大连5000吨级大件专用码头设计

大连5000吨级大件专用码头设计毕业设计大连5000吨级大件专用码头设计学生姓名：指导教师：专业名称：所在学院：年月第第页摘要本工程为大连湾甜水套湾总平面布置及重力式码头结构设计，采用重力式结构设计，主体为沉箱结构。设计高水位4.15m，设计低水位0.60m，极端高水位5.10m极端低水位-1.15m。设计波浪要素：重现期为50年时，设计水位H=3.12m,设计周期T=9s；潮位基准面采用大连筑港零点。本设计贯彻“实用、安全、经济”为设计原则。按照港口工程的相关规范，认真考虑影响设计的各项因素。本设计主要进行了渔港总平面布置部分的码头泊位数、码头长度、码头前沿高程、码头前水域、锚地、航道等方面内容的计算；在码头结构设计部分进行了荷载分析、内力计算、作用效应组合、各组成结构的计算及配筋并进行验算以及整体稳定性验算等。最后用AUTOCAD绘制出平面图，配筋图等等。关键词：沉箱结构，内力计算，配筋验算，稳定性验算项目设计背景与建设的必要性1.1中国一重现状1.1.1基础设施现状中国一重是国有控股的股份制大型企业，2010年2月在上海证券交易所挂牌上市，企业实行董事会领导下的总经理负责制。中国一重是我国“一五”期间的156项重点建设项目之一，其前身为第一重型机器厂，于1956年破土动工，1960年建成投产的一家重型装备制造企业。中国一重是国家首批57家大型试点企业集团之一，是国家520户重点企业之一。1995年起实行国家计划单列，1999年被列为中央直接管理的44户重点骨干企业，2003年被列为国务院国资委管理的涉及国家安全和国民经济命脉的国家重大装备骨干企业之一，是我国民族工业的支柱企业。中国一重是从事重大技术装备研制、生产的国家特大型企业，在装备制造业中占有举足轻重的重要地位。中国一重在建厂期间就设计制造了我国第一台1150mm初轧机、12500吨水压机。六十年代起承担了国家组织的九套重大装备中的三套，即2800mm铝板热轧机、2800mm铝板冷轧机和30000吨模缎水压机的设计制造；且为国防工业发展提供诸多重要装备。进入80年代，公司引进当代国际先进技术，通过联合设计、合作生产，先后成功制造出2050mm热连轧机、1900mm方坯连铸机、1780mm冷、热连轧机、23m3大型矿用挖掘机、汽车覆盖件生产线中主要设备——系列机械压力机、3000t立式弯板轧、千吨级大型热壁加氢反应器、2000吨级世界上最大的煤液化反应器、快中子堆容器和300MW核电压力容器等数十套先进产品，使我国重型机械产品的制造水平达到国际八十年代末期、九十年代初期的先进水平。部分产品还出口日本、法国、美国、德国、泰国、巴基斯坦、新加坡等国家和地区，创造了蜚声海内外的“一重”品牌。四十多年来，中国一重为国民经济建设提供了150多万吨机械产品，为国民经济建设和国防建设作出了重大贡献。五十余年来，中国一重通过不断进取和调整，形成了以重型机械为主导的机械制造、工程承包、信息开发等多元化经营体系，其技术力量雄厚,工艺先进，装备精良，并且具备现代化的管理手段和完整的质量保证体系。已形成从炼钢、铸造、锻造、焊接、热处理到机械加工、装配、检测等配套齐全的技术手段和生产能力，形成了以重型冶金机械、锻压机械、矿山机械、石油化工设备、大型铸锻加工件等八大类数百种规格的产品。企业现有生产设备6000余台，其中主要生产设备3326台。在主要生产设备中，大型设备835台，数控设备245台，关键设备149台。在炼钢方面，拥有100t、80t、40t电弧炉；160t、130t、40t精炼炉；120t电渣重熔炉；600t、250t、150t、60t真空铸锭室各2个；350t真空铸锭室6个。在锻造方面，有125MN、150MN、60MN自由锻造水压机及45MN油压机各1台，其中150MN水压机配有630t•m锻造操作机；125MN水压机配有400t•m锻造操作机；60MN水压机配有200t•m锻造操作机；45MN油压机配有50t•m锻造操作机；在热处理方面，有台车式燃气炉、深井式热处理炉、微机控制的22米井式热处理电炉，大型开合式热处理炉及立式喷淬装置、差温热处理炉、渗碳炉、齿轮淬火机床、大型喷雾淬火装置等。能对单件重<250t，外形尺寸<Φ8m筒形容器、百万千瓦级汽轮机低压转子及发电机转子、245t支承辊等产品进行热处理；在冷加工方面，拥有Φ260数控落地镗、6×18m五轴联动数控龙门铣、7×54m数控双龙门铣、Φ16×12.5m/600t数控立车、Φ4.2×18m/400t数控卧车、Φ3×14m/260t数控轧辊磨等设备。具备5套百万千瓦级核岛一回路主设备、1000支冶金轧辊、2万吨加氢筒节的年加工能力；在金属结构方面，拥有数控切割机、数控等离子水下切割机、窄间隙焊接成套设备、堆焊成套设备、焊接变位机及焊接托辊等焊接设备。拥有容器内壁自动堆焊机、直管内壁堆焊机、弯管内壁堆焊机、全位置热丝TIG焊机、马鞍形自动埋弧焊机、立式小管内壁堆焊机、单（双）丝窄间隙埋弧自动焊机、自动碳弧气刨机、丝（带）极辊子埋弧自动堆焊机、双丝摆动埋弧自动堆焊机、氧乙炔火焰喷焊、数控火焰切割机、数控等离子切割机等先进设备。已掌握了大型加氢反应器、核压力容器、专项产品、民用产品等领域关键产品的焊接制造技术，容器焊接自动化程度达到90％以上。焊接水平和生产能力已处于国内重工业先进水平。中国一重通过结构调整和整体发展，已初步形成富拉尔基大型铸锻钢生产基地；大连核电和石化容器设备制造基地；重型装备成套设备生产基地。1.2建设的必要性1．本工程的建设将有效推动大连湾临海装备制造业聚集区的发展。2．本码头工程的建设本工程的建设是国家产业发展及政策落实的需要。3．本码头工程是一重石化装备基地项目的重要组成部分，并将促进中国一重集团的发展。4．码头工程的建设能够促进带动区域经济发展产生良好的经济及社会效益。所以，本工程作为一重石化装备基地项目及大连湾临海装备制造业聚集区的重要配套工程，建设是必要和迫切的。第二章原始资料分析2.1地理位置本工程为5000吨级大件装载驳船码头，属于一重石化装备基地项目的配套工程。地理坐标N38°54¢，E121°38¢。本工程的建设地点位于大连湾街道前盐村南面海域内，俗称甜水套湾。西侧与在建护岸相连，东侧与在建的大连湾装备制造业技术研发基地工程码头工程相接。2.2设计内容本工程拟建1个5000吨级大件装载驳船泊位。西侧顺岸码头及东侧突堤码头长度均为163.7m，东侧突堤码头宽度为10.5m，护岸长40.05m；2.3自然条件2.3.1、气象根据该气象站1951～2003观测资料统计，其气候特征值如下。（1）气温1951年～2003年资料统计结果年平均气温：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）气温最高月份为8月，气温最低月份为1月。（2）降水1951年～2003年资料统计结果年平均降水量：612.6mm；年最大降水量：970.2mm（出现于1951年）；日最大降水量：232.1（出现于1992年9月1日）；日降水量≥50mm平均日数：2.1天。（3）风况本海区属于东亚季风区，有显著的季节变化，夏季多偏南风，冬季多偏北风。根据大连气象台1951年～2003年资料统计，本区常风向和次常风向为N、S，出现频率分别为15%，12%。