天津港码头工程5000吨级件杂货码头设计（全套图纸）

原创通过答辩毕业设计说明书论文QQ194535455错误！未指定主题。第六章装卸工艺6.1设计原则装卸工艺是进行装卸生产的基本工艺,是港口生产活动的基础.为了提高经济效益和社会效益的目标,设计出先进的技术,经济合理,安全可靠的装卸工艺流程,来完成一定的货物运量.因此装卸工艺设计必须遵守基本的原则和要求。6.1.1装卸工艺的先进性港口装卸工艺的先进性，主要表现在坚持港口装卸机械方向，年货物的吞吐量多，机械化程度高，并实现大宗货物装卸专业化，件杂货成组化，集装化，形成完善而成熟的港口装卸工艺系统。因此，在装卸工艺设计时要结合港口的实际，选择先进的装卸工艺。6.1.2装卸工艺的合理性（1）港口装卸工艺通用性和专业性的合理选择。（2）尽量简化装卸工艺流程。（3）合理的泊位利用率（4）具有堆存保管货物的能力6.1.3装卸工艺的可靠性（1）构成装卸工艺的流程要少（2）组成工艺流程的装卸机械设备的可靠性要大（3）装卸机械的合理配置（4）装卸机械设置的合理性6.1.4装卸工艺的安全性（1）安全质量的原则（2）环保的原则6.1.5装卸工艺的经济性6.2一般规定(1)装卸工艺设计应进行方案的技术经济比较,满足加快车船周转，各环节生产能力相匹配和降低营运成本的要求。应积极采用先进科学技术和现代管理方法，保证作业安全、减少环境影响、降低能耗和改善劳动条件。(2)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。设备可视运量增长分期配置。(3)装卸件杂货发展成组和集装化，装卸设备能力应相适应。(4)当货类单一、流向稳定、运量具有一定规模时，可按专业化码头设计。(5)必须在港口进行的计量、配料、保温、解冻、熏蒸、取制样和缝拆包等作业时，应在设计时一并考虑。(6)危险品码头的装卸工艺设计，应符合现行国家标准《建筑设计防火规范》（GBJ16）及国家现行标准的有关规定。(7)采用大型移动式装卸机械时，应设置检修和防风抗台装置。6.3件杂货的装卸机械选型和工艺布置(1)装卸机械的选型应适应多种货物装卸作业的要求，在货种、包装形式和流量流向较稳定的情况下，可配置专用机械。(2)件杂货码头装卸船机械的选型应根据货物吞吐量、货种、船型和码头型式等因素确定，并注意发挥船机的作用。采用船机作业时，应满足船舶满载低水位装卸作业的要求；采用岸机作业时，宜考虑门座起重机或装卸桥，其吊臂的最大工作幅度至少应达到设计船型舱口的外侧。(3)件杂货码头前沿不宜设铁路装卸线。(4)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；运距较大时，宜采用拖挂车。(5)库场装卸作业机械的选型，应根据货种、组关型式、货件重量及堆放型式等因素确定，通常情况下宜采用流动机械。(6)件杂货码头前方作业地带的宽度，应根据装卸船机械、工艺布置及作业方式确定。采用轨道式起重机时，其宽度不宜小于50m，采用船机或流动机械时，其宽度不宜大于30m。(7)采用轨道式起重机装卸船的件杂货码头，起重机海侧轨道中心线至码头前沿距离不应小于2m，采用固定式起重机装卸船的件杂货码头，固定式起重机械旋转中心至码头前沿线的距离应保证起重机旋转时不碰船体。(8)仓库与道路之间的引道长度，流动机械进出库时，可取4.5m，汽车进出库时，可取6.0m。(9)仓库的跨度和净高按库内作业机械类型和货物堆高确定，单层仓库的跨度不应小于18m，单层和多层仓库的底层净高不应小于6m，多层仓库的楼层净高不应小于5m。(10)仓库库门尺度应根据进出库作业机械的类型确定，通常情况下，净宽不应小于4.2m，净高不应小于5.0m。(11)铁路中心线至库墙边的距离，应根据作业方式及所选用的机械确定，采用叉车、牵引车作业时，宜取7.75—9.75m，采用轮胎式起重机作业时，可增大至11.75m。(12)仓库站台设置全遮式雨篷，雨篷支柱内侧至铁轨中心线和篷内净空高度应符合铁路建筑界限的有关规定。(13)当集装箱年运量不大，并需兼顾装卸件杂货时，码头的装卸工艺系统设计可按多用途码头要求考虑，必要时宜留有今后改造成集装箱码头的可能。6.4主要设计参数泊位年吞吐量100万吨；泊位数2个；设计代表船型112×17×9.2×7.0（米）；泊位年营运天数330天；库场营运天数330天；泊位利用率取60%；6.5装卸工艺确定方案一6.5.1图6-1装卸工艺流程图6.5.2主要机械型号、数量门座起重机选用10.5米轨距的门座起重机，起重量10t，工作效率180t/台时。叉车选用蓄电池驱动叉车，因为它在库内不排散有害气体及火花，安全可靠，并且其外形尺寸、转弯半径及所需的通道宽度都小，能最大限度利用仓库有效面积，且可在满足堆高要求同时尽量降低仓库净空，工作效率为25t/台时。