液体散货高桩码头毕业设计

1、本科毕业设计液体散货高桩码头设计第一章 设计基本条件和依据1.1 工程概述本工程位于烟台港西港区规划的液体散货作业区内，码头紧邻已建的液体化工码头向北建设，罐区紧邻液体化工码头罐区向西建设，汽车装卸区紧邻液体化工码头的汽车装卸区布置。根据吞吐量预测和船型分析，本工程拟建设1 个 5 万吨级油品泊位，并可同时靠泊 3 千和 5 千吨级油品泊位，以及相应配套设施，设计年通过能力280 万吨，与北防波堤建设相结合，同步建设1 个 10 万吨级后续泊位的水工结构。1.2 自然条件1.2.1 地理位置本工程位于烟台港西港区，西港区位于烟台市西部的套子湾西侧，距烟台芝聚港区约30km,地理坐标位于北纬37

2、° 43',东经121° 07'。1.2.2 气温年平均气温：12.9平均最高气温：17.1平均最低气温：10.1极端最高气温：38.2极端最低气温：-11.71.2.3 降雨年平均降水量：451.1mm年最大降水量：616.7mm一日最大降水量：97.4mm（ 2005年 8月 8日）年平均降水量日数为92.2天降水强度中雨年降水日数为10.6天降水强度大雨年降水日数为3.3天降水强度暴雨年降水日数为 0.9天该区降水有显著的季节变化，雨量多集中于每年的6、 7、 8 月份，这三个月的降水量为年降水量的57.6%,冬季降水量最少，12月至翌年的2月降水量仅

3、为 年降水量的7.8%。大雨影响作业天数为3.3天。1.2.4 风况西港区临时测站完整一年每日24次风速、风向资料统计：该区常风向为S向， 出现频率为10.18%,次常风向为SE、NNE向出现频率分别为 8.75%、8.37%。 强风向为NW向，该向7级风出现频率为0.21%,次强风向为NNW、N向。表1.1风图风速频率（%<5.5(m/s)5.5 10.7(m/s)10.8 13.8(m/s)>13.8(m/s)合计N3.953.310.790.188.24NNE6.122.000.230.028.37NE4.320.560.014.89ENE2.980.243.22E3.970

4、.694.66ESE4.210.314.52SE7.850.908.75SSE4.872.230.380.017.48S6.293.720.150.0110.18SSW3.352.300.150.015.80SW4.532.940.027.49WSW3.921.540.015.47W3.182.090.460.145.86WNW2 220 980 210 073 47NW1.851.600.460.214.11NNW2.823.070.710.196.80C0.690.69合计67.1228.483.560.85100.001.2.5雾况平均每年大雾日为27.7天，大雾多出现于每年的47月，为

5、全年雾日的63%, 而每年的8月以后，大雾日显著减少。平均每年大雾实际出现天数为11.8天。1.2.6灾害性天气本区灾害性天气过程主要为台风（含热带风暴，强热带风暴）和寒潮。据多 年资料统计影响烟台附近海域的台风每年有 12个，一般多出现于79月份。 每当台风路经本区时，将出现大风、大浪、暴潮和暴雨。如8509号台风，烟台出 现33.3m/s、SSE向大风，最高潮位达3.73m；受9216号台风影响，烟台港风速达1830m/s,出现解放以来最高历史潮位(4.03m)。多年资料统计，每年11月翌年3月为寒潮出现季节，平均每年3.2次，受寒 潮影响本海区出现偏N向大风，风速可达910级，且有偏N向

6、的大浪，持续时间 可达34天。1.3 水文资料1.3.1 水文特征(1) 潮位国家海洋局第一海洋研究所对烟台套子湾西海岸海区建港条件进行了调查和部分水文要素的短期观测，并于1994年 12月完成了烟台初旺湾芦洋湾自然环境调查报告。潮位是利用初旺湾验潮站1987年3月4日4月13日一个月的潮位 资料和烟台同步资料及烟台19531994年长期资料统计分析，用差比方法求得工 程海域的设计参数。本次设计采用上述计算值。(2) 潮位特征值(以下水位值均从当地理论最低潮面起算)工程海域为正规的半日潮，其(HK1+HO1 ) /HM2=0.32最高高潮位：3.67m最低低潮位：-0.77m平均高潮位：2.1

