沉箱重力式码头课程设计计算书

目录TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"第一章设计资料 3第二章码头标准断面设计\o"CurrentDocument"第三章沉箱设计 11\o"CurrentDocument"第四章作用标准值分类及计算 15第五章码头标准断面各项稳定性验算44第一章设计资料（一）自然条件潮位：极端高水位：+6.5m；设计高水位：+5.3m；极端低水位：-1.1m；设计低水位：+1.2m；施工水位：+2.5m。波浪：拟建码头所在水域有掩护，码头前波高小于1米（不考虑波浪力作用）。气象条件：码头所在地区常风主要为北向，其次为东南向；强风向（7级以上大风）主要为北〜北北西向，其次为南南东~东南向。地震资料：本地的地震设计烈度为7度。地形地质条件：码头位置处海底地势平缓，底坡平均为1/200，海底标高为-4.0~-5.0m。根据勘探资料，码头所在地的地址资料见图1。图一地质资料标高土质柱状图指标

海底至-7.9m淤泥— Ym=15.3kN/m3©固=12.8°C固=0-7.9m以下亚粘土Ym=19.4kN/m3©=25°固C固=25kpa（二） 码头前沿设计高程：对于有掩护码头的顶标高，按照两种标准计算：基本标准：码头顶标高=设计高水位+超高值（1.0~1.5m）=5.30+（1.0~1.5）=6.30~6.80m复核标准：码头顶标高=极端高水位+超高值（0〜0.5m）=6.50+（0〜0.5）=6.50〜7.00m（三） 码头结构安全等级及用途：码头结构安全等级为二级，件杂货码头。（四） 材料指标：拟建码头所需部分材料及其重度、内摩擦角的标准值可按表1选用。材料名称重度Y（kN/m3）内摩擦角©（度）水上水下水上水下混凝土23~2413~14//钢筋混凝24~2514~15//土块石17104545渣石18102929（五） 使用荷载：堆货荷载：前沿q1=20kpa；前方堆场q2=30kpa。门机荷载：按《港口工程荷载规范》附录C荷载代号Mh-10-25设计。铁路荷载：港口通过机车类型为干线机车，按《港口工程荷载规范》表7.0.3-2中的铁路竖向线荷载标准值设计。船舶系缆力：按普通系缆力计算，设计风速22m/s。（六） 设计船型：万吨级杂货船总长LX型宽BX型深HX满载吃水T：146X22X13.1X8.7m第二章码头标准断面设计第一节码头各部分标高（一） 码头（胸墙）顶标高对于有掩护码头的顶标高，按照两种标准计算：基本标准：码头顶标高=设计高水位+超高值（1.0~1.5m）=5.30+（1.0~1.5）=6.30~6.80m复核标准：码头顶标高=极端高水位+超高值（0~0.5m）=6.50+（0~0.5）=6.50~7.00m码头顶标高取6.60m。（二） 沉箱顶标高沉箱顶标高=施工水位+(0.3~0.5m)=2.50+(0.3~0.5)=2.80~3.00m根据大连地区施工水位，沉箱顶标高取2.90m。（三） 胸墙底标高胸墙底标高二沉箱顶标高一（0.3~0.5m）=2.90—（0.3~0.5m）=2.40~2.60m胸墙底标高取2.50m。（四） 码头（沉箱）底标高码头前沿设计水深D=T+Z]+Z2+Z3+Z4其中：T——设计船型满载吃水（m）,T=8.7m；Z1——龙骨下最小富余水深（m）,与海底质有关，对重力式码头应按岩石土考虑，取Z1=0.6m；Z2——波浪富余深度（m）,Z2=KH4%—Z]=0.5X1.0—0.6=-0.1＜0,取Z2=0；Z3——船舶因配载不均匀而增加的尾吃水（m）,对杂货船取Z3=0；Z4 备淤深度（m）,取Z4=0.4m。则：码头前沿设计水深D=T+Z1+Z2+Z3+Z4=8.7+0.6+0+0+0.4=9.7m码头底标高=设计低水位一码头前沿设计水深=1.20—9.7=-8.5m码头底标高取-8.50m。（五） 抛石基床底标高取抛石基床厚度为1.5m，则基床底标高=-8.50—1.50=-10.0m（六） 抛石棱体顶标高抛石棱体顶标高=沉箱顶标高+（＜0.5m）=2.90+（＜0.5）=（＜3.40m）抛石棱体顶标高取3.40m。