(6-1)式中—一个船位（或作业区）所需的装卸机械数；—年吞吐量，各类机械所完成的操作量（吨）；—各类机械按不同操作过程装卸或搬运不同货物的效率（吨/台时）；—机械利用率，为机械工作台时占日历台时的百分数。(1)门机数量:门机数取4台。(2)叉车数量:叉车数取23台。6.5.3(6-2)式中—所需装卸工人人数；—每昼夜装卸作业班次数；取3—船位作业线数；取3—每条作业线的配工人数；取10—装卸工人轮休率取0.19—装卸工人出勤率取0.95取117人6.5.4根据港口工程港区定员1998规范。单机每班定员：门机：1人叉车：1人〔单机每班定员×机械使用台数×工作班次×(1+轮休后备系数)〕/出勤率=(1×4+23×1+1)×3×(1+0.19)/0.95=106人6.5按照装卸工人数的5%~8%计算117×6%=7.02取8人方案二6.5.16.5.2轮胎吊工作效率140t/台时。叉车选用蓄电池驱动叉车，因为它在库内不排散有害气体及火花，安全可靠，并且其外形尺寸、转弯半径及所需的通道宽度都小，能最大限度利用仓库有效面积，且可在满足堆高要求同时尽量降低仓库净空，工作效率为25t/台时。式中—一个船位（或作业区）所需的装卸机械数；—年吞吐量，各类机械所完成的操作量（吨）；—各类机械按不同操作过程装卸或搬运不同货物的效率（吨/台时）；—机械利用率，为机械工作台时占日历台时的百分数。(1)轮胎吊数量:门机数取5台。(2)叉车数量:叉车数取23台。6.5.式中—所需装卸工人人数；—每昼夜装卸作业班次数；取3—船位作业线数；取3—每条作业线的配工人数；取10—装卸工人轮休率取0.19—装卸工人出勤率取0.95取117人6.5根据港口工程港区定员1998规范。单机每班定员：轮胎吊：1人叉车：1人〔单机每班定员×机械使用台数×工作班次×(1+轮休后备系数)〕/出勤率=(1×5+23×1+1)×3×(1+0.19)/0.95=109人6.5.按照装卸工人数的5%~8%计算117×6%=7.02取8人6.6方案比选项目方案一方案二装卸效率较高较低使用情况使用方便，充分发挥机械作用使用远景适应可以较好的适应远景的规划远景规划适应性较差造价比方案二低造价比较高工资支付工人人数较少，工资支付较低工人人数较多，工资支付较高综合各种因素及业主的需要，推荐使用方案一第七章水工建筑物（结构方案设计）7.1设计依据工程为五千吨级的件杂货码头,顶面高程为6.0米,码头前沿水深为-7.5米,码头长度为266米,此处地基状况较好，本设计对重力式码头中的不同种类进行比选。船型资料7-1-1吨级（吨）长（米）宽（米）型深（米）5000112179.2结构安全等级结构安全等级为二级自然条件设计水位设计高水位：4.30米设计低水位：0.50米极端高水位：5.88米极端低水位：-1.29米平均潮差：2.43米波浪要素表7-1-250年一遇波浪要素水位(m)泥面标高(m)重现期(a)浪向H1%(m)H4%(m)H5%(m)H13%(m)H(m)(s)L(m)5.88-250ENE3.923.433.342.901.968.1065.424.3050ENE3.242.832.762.401.638.1059.535.8850E4.013.513.432.982.027.6060.644.3050E3.473.052.982.611.797.6055.325.8850ESE4.123.613.523.062.097.6060.644.3050ESE(3.78)3.363.292.892.027.6055.325.8850SE3.302.862.782.391.585.8042.954.3050SE3.052.662.602.251.525.8039.835.8850SSE3.312.862.792.401.595.8042.954.3050SSE3.072.682.622.271.535.8039.835.8850S3.593.123.042.631.765.5740.624.3050S3.262.862.792.431.655.5737.795.8850SSW2.932.522.452.101.375.2437.234.3050SSW2.572.222.171.861.235.2434.835.8850SW3.222.782.712.321.546.1346.274.3050SW2.702.342.281.961.316.1342.725.8850WSW1.891.601.561.310.844.3728.084.350WSW1.631.391.351.140.734.3726.83水位(m)泥面标高(m)重现期(a)浪向H1%(m)H4%(m)H5%(m)H13%(m)H(m)(s)L(m)5.88-150ENE3.653.203.132.721.868.1061.814.3050