强风向为N，该向≥6级风出现频率为1.99%。全方位≥6级和≥7级风出现频率分别为4.62%和1.65%，折算全年为17天和6天。N向最大风速34m/s，出现时间为1964年4月及1965年3月。台风对本区域的影响主要集中在7～9月，尤以8月份最多。影响本区的台风过程平均每年约1.1次，最多年份（1964年）达4次。其中直接袭击本区的台风平均每年0.51次，个别年（1962年）出现过两次。影响大的台风可持续达18小时，最大风力达12级以上。1994年8月16日第15号台风，6时左右出现偏南向大浪H1/10为5.8m，高潮增水达1.0m，日降水量超过200mm。（4）雾能见度小于1km的雾日数（包括阴天和雨雪天气），平均全年大窑湾地区为55天，大连港为31.6天，雾日多集中在4～7月份，约占全年雾日的68.7%，雾的平均延时为10.3小时，延时大于12小时的约占33.1%，延时在6～11小时的约占37.3%。（5）相对湿度多年平均相对湿度为67%。冬、春季节相对湿度较低。（6）雷暴据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。2.3.2、水文（1）潮汐及水位①基面关系本报告中的水位基准面均采用大连筑港零点，该基准面与其它基准面的关系参见图3-2-1。国家85高程系统0.03m黄海平均海平面1.63m理论深度基准面0.50m大连筑港零点图3-2-1基面关系图②潮汐性质、潮位特征值本海区的潮汐接近规则半日潮。本港区无潮位观测资料，采用临近海区大连港港区验潮站1981~1991年、2013~2015年验潮资料分析：历年平均高潮位3.17m；理念平均低潮位1.07m；平均潮位2.20m；平均潮差2.10m。③设计水位设计高水位4.15m；设计低水位0.60m；极端高水位5.10m；极端低水位-1.15m；施工水位2.50m。（2）波浪及潮流①波况根据港址所处地理位置表明，东南面向敞海，因此SE向和ESE向是其主要（强）波向，SSE向波浪根据波浪折射特性，其影响比较小。而其它各方向，除小风距风浪以外，均受地形影响不能进入港区。根据大窑湾湾口测站实测资料统计分析，常浪向SE，频率29.1%，次常浪向N向，频率15.03%。夏季受季风和外海波浪的影响，多为SE向的混合浪和涌浪；冬季以N向小风区形成的风浪为主。强浪向SE，实测最大波高Hmax=6.3m，风速超过45m/s，估算最大波高值达到7.8m。大窑湾波玫瑰见图3-2-2。波浪要素见表3-2-1。图3-2-2大窑湾波玫瑰图SE向波浪要素表3-2-1水位重现期H13%H5%H4%H1%（s）极端高水位50年3.844.614.725.6795年2.042.252.293.086.2设计高水位50年3.794.464.575.5295年2.012.212.253.046.2设计低水位50年2.823.343.414.2295年1.922.292.342.876.2关于波浪频率分布，没有系统的实测资料，但根据其它工程在棉花岛进行过少量波浪实测资料，仅分析推断，该海域每年大于1.0米波高（S、SSE、SE、ESE）为22天，观测次数频率约为3.0%左右。依据大窑湾湾口测站实测水文资料，对本报告工程所在地波浪进行调整。本次设计调整根据工程所在地具体地理位置，参照大窑湾湾口测站与本工程之间的实际距离，对工程所在海域的波浪重新进行了绕射推算，绕射系数Kd②潮流大连湾海域的潮流在涨潮和落潮时分别呈逆时针和顺时针深入。涨潮时潮流从大孤山海域进入，进入湾内后部分流向各个子湾，大部分水体到达湾中部后流向老虎滩海域，因此，本工程所在湾内潮流较弱。1976年9月国家海洋局东北工作站于湾内观测，最大潮流流速为0.21m/s，流向与湾内中心轴线基本一致，上、中、下层流相同。（3）海冰据调查资料，本湾内12月中旬开始结冰，2月上旬为冰结最盛期，2月下旬开始解冻，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。港池和航道等深水区无冰冻现象。2.3.3地质1）.工程区域地质构造概况根据建设单位提供的《中国一重大连前盐生产基地大件码头工程岩土工程勘察报告》分析，场区上的第四纪的覆盖层主要为新近回填的碎石素填土及冲海积层：淤泥质土、粉质粘土等；下部基岩为震旦系南关岭组石灰岩（Zg）近EW走向，向SSE倾，倾角约40～60度。2）.岩土层分布具体分布及工程地质性质综述如下：①碎石素填土(Q4ml)：黄褐-深灰色，稍湿-饱和，稍密-中密，局部达到密实。主要由中风化石灰岩，泥灰岩碎块石、角砾、砂土及少量粘性土组成，碎石含量70-80%，一般粒径2-200mm，局部含有少量粒径超过200mm的块石。陆域钻孔分布连续，勘探揭露厚度8.8～9.4m，平均厚度9.02m，层底埋深8.8～9.4m，层底标高-4.05～-2.97m。②1淤泥(Q4m)：灰黑色，饱和，呈流塑状，含少量贝壳碎片，局部混有石英岩、石灰岩角砾，具有腥臭味，钻具自沉；区域分布连续，勘探揭露厚度0.4～1.9m，平均厚度1.15m，层底埋深0.7～9.9m，层底标高-4.45～-0.74m。②2淤泥质粉质粘土(Q4m)：黑灰色，饱和，流塑-软塑，含少量贝壳碎片，局部混有石灰岩及石英岩角砾，具有腥臭味；区域分布连续，勘探揭露厚度1.7～3.2m，平均厚度2.29m，层底埋深2.7～4.6m，层底标高-4.93～-2.67m。③粉质粘土(Q3el)：深灰-黄褐-红褐色，软塑～可塑，局部达到硬塑，主要由粘粒和粉粒组成，韧性、干强度中等，稍有光泽，无摇振反应，局部混有石灰岩及石英岩角砾、碎石。场区分布连续，勘探揭露厚度0.7～6.5m，平均厚度3.83m，层底埋深4.5～15.9m，层底标高-10.95～-5.57m。④中风化石灰岩（Zg）：深灰色，隐晶质结构，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。主要由碳酸盐矿物组成，节理裂隙较发育，裂隙面见方解石细脉及褐色铁染，岩芯呈碎块状、短柱状，控制层厚1.0～2.0m。层底埋深5.5～16.9m，层顶标高-14.43～-5.57m。3）地层承载力分布各土层承载力见下表3-2-2。土层承载力值表表3-2-2层号岩土名称容许承载力（kPa）饱和単轴抗压强度标准值（MPa）破率允许值（高宽比）①素填土100②1淤泥1:20～1:50②2淤泥质粉质粘土501:5.0～1:10③粉质粘土1401:3.0～1:5.0④中风化石灰岩200034.291:0.2～1:1.04）.工程地质评价（1）场地内淤泥及淤泥质粉质粘土的强度较低且极不稳定，对拟建码头有不利影响，应进行清淤处理或吹填处理。（2）场地部分地段岩溶发育，易出现不均匀地基，对建筑物可能造成不均匀沉降，可采用清爆换填或挖塞（挖去软弱土填碎石或混凝土）、梁板跨越等处理方法，增加地基的强度和完整性，可消除其对建筑物稳定性的不利影响。（3）拟建场地基底岩石分布连续，除岩溶发育地段，基岩埋深相对较浅，勘察控制深度内未见有断裂构造通过，构造稳定性良好，场地适宜建筑。2.3.4设计船型设计船型表表4-3-1船型船长（m）型宽（m）型深（ｍ）满载吃水（ｍ）5000吨自航甲板驳76.223.165.084.55000吨自航海轮9518.84.64.02.3.5设计荷载：堆货荷载标准值码头前沿（距离码头前沿线10m范围内）：q＝20kN/m2；码头前方堆场（距离码头前沿线10m处至后方陆域堆场）：q＝60kN/m2。