（七） 二片石顶标高抛石棱体顶面和坡面的表层应抛设0.5〜0.8m厚的二片石，取其厚度为0.5m，其上再设置倒滤层。二片石顶标高=3.40+0.5=3.90m。（八） 倒滤层顶标高倒滤层采用碎石倒滤层，且不分层，采用级配较好的混合石料石渣，其厚度不得小于0.8m,取其厚度为0.8m。倒滤层顶标高=3.90+0.8=4.70m第二节沉箱尺度的确定（一）外形尺度泊位长度设计泊位为顺岸式码头连续多个泊位的中间泊位，泊位长度Lb=L+2d（设计船长+富裕长度），其中L=146m，d=12〜15m，取d=15m，Lb=L+2d=146+30=176m。泊位采用11个沉箱平接，沉箱长度取16.00m，沉箱安装缝采用50mm，则泊位的实际长度为11X16.00+10X0.05=176.50m。沉箱长度沉箱长度取16.00m。沉箱高度沉箱高度=沉箱顶标高一沉箱底标高=2.90-（-8.50）=11.40m沉箱宽度根据经验取（0.6〜0.7）倍码头高度（胸墙顶到沉箱底），即（0.6〜0.7）X[6.60-（8.50）]=9.06〜10.57m，则沉箱宽度取10.50m。（二） 细部尺寸隔墙厚度隔墙厚度取隔墙间距的1/25~1/20，且不得小于0.2m，隔墙厚度取0.2m。外壁厚度外壁厚度由计算确定，且不得小于250mm，在本设计中外壁厚度分0.3m、0.35m、0.4m三级，外壁厚度取0.3m。底板厚度底板厚度由计算确定，且不宜小于壁厚，在本设计中底板厚度分0.4m、0.45m、0.5m、0.55m四级，底板厚度取0.4m。箱内隔墙布置箱内隔墙采用对称布置，隔墙间距分别取4.10m、3.70m。加强角宽度加强角宽度一般为150~200mm，取200mm。沉箱的其他细部尺寸见附图1。（三） 沉箱体积和重量计算沉箱重量时，钢筋混凝土重度标准值采用25.0kN/m3。沉箱材料体积和重量计算见下表2：沉箱材料体积和重量计算表编号构件名称体积计算式体积Vj(m3)重量Gj(KN)1前壁0.3X16.0X11.454.721368.002后壁0.3X16.0X11.454.721368.003侧壁0.3X8.4X11.4X257.461436.504底板0.4X8.4X15.451.741293.505横隔墙0.2X15.4X11.033.88847.006纵隔墙0.2X4.1X11.0X654.121353.007端内加强角0.5X0.22X11.0X40.8822.008内加强角0.5X0.22X11.0X286.16154.009底加强角0.5X0.22X(4.1+3.7)X162.5062.5010前趾0.5X0.3X0.75X16.01.8045.000.40X0.75X16.04.80120.0011后趾0.5X0.3X0.75X16.01.8045.000.40X0.75X16.04.80120.00总和329.388234.50表2沉箱重量=840.26t，小于沉箱预制场大平台可制作沉箱的最大重量2000t，满足预制场的预制能力。第三节上部结构设计（一） 胸墙断面设计胸墙顶宽胸墙采用L型，顶宽取3.00m。胸墙底宽胸墙底宽由胸墙稳定性要求确定，根据经验应大于1/2沉箱顶宽度，即大于0.5X9.00=4.50m,底宽取5.00m。胸墙高度胸墙高度=胸墙顶标高一胸墙底标高=6.60—2.50=4.10m。（二） 系船的选择计算船舶系缆力：F=73.6X10-5Av2ZZ F=49.0X1O-5Av2ZZxw xwx1 2 yw ywy1 2按75%保证率、压载或空载状况，取Axw=1570m2，Ayw=382m2设计风速v=22m/s,v=Om/s查表取得Z1x=0.8，Z：=1.0，Z2=1.3（按船舶水面以上建筑高度15米取，），故：Fxw=581.64KN 'Fw=0KN系船柱结合码头按25m等间距布置，共计布置7个，实际受力系船柱为3个nM["31nsinacospcosacospa=30°,B=15°,n=3,K=1.3N=521.87KN取N=522KN（三） 门机布置门机的轨距、跨距均为10.5m，门机前轨距码头前沿2m,布置在胸墙上，后轨布置在单独设置的轨道梁上，距货场外边线之间的安全净距取2m。