ENE2.942.592.532.211.528.1055.205.8850E3.723.273.192.781.907.6057.394.3050E3.152.782.722.391.667.6051.385.8850ESE3.923.453.372.952.047.6057.394.3050ESE(3.18)(3.18)3.152.801.997.6051.385.8850SE3.152.732.662.301.545.8041.074.3050SE2.892.542.482.171.485.8037.365.8850SSE3.162.752.682.311.555.8041.074.3050SSE2.922.572.512.191.505.8037.365.8850S3.533.093.012.621.785.5738.924.3050S(3.18)2.822.762.431.695.5735.525.8850SSW2.842.462.392.051.365.2435.804.3050SSW2.482.152.101.811.225.2432.865.8850SW3.052.652.582.231.486.1344.134.3050SW2.532.202.151.861.256.1339.985.8850WSW1.801.531.481.250.804.3727.364.350WSW1.521.301.261.070.694.3725.65水位(m)泥面标高(m)重现期(a)浪向H1%(m)H4%(m)H5%(m)H13%(m)H(m)(s)L(m)5.88050ENE3.352.952.882.521.748.1057.774.3050ENE(2.58)2.312.261.991.398.1050.265.8850E3.433.022.962.591.797.6053.734.3050E(2.58)(2.58)(2.58)2.311.657.6046.865.8850ESE(3.53)3.303.232.852.007.6053.734.3050ESE(2.58)(2.58)(2.58)(2.58)2.007.6046.865.8850SE2.992.612.552.211.505.8038.844.3050SE(2.58)2.422.372.091.475.8034.415.8850SSE3.012.632.572.231.525.8038.844.3050SSE(2.58)2.452.402.121.495.8034.415.8850S3.352.952.882.521.745.5736.894.3050S(2.58)(2.58)(2.58)2.331.675.5732.785.8850SSW2.622.282.221.911.285.2434.054.3050SSW2.231.961.911.661.135.2430.425.8850SW2.712.362.301.991.336.1341.624.3050SW2.161.891.851.601.096.1336.725.8850WSW1.591.361.321.120.724.3726.384.350WSW1.301.111.080.920.594.3724.08地质资料地震设计烈度为8度，设计基本地震加速度值为0.2g。码头面荷载堆存荷载，前沿地带一般采用30kpa,前方堆场30kpa,后方堆场60kpa。材料指标7-1-3材料名称重度(KN/)内摩擦角（°）饱路面混凝土2313钢筋混凝土卸荷块体24.514.5混凝土方块2313混凝土胸墙2313墙后回填10-100kg块石棱体1811457.2荷载确定(一)结构自重力(永久作用)自重力包括建筑物自身和位于建筑物上或建筑物中的填料及固定设备的自重力,自重力以标准值为唯一代表值,自重力的标准值可以根据结构的设计尺寸和材料的平均重度或固定设备的质量计算确定。（二）堆载作用在港口工程结构上的堆货荷载标准值应根据堆存货种及装卸工艺确定的堆综存情况，结合结构型式，地基条件和不同计算项目，并考虑今后港口发展等进行合分析后拟定。堆存荷载标准值和的分布范围和按规定采用，和按可能出现的最小值采用，有门机时取值范围按实际确定，和分别为前沿地带宽度和前方堆场宽度，前沿地带宽度根据装卸工艺确定，对有门机的码头，宽度一般取为14米。前方堆场是港口利用率最高的堆场，门机最大回旋半径为25米和30米的码头，前方堆场宽度为18米和23米。前沿地带一般不堆货，通常作为装卸作业的场地和运输机械的通道，只有少数情况下临时堆货。因此前沿堆货荷载值是根据结构上的需要并参照以往设计上采用的数值及建成后的使用情况确定。前方堆场堆货荷载根据国内各港的实际情况而定，构件设计时不考虑通道和货垛坡角的影响，值较大，码头整体时采用大面积的平均堆货荷载，值较小。