7、0m平均低潮位：0.61m平均潮差：1.49m平均潮面：1.33m(3)设计水位设计高水位：2.46m设计低水位：0.25m极端高水位：3.56m极端低水位：-0.95m(5)波浪西港区无波浪实测资料，而与其临近(相约 30km)的烟台海洋站在芝景岛北侧进行了长期的波浪观测工作(1981 年至 2002 年) 。本工程岸线在龙洞咀周围， 其水深岸线走向与芝罘岛相似，水域开阔无岛屿影响。芝罘岛测波资料有着极好的代表性，基本代表了本海区深水处的波况。本次取用芝罘岛多年（ 1981 年至 2002 年）观测资料作统计分析。烟台海洋站位于芝景岛，地理坐标为北纬37° 36'东经121

8、。2"测波浮标在测点的N 向， 水深约为17.3m， 使用仪器为HAB 2型岸用测波仪，仪器的拔海高度为75.9m,每日进行4次（08、11、14、17）观测，大风浪过程中进行加 密观测。19902002年观测资料分析结果：该区常波向为NNW、NW,出现频率分别为8.20%、8.19%;次常波向为N、NNE,出现频率分别为 5.91%、5.77%。强 波向为 NNW 向，次强波向为N 向，这两个方向H4%>1.5m 出现频率分别为3.07%、 2.45%。详见波高频率统计表。（6）设计波要素经浅水计算12m 水深处 50 年一遇波要素波要素见表2-5，有北侧防波堤掩护时，绕射至

9、油品码头ENE 向 50年一遇波要素见表。（ 7）海流海流观测分两个区域进行，各测点位置详见图2-1。 第一个区域位于龙洞咀及以南的初旺湾，芦洋湾海域，共布设六个测点；第二区域为龙洞咀东北的天然深槽和龙洞咀以西的海域，共布设六个测点，分别进行大、小潮连续25 小时观测。观测日期为：大潮第二区域为7 月 15 日 09 时至16 日 10 时，第一区域为7月 16日 17 时至17日 19 时； 小潮第二区域为7月 22日 09时至 23日 12时， 第一区域为7 月 23日 16时至 24日 19时。垂线测点采用六点法，依据实测资料，本海区海流特征如下：1）潮流特征：测验海区的潮流为不规则半日

10、潮流其（WK1+WO1 ） /WM2在0.761.45之间，浅水分潮流影响比较明显，潮 流的运动属往复流性质。2）潮流流场：龙洞咀以南第一测区涨、落潮潮流平均流向呈南北走向，龙 洞咀以北第二测区涨、落潮潮流平均流向呈东西走向。3）最大流速：大潮期间涨、落潮实测垂线平均最大流速第一测区出现在龙洞咀附近，流速值分别为0.55m/s、0.77m/s,流向分别为150°、325 ,测点最大 涨、 落潮流速为0.74m/s、 0.88m/s， 流向分别为174°、 344°， 出现在 L07 站和 L09 站表层。4）余流：本海区余流较小。1.4 地质地貌资料1.4.1 地

11、形地貌西港区沿岸主要为基岩海岸，沿岸以低山丘陵台地为主，泥沙来源不甚丰富，主要是海岸侵蚀来沙和人为供沙。港区沿岸岩性多为白云石大理岩，在海浪和海流作用下产生部分泥沙，数量很少；沿海养殖及其加工业产生的废弃贝壳，堆积在海滨，也是局部泥沙的重要来源，但数量有限，对于港口建设不会构成很大影响。根据国家海洋局第一海洋研究所观测资料分析，该海区近岸及岸滩泥沙较粗，海域平均含沙量为46.6mg/L ，如果所搬运的泥沙全部沉淀，每平方米也只有46.9kg ,即沉积厚度2cm,实际情况可能仅有此值的三分之一左右。总之，该海区泥沙来源很少、泥沙搬运沉积不甚活跃，近岸泥沙不会对建港构成危害。1.4.2 工程地质本

12、次勘察结果表明，该区域内岩土层分布较有规律，在勘察深度范围内，分布有（一）海相沉积层：1粉土、2粉砂、3淤泥质粉质粘土，（二）海 陆交互相沉积层： 粉质粘土混砂，（三）陆相沉积层：中粗砂，粉质粘 土，粗砾砂。1.4.3 地质构造和地震根据业主提供山东省烟台港西港区液体化工码头工程地质灾害危险性评估报告 （中国冶金地质勘查工程总局山东正元资源勘查研究院，2005年 7月）中的资料表明，在影响评估区内存在蓬莱 威海活动性断裂，该组断裂为北西向断裂，长大于80km,倾向、倾角不明，断层错断第四系和元古界地层，预测地质震级为7级，设计基本地震加速度值为0.15g。第二章总平面布置2.1 码头主要尺度的