第三章港口总平面布置3.1布置原则1.总平面布置应满足本区域岸线规划的要求，满足港口整体发展的需要，充分与已建工程和将来预留发展工程相协调。2.总平面布置与当地的自然条件相适应，结合岸线资源使用现状，远近结合并留有发展余地。3.充分利用已有的设施和依托条件，尽量减少工程数量，节省建设投资。4.码头及航道布置合理，满足码头、船舶安全作业要求。5.符合国家环保、安全、卫生等相关的规定。3.2确定码头主尺度3.2.1码头泊位长度：根据《海港总体设计规范》（JTS165-2013）设计规定，对于有掩护水域的单个泊位，码头泊位长度计算公式为：Lb=L+2d式中：L-设计船长（m）d-富余值（m）设计船长为95m，富余值为（8~10）m，泊位长度为（111~115）m。故泊位长度取115m。3.2.2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23.16m。故泊位宽度取23.162=46.32m。3.2.3码头前沿设计水深：根据《海港总体设计规范》（JTS165-2013）5.4.11规定可知：码头前沿设计水深应按设计低水位时保证设计船型在满载吃水的情况下安全停靠的要求确定。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）；T=4.5Z1—龙骨下最小富余水深（m）；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；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）；Z4—备淤深度（m）。此次码头设计海底地质为淤泥质，Z1=0.6；码头前水域为顺浪，K=0.3；码头前允许停泊的波高为0.6m；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5.28m。3.2.4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，按照两种标准计算：基本标准：码头前沿顶高程=设计高水位+超高值（1.0~1.5m）=5.15~5.65m复核标准：码头前沿顶高程=极端高水位+超高值（0.0~0.5m）=5.10~5.60m故码头顶高程为5.5m。3.2.5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=0.60-5.28故码头前沿底高程为-4.68m。3.4确定航道主尺度3.4.1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应根据设计船型吃水、船舶航行下沉量、波浪产生的垂直运动、航道底质、水体密度、回淤强度和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）；T=4.5Z0—船舶航行时船体下沉增加的富余水深（m）；取0.2Z1—龙骨下最小富余水深（m）；取0.2Z2—波浪富余深度（m），当计算结果为负值时，取Z2=0；取0.2Z3—船舶因配载不均匀而增加的艉吃水（m）；取0经计算，航道通航水深为5.1m。3.4.2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）。经计算，航道设计水深为5.5m。3.4.3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）；C—航道侧壁间富余间距（m）；L—设计船长（m）；B—设计船宽（m）；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1.7559523.1654.9917.3789.73取航道设计宽度为90m。3.4.4回旋水域根据《海港总体设计规范》（JTS165-2013）5.3.3规定，船舶回旋水域应设置在方便船舶进出港和靠离码头的水域，根据船舶回旋水域尺度表来确定回旋水域直径，回旋水域直径为（1.5~2.0）L=（1.5~2.0）95=142.5~190m。经计算，回旋水域直径为190m。第四章码头结构造型与设计4.1沉箱尺寸确定码头泊位长度115m。4.1.1沉箱长度沉箱长度取17.94m。4.1.2沉箱宽度根据经验取（0.6~0.7）倍码头高度，即（0.6~0.7）（5.5m+4.68m）=6.11~7.13m沉箱宽度取10m。4.1.3沉箱高度沉箱高度=沉箱顶标高-沉箱底标高=2.20m+4.68m=6.88m沉箱高度取7m。4.1.4隔墙厚度隔墙厚度取隔墙间距的1/25~1/20，且不小于0.20m，故取隔墙厚度为0.20m。4.1.5外壁厚度外壁厚度由计算得出，且不得小于250mm，故取外壁厚度为0.40m。4.1.6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。4.1.7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。4.1.8前后趾长前后趾长1.00m。第五章作用分类及计算5.1结构自重力（永久作用）材料名称重度（KN/）内摩擦角（。）水上水下钢筋砼板、挡浪墙2515钢筋混凝土沉箱C302515块石1811455.1.1极端高水位情况项目计算式沉箱前板0.4*17.94*（2.6+4.68）772.81.2927.43沉箱后面板0.4*17.94*（2.5+4.68）772.816.742376.36横隔墙0.4*17.94*（2.5+4.68）25.523.753466.01沉箱侧板0.4*10.5*（2.5+4.68）30.160.290.48纵隔板0.2*10.5*（2.5+4.68）15.0784.135+0.41021.60沉箱底板0.5*（10.5-2-0.4-0.4）*17.9469.0717.94/29293.37沉箱前趾0.5*（0.6+1.4）*17.9417.940.58.97沉箱后趾17.9417.9410.5-0.52691沉箱底抹角0.5*0.2*0.2*（0.375+（17.94-0.4*2-0.2*3）/4）*160.437810.5*0.52.298沉箱竖抹角0.5*0.2*0.2*16*（7.18-0.5）39.26410.5*0.5206.136沉箱内填石13.75*2.5-0.5-0.2）*（17.94-0.4*2-0.2）/41674.6753.76/2+0.4+15652.028沉箱内填石23.75*2.5-0.5-0.2）*（17.94-0.4*2-0.2）/41674.675（17.94-1-0.4-3.72）5652.03胸墙1（5.5-5.1）*17.94*1*24+（5.1-3.5）*17.94*14*1775.0081.51162.512胸墙2（3.5-2.5）*2*17.94*14502.3221004.64沉箱上填石1（10.5-2-1）*（5.5-4.15）*17.94*18+（10.5-2-1）*（4.15-3.5）17.94*1188