根据《港口工程荷载规范》多用途码头的前沿和前方堆场分别为30kpa和30kpa。后方堆场是指前方堆场以后的堆场，后方堆场堆货荷载通常位于港口水工建筑物边缘或以外，对码头结构影响很小，主要用于堆场地坪设计，后方堆场堆货荷载可按〈〈港口水工建筑物〉〉表5.1.3采用，件杂货堆场堆货荷载标准值可取60Kpa。。（三）流动运输机械荷载流动起重运输机械的种类比较多，流动起重运输机械主要有门座式和轮胎式。装卸搬运机械主要有叉车，牵引车，半挂车，流动起重运输机械是作用在码头上的主要竖向集中荷载，其荷载直接和机型有关。机械的采用直接和装卸工艺有关。计算荷载时要根据装卸工艺选定的机型确定。eq\o\ac(○,1)门机轮压门机起重机是我国海港直立式码头的通用装卸机械，其荷载应根据实际机型确定，对门机荷载不考虑冲击系数。国产起重机荷载标准值为P=250KN支腿荷载计算图式如图7-1-1。7-1-1门机轮压示意图（单位米）eq\o\ac(○,2)流动运输机械轮压流动运输机械轮压比较小，不考虑。（四）船舶荷载（可变作用）船舶荷载按其作用方式分为船舶系缆力，船舶挤靠力和船舶撞击力。系缆力分为纵横系缆力两种，有风和水流等作用产生。风和水流作用使船舶直接作用在码头上，产生挤靠力，在波浪作用下撞击码头产生撞击力。1．垂直于码头前沿线的横向分力eq\o\ac(○,1)船舶受风面积满载时：(7-1)式中DW一船舶载重量为5000吨=511.25半载或压载时：(7-2)eq\o\ac(○,2)作用在船舶上的计算风压力，按规范10.2.1计算(7-3)式中V=22m/s一风压不均衡系数，根据船长L=112m,查规范表10.2.3，取0.9满载时=73.6511.25半载或压载时2．风压力平行于码头前沿线的纵向分力eq\o\ac(○,1)船舶受风面积满载时(7-4)=154.90半载或压载时(7-5)=219.76eq\o\ac(○,2)作用在船舶上的计算风压力(7-6)一风压不均衡系数，根据船长L=112m,查规范表10.2.3，取1.0满载时半载或压载时3．系缆力按规范10.4计算(7-7)取.K=1.3,n=3系船缆夹角按规范表10.4.3取值按照规范10.4.5条规定DW=5000吨的船舶系缆力标准值不准小于300KN取N=330.55KN横向分力纵向分力竖向分力平行与码头的纵向分力对码头的影响不大，可略去不计。垂直地面的竖向分力由于数值较小，在计算墙身稳定性时可略去不计。撞击力和挤靠力对码头的结构计算不起控制作用可略去不计。（五）波浪力因本码头设计有防波堤，波浪力不做考虑。7.37.3.1（一）码头结构型式的选择原则1.结构方案的选择原则。港口码头建筑物是港口的重要组成部分和主干工程。码头的特点是荷栽复杂，（包括各种自然力、使用荷栽、施工和栽等）施工条件差、投资大。码头结构型式要根据当地的自然条件、码头建筑物的使用要求和施工条件等因素决定。1）.自然条件的因素。自然条件一般影响着结构型式的选择，而且是影响码头造价的主要因素。eq\o\ac(○,1)地质条件结构型式必须和地质条件相适应。对于岩石、砂及较硬的黏土地基一般多采用重力式结构；对于中等密实的土壤地基且其下部无较坚硬的持力层时，一般多采用板桩结构；对于上部地基软弱（如淤泥质黏土或淤泥）而在地基的适当深度处存在较坚硬的持力层时，主要采用高桩码头。eq\o\ac(○,2)水位变化条件当潮差较小时，由于受施工水位的影响，码头上部结构不能做的太高。当水位差较大而船型较小时，多采用浮码头。eq\o\ac(○,3)波浪条件对于开敞式码头应尽量避免或减少波浪力对码头的作用。eq\o\ac(○,4)水流冲刷条件在泥沙活动较强的地区修建突堤式码头时，要考虑对其原有的冲刷平衡的影响，一般宜采用透空式。2）.码头建筑物的使用要求。结构型式必须满足使用上的要求。在一定的自然和施工条件下，使用要求是码头结构型式的决定因素。使用上对结构的要求主要有以下几方面：eq\o\ac(○,1)满足码头装卸工艺的要求（包括码头平面的型式、码头面的高程及水深、装卸运输机械类型布置、使用荷载等）eq\o\ac(○,2)满足船舶的泊稳要求（对于掩护条件较差的码头应选择透空或局部透空的码头结构型式）eq\o\ac(○,3)结构实用耐久（在各种可能的最不利荷载的组合作用下，具有足够的强度和整体的稳定性，不得发生较大的位移和沉降影响使用）eq\o\ac(○,4)便于码头附属设施的安装3）施工条件的因素。主要是指目前国内施工的技术水平、施工设备的能力以及当地已有的预制厂的规模及能力。2.码头结构形式的分类。码头建筑物结构型式繁多，按其受力条件及工作特点大致可分为重力式码头、板桩式码头、高桩码头、和混合式。而其中高桩码头分为桁架式、无梁板式、梁板式、及墩式。其中桁架式适用于水位差较大需多层系缆的内河港口。