13、拟定2.1.1 设计船型主尺度根据海港总平面设计规范(JTJ211-99)局部修订(设计船型尺度部分) 选取部分油船数据，设计船型尺度详见表。表2.1设计船型主尺度船舶吨级(DWT)总长(m)型宽(m)型深(m)满载吃水(m)备注10000024643.021.414.8设计船型5000022932.219.112.8设计船型3000018531.517.312.0兼备船型2000016426.013.410.0兼备船型1000014120.410.78.3兼备船型500012517.58.67.0设计船型30009715.27.25.9设计船型20008613.66.15.1兼备船型1000

14、7013.05.24.3兼备船型2.1.2 码头泊位长度根据规范，对有掩护港口的通用码头，单个泊位长度可按下式确定:Ld Lc 2d式中Ld码头泊位长度(m1；Lc 设计船长(m ；d 富裕长度(m),采用表2.1.中的数值。表2.2富裕长度表L(m)<40418586150151200201230>230d(m)581012151820222530表2.3油品码头相邻泊位船舶间距表L(m)<110110150151182183235>235d(m)2535405055由于到港船舶大小并存，在考虑最大到港控制船型的同时，还应考虑船舶到港的 组合计算。表2.4船位组合计算

15、表组合情况5000005000+3000100000长度279285306综合考虑设计船型和兼顾船型组合，确定本工程中，103号泊位长度为 285m相邻泊位长度为306ml2.1.3 泊位宽度码头前沿停泊水域宽度Bd不小于2倍设计船宽，所以取Bd2 32.364.6mo2.1.4 码头前沿顶高程考虑北侧防波堤的建设，本工程按有掩护码头设计。基本标准：设计高水位2.46+超高值1.01.5=3.463.96m复核标准：极端高水位3.56+超高值00.5=3.564.06m码头高程取5.50m2.1.5 码头前沿设计水深与码头前沿设计底高程码头前沿设计水深，是指在设计低水位以下保证设计船型在满载吃

16、水情况下安全停靠的水深。其深度可按下式确定：D T Z1 Z2 Z 3 Z4Z2 KH 40。Z1码头前沿底高程设计低水位-码头前沿设计水深式中：D 码头前沿设计水深；T设计船型满载吃水，；Z1 龙骨下最小富裕深度（m,淤泥土取0.20m,含淤泥的砂、含粘土的砂 和松砂土取0.30m,含砂或含粘土的块状土取 0.40m,岩石土取0.60m；Z2 波浪富裕深度（mD,当计算结果为负值时；K 系数，顺浪取0.3,横浪取0.5;HeH400 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 He波浪和港口条件 气应远小于1。Z3 船舶因配载不均匀而增加的船尾吃水值（mj）,杂货船可不计，

17、散货船 和油船取0.15m；Z4 备淤富裕深度（m,根据回淤强度、维护挖泥间隔期及挖泥设备的性 能确定，不小于0.40m。表2.5码头前沿设计水深计算表50000吨级100000吨级设计船型满载吃水12.814.8龙骨下最小富裕深度0.30.3波浪富裕深度00船舶因载配不均匀增加龌吃水0.150.15备淤富裕深度0.60.6码头前沿设计水深13.8515.85设计低水位0.250.25码头前沿设计底标高-13.6-15.6码头前沿设计底标高取值-14.0-16.02.1.6码头前沿停泊水域宽度码头前沿停泊水域宽度按50000吨级船宽的两倍考虑，取值为65ml2.1.7 船舶回旋水域宽度船舶回旋

18、水域按照直径为两倍 50000吨级船长的圆考虑，取值为460ml2.2 装卸工艺2.2.1 基本原则装卸机械设备应根据装卸工艺的要求选型，并综合考虑技术先进、经济合理、 安全可靠、能耗低、污染少、维修简便等因素。装卸机械的选型应适应多种油品装卸作业的要求，配置专用机械这是图图2. ?油品进出口流程图2.2.2 港口装卸工艺装卸设备：DN300装卸臂、DN200装卸臂、装卸软管、装卸臂的泄空泵、吹扫设施和登船梯工艺管线配置：2根508x9的汽油管、2根508x9的柴油管、1根325x8航煤管，1根711x101罐区配置：内浮顶储罐2.2.3 机械设备配备完成280万吨/年运量的泊位利用率计算如下

19、。表2.6泊位利用率计算表码头岸线分段中央北侧 3000dwt南侧 5000dwt泊位吨级50000dwt货种汽油、柴油航煤燃料油汽油、柴油汽油、柴油航煤、燃料油年运里（万吨）2302262416流向卸船卸船卸船装船装船装船平均载货（万吨）2500010000100001000040004000净作业时间（h）182014181012辅助时间及卸压舱水时间（h）8777+26+26船数922266040作业时间（h）239254421621080720总作业时间（h）26501800泊位占用时间26501800/2 （两侧同时靠泊）泊位利用率0.44完成280万吨/年运量，5000DWT泊点和