.11（10.5-2-1）/2+1+1295169沉箱上填石2（10.5-2-2）*（3.5-2.5）*17.94*111527.04（10.5-2-2）/2+2+18016.94沉箱后趾填石（4.15-0.6+4.15-1.4）*1*0.5*17.94*111312.1110.5-0.513211.19310.76344130.654每延米自重作用/109310.76/10931.076344135.1.2设计高水位情况项目计算式沉箱前板0.4*17.94*（2.6+4.68）772.81.2927.43沉箱后面板0.4*17.94*（2.5+4.68）772.816.742376.36横隔墙0.4*17.94*（2.5+4.68）25.523.753466.01沉箱侧板0.4*10.5*（2.5+4.68）30.160.290.48纵隔板0.2*10.5*（2.5+4.68）15.0784.135+0.41021.60沉箱底板0.5*（10.5-2-0.4-0.4）*17.9469.0717.94/29293.37沉箱前趾0.5*（0.6+1.4）*17.9417.940.58.97沉箱后趾17.9417.9410.5-0.52691沉箱底抹角0.5*0.2*0.2*（0.375+（17.94-0.4*2-0.2*3）/4）*160.437810.5*0.52.298沉箱竖抹角0.5*0.2*0.2*16*（7.18-0.5）39.26410.5*0.5206.136沉箱内填石13.75*2.5-0.5-0.2）*（17.94-0.4*2-0.2）/41674.6753.76/2+0.4+15652.028沉箱内填石23.75*2.5-0.5-0.2）*（17.94-0.4*2-0.2）/41674.675（17.94-1-0.4-3.72）5652.03胸墙1（5.5-3.15）*1*17.94*24*25+（4.15-3.5）*1*17.94*14*1572092.670.5+1108139胸墙2（5.5-2.5）*2*17.94*14753.481+11506.96沉箱上填石1（10.5-2-1）*（5.5-4.15）*17.94*18+（10.5-2-1）*（4.15-3.5）17.94*1188.11（10.5-2-1）/2+1+1295169沉箱上填石2（10.5-2-2）*（3.5-2.5）*17.94*111527.04（10.5-2-2）/2+2+18016.94沉箱后趾填石（4.15-0.6+4.15-1.4）*1*0.5*17.94*111312.1110.5-0.513211.118850.42165325.728每延米自重作用/101885.0416532.65.1.3设计低水位情况项目计算式沉箱前板0.4*17.94*｛（0.6+4.68）*15+（2.5-0.6）｝*25772.81.2927.43沉箱后面板0.4*17.94*｛（0.6+4.68）*15+（2.5-0.6）｝*25772.816.742376.36横隔墙0.4*17.94*｛（0.6+4.68）*15+（2.5-0.6）｝*2525.523.753466.01沉箱侧板0.4*10.5*｛（0.6+4.68）*15+（2.5-0.6）｝*2530.160.290.48纵隔板0.2*10.5*｛（0.6+4.68）*15+（2.5-0.6）｝*2515.0784.135+0.41021.60沉箱底板0.5*（10.5-2-0.4-0.4）*17.9469.0717.94/29293.37沉箱前趾0.5*（0.6+1.4）*17.9417.940.58.97沉箱后趾17.9417.9410.5-0.52691沉箱底抹角0.5*0.2*0.2*（0.375+（17.94-0.4*2-0.2*3）/4）*160.437810.5*0.52.298沉箱竖抹角0.5*0.2*0.2*16*（7.18-0.5）39.26410.5*0.5206.136沉箱内填石13.75*2.5-0.5-0.2）*（17.94-0.4*2-0.2）/41674.6753.76/2+0.4+15652.028沉箱内填石23.75*2.5-0.5-0.2）*（17.94-0.4*2-0.2）/41674.675（17.94-1-0.4-3.72）5652.03胸墙1（5.5-3.5）*17.94*1*24861.120.5+11291.68胸墙2（5.5-2.5）*2*17.94*241291.681+12583.36沉箱上填石1（10.5-2-1）*（5.5-4.15）*17.94*18+（10.5-2-1）*（4.15-3.5）17.94*1188.11（10.5-2-1）/2+1+1295169沉箱上填石2（10.5-2-2）*（3.5-2.5）*17.94*111527.04（10.5-2-2）/2+2+18016.94沉箱后趾填石（4.15-0.6+4.15-1.4）*1*0.5*17.94*111312.1110.5-0.513211.118850.42每延米自重作用/10189.55.2码头前沿堆货引起的竖向作用（可变作用）码头前沿堆货范围按10m计算，G=10×20=200KN/m，码头前沿堆货产生的稳定力矩：5.3系缆力的标准值（可变作用）按规范10.4条中10.4.1-1-4式：N=(∑Fxw/sincos+∑Fyw/cossin)Nx=Nsincos,Ny=coscos,Nz=Nsin.式中：按照表10.4.3取值，由海船码头定=30°，=15°.根据表10.4.2取n=2,k=1.2.则N=由规范（JTJ215-98）10.4.5条规定载重值为5000t时，系缆力为300KN，取N=300KN则Nx=300sin30°cos15°=144.72KN,Ny=300xcos30°cos15°=250.8KN,Nz=300sin15°=78KN系缆力引起的垂直，水平作用：=Nz/10=78/10=7.8KN/m,，=Nx/10=144.72/10=14.7KN/m,倾覆力矩：MPR=1.5+9.22=147.234KNm/m5.4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相同。e5.5～2.5=600.172=10.32KN/me′2.5～-4.68=600.155=9.30KN/m堆货荷载产生引起的水平作用：=10.32×3+9.30×8.18=30.96+66.774=97.934KN/m，堆货荷载引起的竖直作用：=66.774×=17.89204KN/m，堆货荷载引起的倾覆力矩：=17.89204×8.5=152.082KN·m/m5.5土压力标准值计算（永久作用）码头墙后填料为块石，内摩擦角＝，沉箱顶面以下考虑墙背外摩擦角。作用于码头墙背的土压力按JTJ290－98《重力式码头设计与施工规范》的有关规定计算。