弯矩-252.72-252.72-913.2736-463.3826-463.3826-437.065-407.925 - 31 -9901c0108022812321010802281232跨中2253.5670.03660.0373994.7280.132281

57、232由=0.15%知，所需最少钢筋为=1080mm2，考虑施工时，需将上横梁的钢筋minsa一起放入下横梁中，所以，肯定能够满足要求；根据以上结果可知都按构造min配筋即可，而且受拉区钢筋不宜截断，所以此处配筋不截断。6.2.3.1.1.2 负弯矩配筋截面d设m（）mkn ssa（mm2）（%）配筋实配sa（mm2）a805.8590.1100.1173734.110.5058253927b011100.154201256支座c209.2930.02860.029925.550.1342012561189.4190.02590.0262836.1860.1134201256跨中2011100.154201256除支座 a