20、3000DWT泊点完全同时靠泊时，泊位利用率约为0.44,两个靠泊点不同时靠泊的几率越高，泊位利用率越大，当20% 的船舶不能同时靠泊时，泊位利用率约为 0.48。2.2.4 反算泊位通过能力表2.7泊位通过能力计算表码头岸线分段中央两侧设计船型50000dwt10000dwt5000dwt实际载货量（t）25000100001000040004000货种汽油、柴油汽油、柴油航煤、燃料油汽油、柴油航煤、燃料油流向卸船装船卸船卸船装船卸船净作业时间（h）181215121012辅助时间及卸压舱水时间（h）87+2766+26泊位利用率0.6船型比例61.62.11.420.58.65.7年营运天

21、数340分段年通过能力（万吨）470.1233.1222.5108.8108.8108.8泊位通过能力（万吨）376.9Pt=1/ /( a i/ Psi)Psi= p TyGtd/(tz+tf+tp)5000DWT靠泊点和3000DWT靠泊点完全同时靠泊时，完成280万吨/年的运 量，泊位利用率约为0.44,如果按照泊位利用率0.6计算，泊位通过能力为376.9万 吨/年。2.3 港口主要建设规模2.3.1 罐区配置燃料油和航空煤油按照可能到港的最大船型最载货量为20000吨，汽油柴油 最大到港船型载货量为 50000吨设计。配置4座20000m3勺内浮顶7油罐，4台 20000m3的柴油罐

22、，为节约罐区占地，使罐组的布置集中合理，柴油罐采用内浮 顶储罐，4座10000m3的内浮顶航空煤油储罐，4台10000m3的固定顶燃料油储罐。2.3.2 罐区布置根据油品的特性和储罐罐型，油品储存分组如下：航煤和燃料油布置在一个罐组内； 汽油和柴油布置在一个罐组内。根据罐组布置，航煤和燃料油罐组内预留2座5000m轴罐，航煤储罐和燃料油罐以隔堤相隔，航煤储罐与预留储罐以隔堤相隔；汽油柴油罐组的每2座内浮顶储罐以隔堤相隔。2.4 总平面布置总平面布置图见附图2.4.1 码头前沿工作地带根据烟台港总体布局规划，本工程在西港区起步工程（ 3万吨级液体化工码头工程） 的基础上将码头继续延长，考虑起步工

23、程码头的平面布置形式并与在建的防波堤工程在施工顺序上的合理衔接，本工程的码头沿起步工程码头前沿线向北延伸，建设一个5万吨级泊位，在北端与北防波堤之间的防波堤东侧形成10万吨级油品泊位主体结构，码头方位16° -196° 。经计算，5万吨级泊位长度285m， 10万吨级岸壁长度306m。船舶回旋水域按圆形布置，直径为2倍的5万吨级油船船长，取值为460m。 为尽可能减少疏浚工程量，本工程仅将码头正对的港池水域进行疏浚，疏浚海域面积 6.1万 m2， 疏浚土方约10.48万 m3。 港池疏浚土方全部外抛，抛泥区距本工程位置约29km。码头宽度60m,码头前方29m范围内为码头作

24、业区，其中布置了输油臂、消防 炮等生产设备，中间16m为管廊和消防通道，后方15m为后续工程和防波堤建设 的施工通道，并在码头后方建设一座综合控制楼。2.4.2 罐区布置燃料油和航空煤油按照可能到港的最大船型最载货量为20000吨，汽油柴油最大到港船型载货量为 50000吨设计。配置4座20000m3的内浮顶汽油罐，4台 20000m3的柴油罐，为节约罐区占地，使罐组的布置集中合理，柴油罐采用内浮 顶储罐，4座10000m3的内浮顶航空煤油储罐，4台10000m3的固定顶燃料油储罐。 航煤和燃料油布置在一个罐组内； 汽油和柴油布置在一个罐组内。航煤和燃料油 罐组内预留2座5000m骑罐，航煤储