无梁板式适用于水位差不大、集中荷载较小的中小型码头。梁板式一般适用于水位差不大的海港码头。墩式码头适用于采用固定吱装卸设备进行液体式散货装卸的码头。（二）使用要求与结构型式的关系结构型式必须满足使用上的要求。在一定的自然和施工条件下，使用要求上码头结构型式的决定因素。使用上对结构型式的要求要满足：（1）满足码头装卸工艺的要求主要包括码头平面形状、码头面高程及水深、装卸运输机械类型、布置、使用荷载等。码头面高程为6.0m，码头前沿设计水深为-7.5m，采用的主要装卸运输机械有：门座起重机，水平叉车。（2）满足船舶泊稳要求本港区外有掩护港口，泊稳条件好。（3）结构实用耐久码头前方结构要便于船舶停靠。在各种可能的最不利荷载的组合作用下，具有足够的强度和整体稳定性。在设计方案的选定中是满足结构实用耐久要求的。（4）便于码头附属设备的使用、安装、检修（三）方案比选因为本码头的地基比较稳定，适合建设重力式码头。综合考虑后，决定对方块码头方案和扶壁码头方案进行方案比选：7-3-1方案比选表项目优点缺点实心方块坚固耐久抗冻抗冰性能好维修费用少，简单施工墙后土压力较小5.能承受较大的荷载6.适应能力强1.起重困难2.使用混凝土量大3.造价偏高4.自重大，要求较好的地基5.由于为块体，整体稳定性相对差一些6.抗震性能差扶壁1．施工速度快2．混凝土用量少，钢筋用量比沉箱少3．抛石基床的用量少4．岸坡的填挖用量少5．前趾后踵间反力差小，基床反匀6．抗震性能相对好7．造价相对低1．土压力较大2．制作相对方块较麻烦3．结构整体性差由于本码头如果按方块码头结构设计，整体稳定性会比较差，以及其他因素综合考虑，最后选定扶壁码头方案为推荐方案。7.3.2一．尺寸拟定钢筋混凝土扶壁码头由立板，肋板和底版等构件组成。底板分趾板，内底板和尾板三部分。预制扶壁外形尺寸应符合以下规定：现浇胸墙底部高程不低于施工水位，宽度由建筑物的稳定性和地基承载力确定，长度一般不小于高度的1/3，立板厚度不小于200mm，肋板厚度不小于200mm,顶宽不小于1m,其前端厚度不小于150mm,内底板和尾板厚度不小于250mm,为便于安装，扶壁底板两侧前后端可削减20mm-40mm二．作用分类及计算（一）结构自重力（永久作用）1．极端高水位（5.88米）计算结果LINK"C:\\DocumentsandSettings\\Administrator\\桌面\\小图\\7.DWG"\a\f0\p错误！未指定主题。7-3-1扶壁断面图1）.极端高水位的结构自重力表7-3-2极端高水位的结构自重力名称自重（KN/m）力臂(m)力矩（KN·m）胸墙2.8572.80路面8.4235.80碎石垫层8.4199.58扶壁前趾0.5474.96立板1.1549.02底板6.623513.78隔板2.3919.89肋板5.11551.27抹角3.0731.49倒滤井填料1.857.70回填砂8.46.651838.596286.54回填砂11.21-56.72肋板5.11-361.17隔板2.39-13.03抹角3.07-20.64倒滤井1.8-49.84合计1592.859860.022）．设计高水位的结构自重力表7-3-3设计高水位的结构自重力名称自重（KN/m）力臂(m)力矩（KN·m）胸墙2.8749.84路面8.4284.26碎石垫层8.4308.45扶壁前趾0.5474.96立板1.1549.02底板6.623513.78隔板2.3919.89肋板5.11551.27抹角3.0731.49倒滤井填料1.857.70回填砂8.46.652455.496286.54回填砂11.21-56.72肋板、5.11-361.17隔板2.39-13.03抹角3.07-20.64倒滤井1.8-49.84合计1748.2110811.293）．设计低水位的结构自重力表7-3-4设计低水位的结构自重力名称自重（KN/m）力臂(m)力矩（KN·m）胸墙2.8973.84路面8.4284.26碎石垫层8.4308.45扶壁前趾0.5474.96立板1.1555.23底板6.623513.78隔板2.3922.54肋板5.112.75551.2722.71抹角3.071.8831.491.71倒滤井填料1.864.62回填砂8.46.656.653483.652305.425069.79回填砂11.21-56.72肋板5.112.75-361.17-19.31隔板2.39-14.77抹角3.071.88-20.64-1.47倒滤井1.8-55.81合计2122.0113163.834）．