作用于码头墙背的土压力按照JTJ290-98《重力式码头设计与施工规范》计算，所以得主动土压力系数：＝＝0.172沉箱顶面以下考虑外摩擦角，根据JTJ290-98《重力式码头设计与施工规范》，可查得Kan＝0.16，则水平土压力系数竖向土压力系数1土压力标准值按照JTJ290-98《重力式码头设计与施工规范》计算：(5-2)式中：en1、en2：第n层土表和土底的土压力水平分力（）：第层土的重度（）hi：第层土的高度（m）(5-1)5.6码头后填料土压力（永久作用）5.6.1极端高水位情况在此情况下各高程处土压力水平向强度（）计算如下：土压力引起的水平作用：=0.248+9.49+86.02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：5.6.2设计高水位情况：在此情况下各高程处土压力水平向强度（）计算如下：土压力引起的水平作用：=0.753+9.47+91.186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5.6.3设计低水位情况：土压力引起的水平作用：=13.932+20.94+133.72土压力引起的竖向作用：土压力引起的倾覆力矩=114.03+614.11+172.03土压力引起的稳定力矩5.7波浪力（可变应力）波浪力标准值计算按照《海港水文规范》（JTJ213-98）的有关条款及规定计算。5.7.1极端高水位情况H1%=5.67m,Td=5.10+4.68=9.78(m)波长计算：按（JTJ213-98）中4.1.3条计算。L=g式子中：th2πdL≈1.0;L=L0=9.8×9.0dL0=查附录G，内差法求得dL=L=9.780.1212=80.69（m波压力强度计算：根据（JTJ213-98）第8.1.1判断Tgd=99.8又d=9.78m<1.8H=1.8×5.67=10.206（m）墙前产生远破波。波峰作用时：按照第8.1.6条计算静水面处波压力强度p=0静水面处波浪压力按式ps=静水面以下深度Z=H2处波压力强度按式计算：p水底处波浪压力d/L≤1.7pd=0.6墙底面上浮托压力：p计算Z=0、2.835、5.67m时波压力强度p0=10.25pp=2\*GB3②波谷作用时：静水面处波压力为零。静水面以下，从深的Z=Hp=0.5γH=0.5×10×5.67=28.35墙底面方向向下的波浪合力为：p'sHL=5.6780.69=0.0.070.139<dL=0.1212<0.2hsπH2Lcth2πL静水面处波压力强度p=0静水面以下深度H-hs=5.67-1.25=4.42(m)p's=γ(H-5.7.2设计高水位情况5.7.3设计低水位情况第六章整体稳定性验算6.1结构计算：顺岸码头顺岸码头及护岸结构按岸壁式重力式沉箱结构计算，主要计算在各种荷载组合情况下结构的整体抗滑、抗倾覆稳定性和基底应力。1．荷载组合（1）持久组合组合一：极端高水位时自重力（永久作用）+堆货土压力（主导可变）+系缆力+码头面均布荷载；组合二：设计高水位时自重力（永久作用）+堆货土压力（主导可变）+系缆力+码头面均布荷载；组合三：设计低水位时自重力（永久作用）+堆货土压力（主导可变）+系缆力+码头面均布荷载；组合四：极端高水位时自重力（永久作用）+波浪力（主导可变）+堆货土压力+码头面均布荷载；组合五：设计高水位时自重力（永久作用）+波浪力（主导可变）+堆货土压力+码头面均布荷载；组合六：设计低水位时自重力（永久作用）+波浪力（主导可变）+堆货土压力+码头面均布荷载；组合七：设计高水位时自重力（永久作用）+土压力+天吊基础荷载+码头面均布荷载。（2）短暂状况的短暂组合结构永久作用+施工期波浪力+施工期荷载；短暂状况主要指施工情况，由施工单位控制施工期稳定，在此不做详细计算。（3）偶然状况的偶然组合组合八：设计高水位时自重力（永久作用）+地震土压力+地震惯性力+地震动水压力+系缆力；组合九：设计低水位时自重力（永久作用）+地震土压力+地震惯性力+地震动水压力+系缆力。6.2抗滑稳定性验算根据《重力式码头设计与施工规范》（JTS167-2-2009）和《水运工程抗震设计规范》（JTS146-2012）进行验算。持久组合一、二不持久组合三、四不考虑波浪力作用，沿胸墙底面的抗滑稳定性验算，系缆力为主导可变作用时：根据《重力式码头设计与施工规范》（JTJ290式中--结构重要性系数，此为二级，=1.0，--结构系数，此无波浪，=1.0--自重力的分项系数，取=1.0G—计算面上的结构自重力标准值（KN）--土压力分项系数--计算面上永久作用土压力水平力、竖向分力标准值（KN）--系缆力分项系数经计算，码头抗滑稳定验算参见下表6-3-3。码头抗滑稳定性验算表表6-3-3荷载组合左式右式稳定情况组合一358.591044.04满足组合二389.691114.60满足组合三435.691336.97满足组合四709.32960.50满足组合五716.31996.59满足组合六556.001099.88满足组合七398.211591.07满足组合八341.551237.58满足组合九393.421491.65满足6.3抗倾稳定性验算根据《重力式码头设计与施工规范》（JTS167-2-2009）和《水运工程抗震设计规范》（JTS146-2012）进行验算。不考虑波浪作用，且由可变作用产生的土压力为主导可变作用时：不考虑波浪作用，且系缆力产生的倾覆力矩为主导可变作用时：式中G波浪浮托力系数波谷作用时作用在计算底面上的波浪浮托力标准值；波浪水平力分项系数；波谷作用时水平波浪力标准值对计算面前趾的倾覆力矩（KN·m）；波谷作用时作用在计算底面上的浮托力标准值对计算面前趾的稳定力矩（KN·m）。经计算，码头抗倾稳定验算参见下表6-3-4。码头抗倾稳定性验算表表6-3-4荷载组合左式右式稳定情况组合一1776.3610054.15满足组合二1943.2210737.54满足组合三2103.1812848.98满足组合四3517.877626.90满足组合五3406.397900.21满足组合六2382.798856.22满足组合七7523.3112759.68满足组合八1646.5211199.28满足组合九1831.2613516.45满足6.4基床承载力验算①持久组合一时基床顶面应力计算：635.5+26.47+6.11-1.3=666.72290.1+180.5+24.2=494.8(由此基底地基应力为：式中σVB——墙底面宽度(m)；e——墙底面合力标准值作用点的偏心距(m)；ξMM②持久组合二时的基顶应力计算：960.5+6.11+100+37-1.3=1102.312936.4+244.2+35.44+220=3436.04616.6+180.5+24.2=821.3由此基底地基应力为：经计算，基床顶面应力见下表6-3-5。基床顶面应力表表6-3-5荷载组合基床顶σmax（kPa）基床顶σmin（kPa）组合一139.90126.69组合二148.49135.68组合三172.99168.18组合四279.670组合五274.020组合六260.2645.6组合七589.6306.5施工期沉箱沉放时面板所受水压力计算经计算分析，沉箱面板所受水压力最大的时候，是在沉箱内灌水1.5L深度时，所以只计算沉箱下水箱内灌水1.5L=4.5m（L=3m）深度时的水压力。沉箱总重：根据极端高水位中沉箱自重力计算的结果得：加入1.5L深水后的沉箱总重为：沉箱体积计算：减去前、后趾的体积：沉箱吃水计算：沉箱面板所受水压力：沉箱前面板所受水压力分布图沉箱的浮游稳定：对于沉箱的浮游稳定验算本人是这样理解的，首先，为什么要让沉箱浮起来?