25、罐和燃料油罐以隔堤相隔，航煤储罐与预留 储罐以隔堤相隔；汽油柴油罐组的每2座内浮顶储罐以隔堤相隔。燃料油储罐和柴油储罐按照保温伴热设计，储罐的保温材料为复合硅酸盐，厚度50mm保护层为0.5mm的镀锌铁皮；加热采用饱和蒸气加热器。储罐附件包括呼吸阀、排水排污孔、人孔、量油孔、透光孔、远传液位计（带 高低液位报警）、远传温度计。2.4.3 道路布置港区宜设置两个或两个以上的出入口，港内道路应按环形系统布置，尽头式道路应具备回车条件。港内道路主要指标，采用表2.8中的数值。表2.8港内道路主要技术数值指标名称主干道次干道支道路面宽度（m）一般港区915793.5 4.5交叉口路面内缘最小转弯半径（

26、m）20t平板挂车101010仓库引导宽度应与库门宽度相适应。港内道路边缘至相邻建筑物的净距不应小于表2.8中的数值。表2.9道路边缘至相邻建筑物的最小净距相邻建筑物名称最小净距（m）建筑物边缘建筑物面向道路一侧无出入口1.5建筑物面向道路一侧有出入口，但不通行机动车辆3.0建筑物面向道路一侧有流动机械出入口4.5建筑物面向道路一侧的出入口经常有汽车出入时6.0货堆边缘1.5围墙边缘1.0第三章 码头结构方案设计3.1 码头结构形式确定原则码头的结构形式应根据水文、地质、地形、货种、装卸工艺及施工条件等因素综合分析，进行技术经济比较后确定。本港区历年水位差较小，年水位变化 4.51 米。土层分

27、布规律性较强，成层性较好，结构比较稳定，前沿区岸线较顺直。本码头泊位为油品码头，因此，结合施工条件和装卸工艺，综合分析，技术经济比较决定采用高桩码头。3.2 码头断面设计3.2.1 码头桩台设计第一方案：上部结构采用纵横梁不等高连接，即上横梁现浇，预制纵梁支撑在下横梁上，预制面板两边支撑在纵梁上，最后现浇；第二方案：上部结构采用纵横梁等高连接，即预制纵、横梁均支撑在桩帽上，预制面板四边支撑在纵、横梁上，最后现浇。3.2.2 方案比选方案一上部结构为传统式结构，结构由桩、上下横梁、纵梁、面板及靠船构件等部分组成。此方案由于采用了部分预应力结构，提高了它的承载能力又节省了材料， 整体性也比较好且设

28、计计算较简单。但预制板搁置在纵梁上使得面板自重、 堆货荷载及门机荷载都在纵梁上，对纵梁的要求较高，纵梁的断面尺寸较大，不便于施工和吊运。方案二上部结构为部分预制的等高连接结构，结构由桩、桩帽、横梁、面板及靠船构件等组成，桩基布置与方案一相同。该结构的整体性比方案一差。综合以上及工程概算比较，考虑港口的长远发展，为减少远期的码头维修和改造工作，选择第一方案作为设计方案。3.2.3 主要构件断面尺寸3.2.3.1 面板采用叠合板，板厚h=350mm预制层h1=250mm现浇层h2=150mm磨耗层hs=150mm面板的现浇层与磨耗层一块浇筑。面板采用混凝土强度等级为C30图3.2.3.2 纵梁纵梁

29、采用花篮形断面，采用c30 钢筋砼。纵梁分为预制部分和现浇部分，根据b、 h 的不同分为边梁、中纵梁两种，其中边梁断面呈半花篮形图3.2.3.3 横梁横梁断面采用倒T形，下部现浇，上部预制，碎标号为 C3Q横梁中和轴位 置确定：B1=1600m，m b2=1000mm， h1=1200mm， h2=1200mm。图由于横梁面积较大，一般能满足承载力要求，故无需验算。3.2.3.4 桩桩基采用钢管桩，桩直径为800mm厚度为20mm图4.1 均布荷载第四章 码头初步设计码头前沿20m范围内为20kPa； 20m以外为管廊荷载为20kpa。施工荷载: 取 2.5KN.m。4.2 设备荷载每个装卸臂

30、荷载：垂直荷载 250kN;水平荷载40kN;倾覆力矩650kN.m；每个登船梯荷载：垂直荷载250kN；工作时，设计风速22m/s,倾覆力矩380kN.m；台风时，设计风速55m/s,倾覆力矩730kN.m；每座消防炮塔荷载：垂直荷载 200kN;水平荷载58.6kKN;倾覆力矩 875kN.m。4.3 货车荷载及人群荷载本码头可忽略不计4.4 船舶荷载4.4.1 系缆力考虑风荷载与水流力对设计船舶的共同作用。4.4.1.1 风荷载由港口工程荷载规范可得作用在船舶上的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分别为Fxw5273.6 10 5AxwVx252Fyw 49.