极端低水位的结构自重力表7-3-5极端低水位的结构自重力名称自重（KN/m）力臂(m)力矩（KN·m）胸墙2.8973.84路面8.4284.26碎石垫层8.4308.45扶壁前趾0.5474.96立板1.1561.41底板6.623513.78隔板2.3925.19肋板5.112.78551.2727.05抹角3.071.8831.492.61倒滤井填料1.864.62回填砂8.46.656.653483.654598.043859.8回填砂11.21-56.72肋板5.112.78-361.17-22.99隔板2.39-16.50抹角3.071.88-20.64-2.21倒滤井1.8-55.81合计2290.8514254.38（二）土压力为简化计算，码头混凝土路面及碎石垫层仅按恒载考虑，土压力计算顶标高为5.5米，总高度为7.5+5.5=13米（土压力标准值计算为每延米值）土压力标准值的计算，按照《重力式码头设计与施工规范》3.5.1.2条，可近似按公式计算。1．30Kpa均载所形成的土压力（可变作用），见图7-3-2。(7-8)LINK"C:\\DocumentsandSettings\\Administrator\\桌面\\新建文件夹\\港件杂货港区总平面布置与码头结构设计\\1.DWG"\a\f0\p错误！未指定主题。7-3-230Kpa均载土压力分布图2．回填料所形成的土压力（永久作用），见图7-3-3。(7-9)（1）设计高水位（4.30米）（2）设计低水位（0.5米）（3）极端高水位（5.88米）（4）极端低水位（-1.29米）7-3-3a7-3-4-c,d极端高水位,极端低水位土压力分布图3.门机荷载所形成的土压力（可变作用），见图7-3-5为简化计算，本设计对门机荷载进行一些处理，说明如下：第一，门机空载（自重状态下）情况的取值与使用时期门机荷载相同。第二，门机荷载与均载组合作用时，门机轨道两侧3米内及门机前轨至码头前沿应无均载，但计算时门机前轨考虑了无均载作用，门机后腿土压力计算没有考虑减去均载作用。第三，门机后腿重载产生附加土压力作用时，门机前腿形成的竖向作用分向系数取1.0。7-3-5门机土压力图1）门机后腿重载情况下后腿前腿（1）后腿形成的土压力及力矩（2）前腿形成重力2）门机后腿重载情况下7-3-6门机土压力图后腿前腿（1）后腿形成的土压力及力矩（2）前腿形成重力（三）船舶荷载（可变作用）作用在码头上的系缆力与水位无关。作用在扶壁底的系缆力由两个扶壁承受，宽度取7.0米。（四）剩余水压力（永久作用），见图7-3-77-3-7剩余水压力图按规范第3.4.7条规定剩余水头取1/4平均潮差：1．设计高水位（4.30米），考虑暴雨因素，可能产生的剩余水头取0.5米。2．设计低水位（0.50米）3．极端高水位（5.88米）不计。4．极端低水位（-1.29米）（五）8级地震时的主动土压力标准值计算（偶然作用）主动土压力系数式中，—破裂角（）；—地震角（）。上式可简化为：计算结果如表所示。位置（）（）（）水上03.0320.469水下06.0320.456地震时产生的主动土压力作用：设计高水位（4.30m）：计算图示如图。设计低水位（0.50m）：计算图示如图。LINK"C:\\DocumentsandSettings\\Administrator\\桌面\\小图\\2.DWG"\a\f0\p错误！未指定主题。图7-3-8地震主动土压力分布（六）30kPa堆载产生的地震土压力标准值(7-10)其中1.设计高水位（4.30m），计算图示如图。2.设计低水位（0.50m），计算图示如图。图7-3-9地震30kPa荷载主动土压力分布（七）地震惯性力重力式码头沿高度作用于质点的水平向地震力标准值按下式计算：式中—综合影响系数，取0.25；—集中在质点的重力标准值（kN）；—加速度分布系数，扶壁码头按图7-3-10确定；—水平地震系数，8级地震取0.2。图7-3-10重力式码头地震加速度系数竖向惯性力可按相应的水平向地震惯性力算法，以竖向地震系数代替水平地震系数进行计算，。具体计算结果如下表。名称设计高水位（4.30m）设计低水位（0.50m）1.8871.633（）542.13960.56（）51.1578.431.01.0（）1206.081161.45（）60.1558.07（）111.30136.50（）603.57627.44（）74.2090.00（）402.38418.29三．码头稳定验算（一）承载能力极限作用设计表达式1．抗滑稳定考虑波浪作用，波浪力为主导可变作用时(7-11)考虑波浪作用，堆载土压力为主导可变作用时（7-12)式中2.抗倾稳定考虑波浪作用，波浪力为主导可变作用时(7-13)考虑波浪作用，堆载土压力为主导可变作用时(7-14)式中3．基床承载力计算(7-15)当(7-16)当（二）作用效应组合持久组合验算。1．持久组合一，设计高水位（4.30米）自重力+墙后填料土压力+剩余水压力+堆载土压力（非主导可变作用）+系缆力（非主导可变作用）+门机后腿重载时的作用（主导作用）1）抗滑稳定2．