那是因为如果沉箱尺寸很大，则通过器械如吊车等设备不方便从一个地方运到另一个地方，如果沉箱可以浮在水面上，那么在运输的过程中就会非常的方便，省时省力还安全可靠。但对于我本次的设计来说，我的沉箱是一个尺寸小沉箱，所以不采用浮运，而采用吊车运输。6.6沉箱浮游稳定性验算表6-8沉箱材料和体积矩计算表序号构件名称体积计算式体积Vi形心距体积距长宽高数量XiYiViXiViYi1前墙21.000.4016.001134.406.88.00913.921075.202后墙21.000.4016.001134.40-6.88.00-913.921075.203侧墙13.200.4016.002168.960.008.000.001351.684底板20.2013.20.501133.320.000.250.0033.335纵隔墙20.200.2515.502156.550.008.250.001291.546横隔墙4.230.2515.509147.520.008.250.001217.047内竖加强角0.300.3015.504833.480.008.250.00276.218底加强角0.300.3018.18129.820.000.600.005.899前趾21.001.001.00121.007.50.50.157.5010.5021.001.000.5015.257.331.1738.482.6310后趾21.001.001.00121.00-7.50.50.-157.5010.5021.001.000.5015.25-7.331.17-38.482.63合计970.550.006352.35注:以沉箱底板底面中心为计算原点，沉箱前侧为正，后侧为负。无压载时沉箱重心位置：（m）（m）2）沉箱吃水及浮心高度沉箱排水体积：（m3）前后趾排水体积：（m3）沉箱吃水：（m）沉箱浮心高度：（m）3）定倾高度重心距浮心的距离：（m）定倾半径：（m）定倾高程：（m）（m）沉箱浮游不稳定，需采取措施降低重心，以保证浮游稳定性。2.不平衡力矩：kN.m沉箱不存在不平衡力矩。只需降低沉箱重心。前中后仓同时加水1m。3.沉箱前中后仓加水1m时的浮游稳定性计算1）重心位置的确定沉箱重力计算见表5-9。表6-9沉箱重力计算表计算项目重力计算式（kN）重心(m)重力矩(kN·m)沉箱本身970.55×24.5=23778.486.55155749.04前中后仓加水1.73m1.002427.9526206.43158176.99重心高度：（m）2）沉箱吃水及浮心高度沉箱排水体积：（m3）前后趾排水体积：（m3）沉箱吃水：（m）沉箱浮心高度：（m）3）定倾高度重心距浮心的距离：（m）定倾半径：（m）定倾高程：（m）（m）沉箱浮游稳定。第七章构件配筋计算7.1沉箱结构构件受力计算对沉箱的构件进行强度验算（配筋）、裂缝宽度验算、沉箱浮游稳定性验算等。7.1.1沉箱施工时期外力计算1、沉箱溜放或漂浮时的水压力计算沉箱用绞车控制在滑道上下水，只考虑静水压力。沉箱面板底端所受水压力:图4-1箱壁受力情况图静水压力2、沉箱浮运时的水压力和波压力选择波浪小的的天气浮运，波高小于1m,只考虑静水压力。沉箱面板底端所受水压力:静水压力3、沉箱沉放时的水压力计算沉箱在基床上沉放时，一般采用灌水压载法。随着沉箱均匀缓慢的下沉，外壁水压力逐渐增大，当沉箱底与基床顶面想接触的瞬间，箱壁所受到的水压力最大。假设计算分析沉箱面板所受水压力最大时，是在沉箱内灌水深度时，故只计算沉箱下沉中，箱内灌水深度时的水压力。1）加入深水后的沉箱面板底端所受水压力:①沉箱总重：根据表5—4中沉箱项自重力计算的结果得：②沉箱面板底端所受水压力:2）加入深水后的沉箱面板底端所受水压力:①沉箱总重：②沉箱总排水体积计算：减去悬臂后排水体积：③沉箱吃水计算:④面板底水压力强度：3）箱内灌水深度时的水压力：①沉箱总重：②沉箱总排水体积计算：减去悬臂后排水体积：③沉箱吃水计算:即④面板底水压力强度：4）箱内灌水时的水压力：①沉箱总重：②沉箱总排水体积计算：减去悬臂后排水体积：③沉箱吃水计算:④面板底水压力强度：图4-2沉箱沉放时的水压力分布图7.1.2内力计算1、沉箱前壁1）承载能力极限状态下（1）前壁受由外向内的荷载作用时短暂状况：①短暂状况：经计算比较,沉箱施工期下沉中，当箱内灌水4.466m时沉箱吃水T=7.45m时，所受的荷载最大。面板所受水压力的分项系数取永久作用中静水压力的分项系数，取1.2。根据图6—2计算得前面板受力情况：底板以上1.5区段，按三边固定一边简支板计算；1.5以上区段，按两端固定的连续板计算，其前面板的计算简图见图6—3。图4-3以下、以上前面板计算简图表4-10以下矩形弯矩（）弯矩系数0.03760.03850.01420.0181-0.0789-0.0572弯矩22.0022.538.3110.59-46.17-33.471.5以上，根据力矩分配法算得：支座处弯矩跨中弯矩②持久状况，使用期前面板在极端高水位受波峰压力和贮仓压力作用时计算得前面板受力情况：贮仓压力分项系数取1.35波谷吸力的分项系数取1.5图4-4以下，以上所受荷载由里向外分布示意图表4-11以下将梯形分为三角形和矩形弯矩产生的弯矩矩形弯矩系数0.03760.03850.01420.0181-0.0789-0.0572弯矩19.8220.307.499.54-41.60-30.16三角形弯矩系数0.01870.02110.00360.0111-0.0403-0.0151弯矩10.5911.952.046.29-22.82-8.55修正弯矩10.9313.003.818.28-22.82-8.55叠加后30.7533.3011.3017.82-64.42-38.711.5以上，根据力矩分配法算得：支座处弯矩跨中弯矩（2）前面板受由里向外的荷载作用时（持久状况）①使用期前面板在极端高水位受波谷吸力和贮仓压力作用时计算得前面板受力情况：贮仓压力分项系数取1.35波谷吸力的分项系数取1.5底板以上处沉箱前壁侧压力：图4-5以下，以上所受荷载由里向外分布示意图表4-12以下将梯形分为三角形和矩形弯矩产生的弯矩矩形弯矩系数0.03760.03850.01420.0181-0.0789-0.0572弯矩27.0427.6810.2113.02-56.73-41.13三角形弯矩系数0.01750.01790.00460.0092-0.0386-0.0421弯矩5.035.151.322.65-11.10-12.11修正弯矩5.255.592.163.51-11.10-12.11叠加后32.2933.2712.3716.53-67.83-53.241.5以上，根据力矩分配法算得：支座处弯矩跨中弯矩2)正常使用极限状态下的内力计算短暂状况的永久作用与可变作用的代表值取标准值，分项系数均取1.0；持久状况的可变作用的准永久值系数取0.6（1）前面板受由外向里的荷载作用时（短暂状况）前面板的受力情况：图4-61.5以下，以上所受荷载由外向里分布示意图 表4-131.5以下矩形部分荷载产生的弯矩弯矩系数0.03760.03850.01420.0181-0.0789-0.0572弯矩18.3418.786.938.83-38.48-27.901.5以上，根据力矩分配法算得：支座处弯矩跨中弯矩（2）前面板受由里向外的荷载作用时持久状况极端高水位波谷作用与贮仓压力组合时最为不利。