31、0 10 5 AywVy2式中：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kN） ；,Ayw 分别为船体水面以上横向和纵向受风面积（mA2）;Vx, Vy 分别为设计风速的横向和纵向分量（m/s）;风压不均匀折减系数。船舶水面以上受风面积查表有，油船满载时：2Aw1510.0m2 Ayw497.0m0.7设计风速取控制风速：Vx 22m/s, Vy 22m/s所以：5252Fxw73.6 10 AxWVx x 73.6 101510.0 220.7376. 53kNFyw49.0 10 5Ayw/y2 y49. 0 10 5 497. 0 2220. 782. 51kNo

32、4.4.1.2 水流力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分别为:F C V2B' F C V2B' xscxscxmc xmc222式中：B 船舶吃水线以下的横向投影面积（m ）;V 水流速度（mS）,取1ms；海水密度（.3）,取1.025t/m3；Cxsc船首横向分力系数，由相对水深 d'D查表取为0.14;Cxmc 船尾横向分力系数，查表取为 0.08。由公式logB0.48 0.612l°gDW计算得至上B1583.21m2所以:2r,1.0252.一FxscCxsc V2B0. 141.021583.21113.60kNxsc xs

33、c1. 021583.2164.91kNo八 2 , 1.025* J 5VB。衣一水流对船舶作用产生的水流纵向分力为:Fyc Cyc -V2S式中：S船舶吃水线以下的表面积（Cyc水流力纵向分力系数，按下式确定:Cyc0.046Re-0.134 byc式中：b系数;Re 水流对船舶作用的雷诺数，按下式确定:Re VL式中：L 船舶吃水线长度，取为229m_水的运动粘71系数，取水温100c查得1.31104m2/s,则:Re VL 1. 0 229 0. 0001311. 748 106由BD和流向角 查表得b 0. 009 ,所以：0 1346 -0.1 34Cyc0.046 Re . b

34、 0.0 46 1. 748 100.0090.01561船舶吃水线以下表面积按下式计算：S 1.7LD CbLB式中L 船长，取229mD 船舶口g水，取12.8;B 船宽，取 32.2m；Cb 船舶方形系数，根据港口工程荷载规范查得杂货船为 0.825。代入计算得到：2S 1. 7LD CbLB 1.7229 12. 80. 825 2292032.211066. 425m所以水流对船舶作用产生的水流纵向分力：FycCyc V2s0.01561 1025 1.0211066.42588.52kN224.4.1.3 波浪力H1%=3.3m t=8.4s , d=14.5+4.7=19.2m波

35、长计算：L=gT2/2 九 *tanh （2 兀 d/L ）L0=9.8*8.7 2/2 兀=118.06m, d/L0=19.2/118.06=0.1626查表得 d/L=0.1941 ,有 L=19.2/0.1941=98.92m对桩基的波浪力为4.356kn ,力矩为2.078kn*m对面板的浮托力为9.8kn ,力矩为2.58kn*m4.4.1.4 系缆力：KFxFyN n sin cos cos cosNx N sin cosN y N cos cosNz N sin式中：N , NX, Ny, Nz 分别为系缆力标准值及其横向、纵向和竖向 分力（kN ）图3.16Fx ,Fy 分别

36、为可能同时出现的风和水流对船舶作用产生的横向分力和竖向分力总和（kN）；K 系船柱受力不均匀系数，取 K 13;n 计算船舶同时受力的系船柱数目，取 n 7；系船缆的水平投影与码头前沿线所成的夹角，取 30° .系船缆与水平面之间的夹角，取15o见图3.16KFxFyn sin cos cos cos233 07kN情况二：Vx0Vy22 ms,此时：N K nFxFy1.3 113. 6064. 91sincoscos cos7 sin 30ocos 15o82. 5188. 52cos 30o cos 15o106. 61kN情况一：Vx 220s,5 0,止匕时:1.3 376

37、 53 113 60 64.9188.527Pooosin 30 cos15 cos 30 cos1550000T海船N不应小于650KN故取N=650KN所以取情况一验算，计算得：NxN sin cos 650 sin 30o cos 15o313. 93kNNzN sin 650 sin 15o168. 22kN系缆力作用点距离码头前沿线为1.5m,距离码头面高为0.3m。按7跨的结 构段查得在直接受力排架上的水平力分配系数为0.261 ,折减为：N 0.261 313. 9381. 94kNx又Nz方向竖直向上，初步设计不予考虑，所以系缆力对横向排架产生弯矩为：M 81.942.5 0.