持久组合二，设计低水位（0.50米）自重力+墙后填料土压力+剩余水压力+堆载土压力（非主导可变作用）+系缆力（非主导可变作用）+门机后腿重载时的作用（主导作用）1）抗滑稳定3．持久组合三，极端高水位（5.88米）自重力+墙后填料土压力+剩余水压力+堆载土压力（非主导可变作用）+系缆力（非主导可变）+门机后腿重载时的作用（主导作用）1）抗滑稳定4．持久组合四，极端低水位（-1.29米）自重力+墙后填料土压力+剩余水压力+堆载土压力（非导可变作用）+系缆力（非主导可变）+门机后腿重载时的作用（主导作用）1）抗滑稳定（三）扶壁码头抗震稳定性验算按照《水运工程抗震设计规范》(JTJ225-98)要求进行码头抗震稳定性计算。抗滑稳定：式中：—地震土压力分项系数，取1.35；—水平向和竖向地震惯性力分项系数，取1.0；—系缆力分项系数，有利时取1.0，不利时取1.4—计算面以上水平向和竖向地震主动土压力的标准值（kN）；—码头面上可变作用标准值乘以地震时组合系数后所产生的地震主动土压力标准值在计算面以上的水平向和垂直向的分力（kN）；—地震时系缆力的组合系数，取0.50；—静力计算时系缆力水平分力标准值；—竖向地震惯性力组合系数，取0.5；—竖向地震惯性力标准值（kN）；—沿计算面的摩擦系数设计值，取静力计算值；—抗震调整系数，取0.88。2.抗倾稳定：式中：—分别为地震主动土压力的水平分力和垂直分力的标准值对计算面前趾产生的倾覆力矩和稳定力矩（）；—分别为码头面上可变作用标准值乘以地震时组合系数产生的水平向和垂直向地震主动土压力标准值对计算面前趾的倾覆力矩和稳定力矩（）；—分别为计算面以上水平向和垂直向的地震惯性力标准值对计算面前趾产生的倾覆力距和稳定力矩（）；—地震时系缆力的组合系数，取0.50；—系缆力水平分力标准值对计算面前趾产生的倾覆力矩（）；—结构自重力标准值对计算面前趾的稳定力矩（）；—抗震调整系数，取1.15。偶然组合效应组合一：设计高水位时永久作用+均载+系缆力+地震惯性力+地震土压力抗滑稳定2）抗倾稳定组合二：设计低水位时永久作用+均载+系缆力+地震惯性力+地震土压力抗滑稳定2）抗倾稳定四.地基承载力验算根据前述计算结果比较，极端低水位情况下为控制情况，此时的基床顶面应力最大，，。基床顶面应力通过基床向下扩散。扩散宽度为,并按直线分布。基床底面最大、最小应力标准值和合力作用点的偏心距按下式计算：式中：基床底面最大应力小于其承载力500kPa，满足要求。五.边坡稳定计算(扶壁码头):（1）按比例绘出土坡的剖面图,见图7-3-11,按泰勒的经验方法确定最危险滑动面圆心位置，参考《土质学与土力学》图8-8可得。由设计资料和结构形式可得：7-3-11土坡剖面图（2）将滑动土体BDB划分成竖直土条，滑动圆弧的水平投影长度为38.72m，分成5个土条，从坡脚B开始编号，把宽度为8m，剩下的为6.72（3）计算各土条滑动面中心与圆心的连线同竖直线的夹角值。式中：——土条i的滑动面中心与圆心O的水平距离；R——圆弧滑动面BD的半径；d——BD弧的长度；——求圆心位置时的参数，（4）从图中量取各土条的中心高度，计算各土条的重力值，计算结果见表8-1（5）计算滑动圆弧长度。6-3-53土坡稳定计算结果土条编号土条宽度土条中心高土条重力1819.7798327446.27875.862820.872016.38002016.383819.731736.2417507.631660.374815.821390.435797.51138.9556.728591.3658501.5313.372252.96004.9355.85计算土坡的稳定安全系数故边坡稳定。六．扶壁构件的承载能力极限状态的计算扶壁构件的计算，其荷载作用的简化比较复杂，本节计算中，仅取极端低水位情况进行部分计算。构件作用的作用分项系数按规范（JTJ290-98）表3.7.1取值。（一）立板该扶壁为两肋结构，立板按两边悬臂的简支板计算，跨距2.10米，两端悬臂各长0.7米，计算图式见图7-3-12。立板的较危险情况发生在极端低水位时的立板下端，此时的外荷载作用包括土压力和剩余水压力。30Kpa均载情况下的土压力作用作用分项系数取1.25剩余水压力作用作用分项系数取1.05最大填料土压力作用作用分项系数取1.357-3-12立板內力计算图(单位米)（二）内底板内底板计算图式同立板，较危险的位置在底板前端。危险的外荷作用应该是地基反力大，底板上的压力作用小的情况，比较经常发生在极端低水位，门机后腿重载的情况。底板自重：作用分项系数取1.2填料重：作用分项系数取1.2基床应力：内底板处的基床应力：基床应力：作用分项系数取1.35内底板外荷作用(向上)(三)尾板尾板计算图式及计算公式同立板,沿垂直岸线方向取单宽米计算,外荷载作用包括尾板自重,填料自重,地面均载作用和门机荷载作用.