图4-71.5以下，以上所受荷载由里向外分布示意图表4-141.5以下将梯形分成矩形和三角形产生的弯矩矩形弯矩系数0.03760.03850.01420.0181-0.0789-0.0572弯矩11.5011.784.345.54-24.14-17.50三角形弯矩系数0.01750.01790.00460.0092-0.0386-0.0421弯矩3.733.810.981.96-8.22-8.97修正弯矩3.894.141.602.60-8.22-8.97叠加后15.3915.925.948.14-32.36-26.471.5以上，根据力矩分配法算得：支座处弯矩跨中弯矩2、沉箱侧壁受力计算1）承载能力极限状态下（1）侧壁受由外向内的荷载作用时（短暂状况）：经计算比较沉箱施工期下沉中，当箱内灌水4.466m时沉箱吃水T=7.45m时，所受的荷载最大。侧壁所受水压力的分项系数取永久作用中静水压力的分项系数，取1.2。根据图6—2计算得前面板受力情况：底板以上1.5区段，按三边固定一边简支板计算；1.5以上区段，按框架计算，其侧壁的计算简图见图6—3。图4-8以下、以上侧壁计算简图表4-15以下矩形弯矩（）弯矩系数0.03760.03850.01420.0181-0.0789-0.0572弯矩26.9127.5610.1612.95-56.47-40.941.5以上：支座处弯矩跨中弯矩（2）侧壁受由里向外的荷载作用时（持久状况）使用期侧壁在设计低水位受贮仓压力作用时计算得侧壁受力情况：贮仓压力分项系数取1.35。底板以上处沉箱侧壁侧压力：图4-9以下，以上所受荷载由里向外分布示意图表4-16以下将梯形分为三角形和矩形弯矩产生的弯矩矩形弯矩系数0.03760.03850.01420.0181-0.0789-0.0572弯矩0.290.300.110.14-0.61-0.44三角形弯矩系数0.01750.01790.00460.0092-0.0386-0.0421弯矩7.177.331.883.77-15.82-17.25修正弯矩7.487.963.084.99-15.82-17.25叠加后7.778.263.195.13-16.43-17.691.5以上支座处弯矩跨中弯矩 2)正常使用极限状态下的内力计算短暂状况的永久作用与可变作用的代表值取标准值，分项系数均取1.0；持久状况的可变作用的准永久值系数取0.6（1）侧壁受由外向里的荷载作用时（短暂状况）侧壁的受力情况：图4-101.5以下，以上所受荷载由外向里分布示意图 表4-171.5以下矩形部分荷载产生的弯矩弯矩系数0.03760.03850.01420.0181-0.0789-0.0572弯矩22.4322.968.4710.80-47.06-34.121.5以上：支座处弯矩跨中弯矩 （2）侧壁受由里向外的荷载作用时（持久状况设计低水位组合）图4-111.5以下，以上所受荷载由里向外分布示意图表4-181.5以下将梯形分成矩形和三角形产生的弯矩矩形弯矩系数0.03760.03850.01420.0181-0.0789-0.0572弯矩0.220.220.080.10-0.45-0.33三角形弯矩系数0.01750.01790.00460.0092-0.0386-0.0421弯矩5.315.431.402.79-11.72-12.78修正弯矩5.545.902.293.70-11.72-12.78叠加后5.756.122.373.80-12.17-13.111.5以上支座处弯矩跨中弯矩 3、沉箱前底板受力计算沉箱底板的计算，应分别考虑基床反力、底板自重力、箱格内填料垂直压力和浮托力的组合。沉箱底板按四边固定板计算，外趾板按悬壁板计算。对设计组合进行强度和裂缝开张宽度的计算，并选取设计组合中沉箱底板受力最大的水位作为计算水位。1）承载能力极限状态下（1）持久组合i极端高水位，波谷作用。根据《重力式码头设计与施工规范》（JTJ290—98），底板计算的分项系数分别取：贮仓压力取1.35；动水浮托力取1.5；底板自重取1.2；基床反力取1.35。①箱内填料的垂直压力：②底板自重:＝15×0.35＝5.25（）③基床反力与波浪浮托力:极端高水位计算图示如图5-12。④底板受力情况：⑤底板计算简图：图4-12极端高水位底板计算简图ii设计高水位,波谷作用根据《重力式码头设计与施工规范》（JTJ290—98），底板计算的分项系数分别取：贮仓压力取1.35；动水浮托力取1.5；底板自重取1.2；基床反力取1.35。①箱内填料的垂直压力：②底板自重：＝15×0.35＝5.25（）③基床反力与波浪浮托力:设计高水位计算图示如图4-13④底板受力情况：iii设计低水位，波峰作用根据《重力式码头设计与施工规范》（JTJ290—98），底板计算的分项系数分别取：贮仓压力取1.35；动水浮托力取1.5；底板自重取1.2；基床反力取1.35。①箱内填料的垂直压力：②底板自重:＝15×0.50＝7.50（）③基床反力与波浪浮托力:设计低水位波峰作用计算图示如图4-14④底板受力情况：波谷作用①箱内填料的垂直压力：②底板自重:＝15×0.50＝7.50（）③基床反力与波浪浮托力:设计低水位波谷作用计算图示如图4-15④底板受力情况：（2）短暂状况比较分析施工期基床反力与持久组合状况相差较大，所以短暂状况组合下的底板受力较之持久组合下的底板受力也小。（3）比较以上3种情况可知，设计低水位波谷作用情况下底板的内力最大，因此底板的配筋和强度计算按此进行。图4—16极限能力承载状态底板计算简图（4）底板弯矩计算查《建筑结构静力计算手册》可知，弯矩＝表中系数×式中，取用和两者之间的较小者。求跨内弯矩时，弯矩需要如下修正＝+＝+式中：、为＝0时的跨内弯矩；：泊松比，钢筋混凝土＝1/6；：平行于方向板中心点的弯矩；：平行于方向板中心点的弯矩；：固定边中心沿方向的弯矩；：固定边中心沿方向的弯矩。表4-19沉箱底板弯矩计算表矩形弯矩系数0.02470.0202-0.0585-0.0540弯矩60.0649.11-142.24-131.30三角形弯矩系数0.01100.0082-0.0292-0.0361弯矩7.645.70-20.29-25.08修正弯矩8.596.97-20.29-25.08合成弯矩68.6556.08-162.53-156.382）正常使用极限状态下的内力计算短暂状况的永久作用与可变作用的代表值取标准值，分项系数均取1.0；持久状况的可变作用的准永久值系数取0.6（1）持久组合i极端高水位，波谷作用。①底板受力情况：ii设计高水位,波谷作用①底板受力情况：iii设计低水位，波峰作用①底板受力情况：波谷作用①底板受力情况：（2）短暂状况比较分析施工期基床反力与持久组合状况相差较大，所以短暂状况组合下的底板受力较之持久组合下的底板受力也小。（3）比较以上3种情况可知，持久状况设计低水位波谷作用情况下底板的内力最大，因此底板的抗裂计算按此进行。