38、3 1. 185132.33kN m4.4.2撞击力标准值根据船舶有效撞击能量和橡胶护舷性能曲线及靠船结构的刚度确 定。船舶靠岸时的有效撞击能量日计算为：_2E。- MVn2式中：有效动能系数，取0.8；M 船舶质量（t）,查表得满载排水量M60800tVn 船舶靠岸法向速度（m；s）,取Vn0. 12 ms o则有效撞击能量为：E0_ MV2” 60800 0.122350.21kJ22。假设有效撞击能量全部被橡胶护舷所吸收，即EsE0350.21kJ ,码头选用两鼓一板SUC1250HRO级鼓型护舷。SUC1250HRO级鼓型护舷设计吸能 为382kj,设计反力为696kn。考虑水平力分配

39、系数，撞击力折减为P 0.37 696257.52kN 0假定撞击力作用点在船舶与橡胶护舷接触长度的中点，取最不利情况验算，撞击力距离靠船构件底部0.875,荷载图示如图3.17。 则撞击力对横梁中和轴产生的弯矩为：M 257.522 0.875 1.185594.87kN mEwo=x cmMgHH/L) (L/B) 2(d/D)A2.5tgh(2 兀/L*d)式中：EW0一横浪作用下系泊船舶有效撞击能量(kJ)；系数，a =0.004;Cm-船舶附加水体质量系数，查表取1.6;M-船舶质量(吨)，按与船舶装载度相应的排水量计算；g重力加速度，g=9.8m/sH计算波高(M , 5万吨级船舶

40、H=1.5m；l波长(m;d系靠船结才前沿水深，5万吨级泊位为16.96m,B船舶型宽(m；d与船舶计算装载相应的平均吃水(m；系泊船舶在波浪作用下的撞击力Ew0=0.004*1.6*60800*9.8*1.5*(1.5/6.0 ) 2* (6.0/32.2 ) *(14.0/12.8 ) A2.5*tgh(2 兀 *14.0/6.0)=83.32KjEw=k/n*Ew0=1.5/4*83.32=31.25Kj/ 组4.4.3挤靠力本算例橡胶护舷间断布置，护舷间距 18.18m,与船舶接触的橡胶护舷共有15组Fj=Kj Fx/n=1.1*555.04/15=40.70kn4.5 面板荷载计算面

41、板只搁置在纵梁上，搁置长度为e 20cm,此种情况面板按单向板计算；弯矩的计算跨度为：在计算自重产生弯矩时，由于现浇部分未达到强度标 准，所以按简支梁计算，弯矩计算跨度取：l 0 ln e 但不大于l n h ；在计算使用期可变荷载产生弯矩时，预制部分与现浇部分联接成整体，所以按连续梁计算,弯矩计算跨度取:1）当B10.1l 时：l0 l2）当B10.1l 时：l01.1ln式中 : B1纵梁上翼缘宽度l0 计算跨度；ln净跨，ln3800mmh 板的厚度，施工期 h200mm,使用期 h 350mm；e 板的搁置长度，200mm。计算得到：施工期l 01lne 38002004000mm，使

42、用期 l021.1l n1.138004180mm取每米板宽进行计算。荷载计算1）永久作用：面板自重q1 钢筋砼 h 250.358.7 5kPa，垫层自重q2碎 h 24 0.15 3.60kPa.自重总和q0q1q2 8.753.60 12.35kPa；12M q0l 01跨中弯矩： 8(2)可变作用：12-12.35 4224.70kN m8，一，Mb施工荷载产生跨中弯矩：M管廊荷载产生跨中弯矩：121c 28q施l0182.545kN m1, 212q堆 l01 20 440kN m88流动机械荷载：初步设计不予计算截面抗裂验算: m ftkW kf M式中：kf 抗裂安全系数，kf参

43、考范围为I级钢筋0.7 0.8 ,II级钢筋0.6 0.7 ;ftkm 截面抵抗矩的塑性系数，矩形截面55 ;为碎抗拉强度标准值，碎为C30时ftk2000kPa；12W -bh2W截面抗弯摸量，6,施工期12123W -bh2 1.00.2 20.0 067m366,使用期W 1bh2 1 1.0 0.352 0.020m366M 跨中弯矩标准值。(1)施工期：MM0M施24. 70529. 70kN mkfmftkWM1.5 5200029. 700.0 0670. 6990. 6 0. 7( 级钢筋)使用期:kfM00. 7M堆24. 700.74052. 70kN mmftkWM1.5