尾板自重:填料重:作用分项系数取1.330Kpa均载竖向作用:作用分项系数取1.25门机后腿的竖向作用:分布宽度:竖向均载(考虑不均匀系数1.2):作用分项系数取1.25(四)趾板趾板按悬臂板计算,荷载考虑稳定计算中的最大基床应力和自重,沿顺岸方向取单宽米计算。基床应力趾板所受基床应力（作用分项系数取1.25）趾板自重（作用分项系数取1.2）（五）肋板按T型截面悬臂梁计算,梁长10.8米，翼缘宽1.732=3.46。考虑地面使用荷载，剩余水压力，填料及均载土压力，系缆力及胸墙传来的外力。极端低水位（-1.29米），门机后腿重载时：30Kpa均载土压力形成（作用分项系数取1.25）弯矩：剪力：LINK"C:\\DocumentsandSettings\\Administrator\\桌面\\小图\\10.DWG"\a\f0\p错误！未指定主题。7-3-13肋板计算图剩余水压力形成（作用分项系数取1.05）弯矩：剪力：系缆力形成（作用分项系数取1.25）弯矩：剪力：填料土压力形成（作用分项系数取1.35）弯矩：剪力：在翼缘范围内：第八章扶壁构件配筋计算8.1扶壁结构配筋要求钢筋混凝土扶壁顶面宜嵌入胸墙或导梁100mm扶壁的立板或底板，如按单向板计算时，立板或底板与肋板连接处应设置附加钢筋，其面积不小于立板或底板内受力钢筋的1/3，长度不小于板净跨的1/4。扶壁的立板、肋板和底板等交接处应设置加强角，其尺寸一般采用150mm×150mm～20mm×200mm，加强角应视构件大小设置8mm～10mm的构造钢筋，根数与附加钢筋相同。肋板的受力钢筋、分布钢筋和立板的架立钢筋应伸入相应构件中并有足够的锚固长度，肋板分布钢筋的弯钩宜钩在立板面层和底板分布钢筋上。立板与底板连接处，立板竖直方向的附加钢筋弯钩宜钩住底板底层钢筋。扶壁结构采用混凝土；选用Ⅱ级钢筋，，弹性模量；结构系数为1.2。8.2立板配筋该扶壁为两肋结构，立板按两边悬臂的简支板计算，内力计算部分见第七章。跨距2.1米，两端悬臂各长0.7米，立板沿码头竖直方向取单宽计算，长3.5米，高为9.3米，厚0.3米。；；；。1.配筋计算2．斜截面受剪承载力验算：对于矩形截面受弯构件：因此，仅按构造要求配筋。3.分布钢筋每米板宽中分布钢筋的截面面积不少于受力钢筋截面面积的15%，分布钢筋的直径在一般厚度的板中多用6～8mm。立板分布钢筋布置为8@260。表8-1立板配筋计算表计算内容跨中截面支座处34.4622.880.0380.0250.0390.025503.76332.250.190.12配筋10@15010@220实际524357注：支座处截面不满足，按最小配筋率计算。8.3底板和尾板配筋底板和尾板均可简化为两端悬臂的简支板，内力计算部分见第七章。底板和尾板沿码头岸线垂直方向取单宽米计算b=1000mm；h=500mm；a=30mm；=h-a=470mm。1）配筋计算底板和尾板配筋计算见表2）斜截面受剪承载力验算：对于矩形截面受弯构件：因此，仅按构造要求配筋。分布钢筋为了便于施工，底板和尾板分布钢筋均设置为8@260。表8-2底板、尾板配筋计算表计算内容底板尾板跨中截面支座处跨中截面支座处116.7277.50115.8776.930.0420.0280.0420.0280.0430.0280.0430.028982.54647.52975.23642.680.210.140.210.14配筋12@11010@12012@11010@120实际102865410286548.4趾板配筋趾板按悬臂板计算，固定端弯矩最大，为280.94。与码头岸线平行方向取单宽计算。b=1000mm；h=800mm；a=30mm；=h-a=770mm。1）配筋计算见表8-32）斜截面受剪承载力验算：对于矩形截面受弯构件：因此，仅按构造要求配筋。分布钢筋分布钢筋均设置为8@260。8.5肋板配筋肋板按悬臂梁计算，截面为T形截面。沿码头竖直方向取单宽计算。表8-3纵向受拉钢筋计算表计算内容固定端280.940.0380.0391440.190.31配筋12@75实际15081.承载力计算肋板不是规则的T形截面梁，因此分4个截面分别进行配筋计算。承载力计算图示如下LINK"C:\\DocumentsandSettings\\Administrator\\桌面\\新建文件夹\\港件杂货港区总平面布置与码头结构设计\\A$C5D054760.DWG"\a\f0\p错误！未指定主题。图8-1肋板内力计算图示（标高单位：m）①2.3m处截面30kpa荷载土压力形成（作用分项系数取1.25）：剪力：弯矩：系缆力形成（作用分项系数取1.25）：剪力：弯矩：填料土压力形成（作用分项系数取1.35）：剪力：弯矩为：②-1.29m处截面30kpa荷载土压力形成（作用分项系数取1.25）：剪力：弯矩：剩余水压力形成（