图4—17正常使用极限状态底板计算简图（4）底板弯矩计算表4-20沉箱底板弯矩计算表矩形弯矩系数0.02470.0202-0.0585-0.0540弯矩45.7537.42-108.36-100.02三角形弯矩系数0.01100.0082-0.0292-0.0361弯矩6.194.61-16.42-20.30修正弯矩6.965.64-16.42-20.30合成弯矩52.7143.06-124.78-120.324、沉箱外趾板受力计算外趾板按悬壁板计算。1）承载能力极限状态下（1）持久状况i极端高水位a波谷作用根据《重力式码头设计与施工规范》（JTJ290—98），沉箱外趾板计算的分项系数分别取：动水浮托力取1.5；外趾板自重取1.2；基床反力取1.35。①外趾板自重:＝15×0.4＝6.0（）＝15×0.7＝10.5（）②外趾底板受力情况：b波峰作用①外趾底板受力情况：ii设计高水位a波谷作用根据《重力式码头设计与施工规范》（JTJ290—98），底板计算的分项系数分别取：动水浮托力取1.5；外趾板自重取1.2；基床反力取1.35。①外趾板自重:＝15×0.4＝6.0（）＝15×0.7＝10.5（）②外趾板受力情况：b波峰作用①外趾底板受力情况：iii设计低水位a波峰作用根据《重力式码头设计与施工规范》（JTJ290—98），底板计算的分项系数分别取：动水浮托力取1.5；外趾板自重取1.2；基床反力取1.35。①外趾板自重:＝15×0.4＝6.0（）＝15×0.7＝10.5（）②外趾板受力情况：b波谷作用①外趾板受力情况：（2）短暂状况比较分析施工期基床反力与持久组合状况相差较大，所以短暂状况组合下的底板受力较之持久组合下的底板受力也小。（3）比较以上6种情况可知，持久状况设计高水位波峰作用情况下外趾板的内力最大，因此底板的配筋和强度计算按此进行。最大弯矩最大剪力2）正常使用极限状态下（1）持久状况对于持久状况的长期效应组合，可变作用采用准永久值，准永久值系数取0.6；作用在底板上的竖向作用取标准值乘以综合准永久值系数0.85。i极端高水位a波谷作用①外趾板自重:＝15×0.4＝6.0（）＝15×0.7＝10.5（）②外趾底板受力情况：b波峰作用①外趾底板受力情况：ii设计高水位a波谷作用①外趾板自重:＝15×0.4＝6.0（）＝15×0.7＝10.5（）②外趾板受力情况：b波峰作用①外趾底板受力情况：iii设计低水位a波峰作用①外趾板自重:＝15×0.4＝6.0（）＝15×0.7＝10.5（）②外趾板受力情况：b波谷作用①外趾板受力情况：（2）短暂状况短暂状况的永久作用与可变作用的代表值取标准值，分项系数均取1.0；i设计高水位a波谷作用①外趾板自重:＝15×0.4＝6.0（）＝15×0.7＝10.5（）②外趾板受力情况：b波峰作用①趾底板受力情况：比较分析施工期基床反力与持久组合状况相差较大，所以短暂状况组合下的趾板受力较之持久组合下的趾板受力也小。（3）比较以上8种情况可知，持久状况极端高水位波峰作用情况下趾板的内力最大，因此底板的抗裂计算按此进行。正常使用极限状态外趾板计算简图最大弯矩最大剪力7.1.3最不利组合计算结果1、沉箱底板跨中、支座弯矩表4.2.3-1沉箱底板跨中、支座弯矩（）设计状态底板下层底板上层支座跨中支座跨中承载能力极限状态X向162.5368.65Y向156.3856.08正常使用极限状态X向124.7852.71Y向120.3243.062、沉箱前壁跨中、支座弯矩表4.2.3-2沉箱前壁板跨中、支座弯矩（）设计状态计算项目前壁内侧弯矩前壁外侧弯矩支座跨中支座跨中承载能力极限状态以下区段X向67.8333.2764.4233.30Y向53.2416.5338.7117.82以上区段X向65.6932.8599.9049.96正常使用极限状态以下区段X向32.3615.9238.4818.78Y向26.478.1427.908.83以上区段X向27.9513.9844.5622.273、沉箱侧壁跨中、支座弯矩表4.2.3-3沉箱侧壁跨中、支座弯矩（）设计状态计算项目前壁内侧弯矩前壁外侧弯矩支座跨中支座跨中承载能力极限状态以下区段X向16.438.2656.4727.56Y向17.695.1340.9412.59以上区段X向0.670.3462.2131.10正常使用极限状态以下区段X向12.176.1247.0622.96Y向13.113.8034.1210.80以上区段X向0.500.2551.8425.923、沉箱外趾板最大弯矩、剪力表4.2.3-4沉箱外趾板最大弯矩（）、剪力（）设计状态计算项目数值承载能力极限状态弯矩X向105.33剪力Y向230.96正常使用极限状态弯矩X向66.15对沉箱和底板只进行正截面受弯承载力计算，极限状态设计表达式为：式中：为作用效应组合设计值；为结构构件承载力设计值。沉箱箱壁和底板均为矩形截面，受弯承载力设计值按下列公式计算：式中：——受弯承载力设计值；——混凝土轴心抗压强度设计值；——矩形截面的宽度；——截面的有效高度；——受拉钢筋的强度设计值；——纵向受拉钢筋的截面面积；；。7.2沉箱前面板配筋计算(1)前面板以下外侧X向跨中截面的承载力与配筋计算：，混凝土强度等级C30，=15.0N/mm²，钢筋种类HRB335,=310，取，则=240mm，取单宽计算=1000mm。选取钢筋：B实际（2）前面板1.5以下外侧X向支座截面的承载力与配筋计算：选取钢筋：B实际(3)前面板1.5以上外侧X向跨中截面的承载力与配筋计算：，选取钢筋：B实际(4)前面板1.5以上外侧X向支座截面的承载力与配筋计算：选取钢筋：B实际(5)前面板1.5以下内侧X向跨中截面的承载力与配筋计算：,则=250mm选取钢筋：B实际(6)前面板1.5以下内侧X向支座截面的承载力与配筋计算：选取钢筋：B实际(7)前面板1.5以上内侧X向跨中截面的承载力与配筋计算：选取钢筋：B实际(8)前面板1.5以上内侧X向支座截面的承载力与配筋计算：选取钢筋：B实际(9)前面板外侧Y向跨中截面的承载力与配筋计算：所以按照最小配筋率进行配筋选取钢筋：B实际(10)前面板外侧Y向支座截面的承载力与配筋计算：选取钢筋：B实际(11)前面板内侧Y向跨中截面的承载力与配筋计算：所以按照最小配筋率进行配筋选取钢筋：B实际(12)前面板内侧Y向支座截面的承载力与配筋计算：选取钢筋：B实际7.2.1沉箱侧壁配筋计算(1)侧壁以下外侧X向跨中截面的承载力与配筋计算：选取钢筋：B实际（2）侧壁1.5以下外侧X向支座截面的承载力与配筋计算：选取钢筋：B实际(3)侧壁1.5以上外侧X向跨中截面的承载力与配筋计算：，选取钢筋：B实际(4)侧壁1.5以上外侧X向支座截面的承载力与配筋计算：选取钢筋：B实际(5)侧壁1.5以下内侧X向跨中截面的承载力与配筋计算：按最小配筋率配筋选取钢筋：B实际(6)侧壁1.5以下内侧X向支座截面的承载力与配筋计算：按最小配筋率配筋选取钢筋：B实际(7)侧壁1.5以上内侧X向跨中截面的承载力与配筋计算：按最小配筋率配筋选取钢筋：B实际(8)侧壁1.5以上内侧X向支座截面的承载力与配筋计算：按最小配筋率配筋选取钢筋：B实际(9)侧壁外侧Y向跨中截面的承载力与配筋计算：所以按照最小配筋率进行配筋选取钢筋：B实际(10)侧壁外侧Y向支座截面的承载力与配筋计算：选取钢筋：B实际(11)侧壁内侧Y向跨中截面的承载力与配筋计算：按照最小配筋率进行配筋选取钢筋：B实际(12)侧壁内侧Y向支座截面的承载力与配筋计算：按照最小配筋率进行配筋选取钢筋：B实际7