44、 520000.0 2052. 701. 1760.6 0.7(级钢筋),满足要求所以，面板截面尺寸满足抗裂要求。4.6纵梁荷载计算横向排架间距为7ml下横梁宽为1.6m,纵梁搁置在下横梁上，搁置长度e=0.3m,如图3.4所示。在计算自重产生弯矩时，由于现浇部分未达到强度标准，所以按简支梁计算，弯矩计算跨度取：1.051 n式中：10 计算跨度;In-净跨1n6200mm 1n e但不大于1.051n；在计算使用期可变荷载产生弯矩时，预制部分与现浇部分联接成整体，所以按连续梁计算,弯矩计算跨度取:(1)当 B20.05l 时:10 1(2)当 B20.05l 时:e 梁的搁置长度,e 300

45、mm)计算得到：施工期1 011 n e 62003006500mm使用期1021.051n1.0562006510mm荷载计算L左/2L右/2图3.5(2)可变荷载：已知管廊荷载q120kPa q 堆 qi（L左/2 L右/2）,则M堆跨中由于堆货荷载产生纵梁的内力1q堆 10228。(1)永久荷载：预制纵梁自重, 面板和磨耗层传递的自重在计算时分 别取左右两跨跨长的一半进行计算， 其传递范围如图3.5所示。所以:q永 q磨耗 q面板q预制纵梁(3)固定机械荷载：对于装卸臂、消防炮塔、登船梯，需计算荷载 截面抗裂验算(1)边纵梁两边梁使用相同尺寸，验算时验算前沿荷载较大的边跨。永久作用：q永

46、 q磨耗 q面板 q预制纵梁24 0.1 5 1.2 5 25 0.35 1.2 5250.4 1.20.60.228.94 kN m一1.212M久跨中q永1 01 28. 94 6. 5152. 84kN m88使用期可变作用：q 堆 q1 1 右/2 20 1.25 25kN/m1. 2Mt跨中q堆1 028121 25 6.512132.44kN m8则：总弯矩M队久跨中0.7M堆跨中 152. 840.7132. 44245. 55kN m截面抗弯模量12123W _ bh2_0.41.5520.1602m?66经计算抗裂安全系数：kfmftkWM1.5 520000. 160224

47、5.552. 020. 6 0. 7(级钢筋)施工期可变作用：q 施工 q 施 l 右/2 2.5 1.25 3.125kN/mMb工跨中1.21 八 2q施工 l 013.125 6.516.50kN m88则总弯矩M也久跨中岫工跨中152. 8416.50165.34kN m截面抗弯模量12123W-bh20.41.220.096m366kfmftkW1.5 520000.096M165.341.800. 6 0. 7(级钢筋)才两足要求。(3)中纵梁，验算荷载较大的跨永久作用：较大跨q永 q磨耗q面板q预制纵梁60.2240.1 55250.3 55250.81.2088. 75 kN.

48、 m1,21ccc 2cc , Mk久跨中-q永l01-88.75 6.52468. 71kNm88较小跨q磨耗 q面板q预制纵梁240.1 52.50.7 567.1375 kN m使用期可变作用：q堆qil 左 /2 l 右/220250.3 52. 50.7 52. 52. 5100 kN m250.81.20. 6Me跨中2q 堆 10212100 6.51529.75kN m8则：总弯矩M岫久跨中0.7M堆跨中 468. 710.7529. 75839. 54kN m截面抗弯模量12123W - bh1 20.81.5 520. 320m3 * * 666经计算抗裂安全系数：kfmf

49、tkW1.5 5 20000. 320M839.541. 180. 6 0. 7（级钢筋）施工期可变作用:q施工q施l左/2l右/22.52.52. 512. 5 kN m1Mb工跨中q施工1 018MMk久跨中Ms工跨中kfmftkWM1.5 520000.192534.831. 110. 6 0. 7（级钢筋）满足要求机械荷载装卸臂荷载：垂直荷载 250kN;水平荷载40kN;倾覆力矩650kN.m每个登船梯荷载：垂直荷载 250kN;工作时，设计风速22m/s,倾覆力矩380kN.m；台风时，设计风速 55m/s,倾覆力矩730kN.m；每座消防炮塔荷载：垂直荷载 200kN;水平荷载58.6kKN;倾覆力矩875kN.m=4.7 横梁荷载计算尺寸如图3.11所示，采用倒T型梁，碎标号为C30,横梁中和轴位置确定:b11600mmb21000mmh11200mmh21200mmAb1h11.6 1. 21.92m2Ab2h21. 2 11.2m2A黄梁A A 1.92 1.23.12m2Ah / 2A (%h2 / 2)1. 92 1.2 21.61.21.22Ai3-121.29m由于横梁面积较大，一般能满足承载力要求，故无需验算横梁自重为均布