（四） 铁路布置门机下对称布置两条铁路线，每条铁路线的铁路标准轨距为1435mm，轨枕宽度为2500mm。两条铁路线的中心线距离为4.5m，两条铁路线的中心线距近侧门机轨道的距离为3m。钢轨上的线荷载标准值按干线机车为140KN/m。（五） 管沟设计管沟用于放置为船舶供水和供电而铺设的水管和电缆，设在胸墙内，管沟中心线距码头前沿1.3m，要求管沟底面高程应高于平均高潮位，故采用小管沟，尺寸（宽X高）为0.4mX0.6m。（六） 护舷设计护舷类型和规格的选择1E=—mV2有效撞击能量 0 2n1其中，P取0.8,m查规范得1万吨级杂货船满载排水量m=14800t，V〃=0.15m/s，所以E0=-X0.8X14800X0.152=133.2KJ查橡胶护舷性能表，选择低反力型鼓型护舷H1000,反力R=360KN，吸能量E=136.0KJ。护舷的布置橡胶护舷间断布置，在每个沉箱的中心位置布置一个护舷，即每16米布置一个，每个泊位共11个。船舶挤靠力标准值F'= =L3-乎.64=68.74KNjn 11为了使船舶在不同水位和不同吃水深度时都能用船体干舷部分接触护舷，兼顾小船靠泊及防止船舶摇摆对码头产生碰撞，在3.5m高程处悬挂低反力型鼓型护舷，在5.5m高程处沿前沿线悬挂D300水平护舷。第四节其他设计问题（一）抛石棱体作用设置抛石棱体是为了防止回填土的流失，并且减少墙后回填土对沉箱和胸墙产生的土压力。材料抛石棱体采用10〜100kg块石。顶宽1 、回填土（渣石）：内摩擦角祖=29°，破裂角91=32.7°（假设a、B均为0，&=3祖）；1块石：内摩擦角祖=45，破裂角92=23.9 （假设a、B均为0,S=3祖）。h0+h0二者总厚度H=h]+h2=15.10m,破裂面与水平面夹角0=~H ,且满足，h]=3.26m，h2=11.84m，tan0="广3：+d一3=2山一：2)+d一3，试算得0=25.8°h 8.5，h]=3.26m，h2=11.84m，抛石棱体顶宽d=8.65m。坡度抛石棱体坡度采用1:1。（二）二片石抛石棱体顶面和坡面的表层抛设0.5m厚的二片石，坡度为1:1。（三） 倒滤层设置倒滤层是为了防止墙后回填土流失。倒滤层采用碎石倒滤层，且不分层，采用级配较好的混合石料石渣，取其厚度为0.8m，碎石层坡度采用1:1.5。（四） 抛石基床作用将墙身传来的外力扩散到较大范围的地基上，以减少地基应力和建筑物的沉降；保护地基免受波浪和水流的淘刷；整平基面，便于墙身的砌筑和安装。型式因原泥面水深小于码头前设计水深，故采用暗基床的型式。材料采用10〜100kg块石且有一定级配。厚度抛石基床厚度取1.5m。肩宽和底宽外肩宽不宜小于1.5倍基床厚度，取2.3m；内肩宽不宜小于0.5倍基床厚度，取0.8m。底宽=10.5+2.3+0.8=13.6m。（五） 挖泥边坡根据地质资料柱状图，挖泥边坡坡度采用淤泥1:5、亚粘土1:3。（六） 变形缝设置变形缝是为了减小由于不均匀沉降和温度变化在结构内产生的附加应力。变形缝为上下通缝，即胸墙的变形缝设在两个沉箱的接头处，间距为16m，缝宽采用50mm，用弹性材料填充。第三章沉箱设计第一节沉箱浮游稳定性验算

（一） 计算资料沉箱浮运距离15km左右，为近程浮运，要求满足mN0.2m。无实测资料，钢筋混凝土重度标准值为25.0KN/m3，海水重度标准值为10.25KN/m3，木材重度标准值为8KN/m3。因该沉箱前后对称，故沉箱的重心在沉箱宽度的中心线上，不需预加平衡压载水。（二） 沉箱的浮游稳定计算1.沉箱材料体积和体积矩计算沉箱材料体积和体积矩计算表编号构件名称体积计算式体积乂（m3）形心位置（m）体积矩（m4）V\七.叫1前壁0.3X16.0X11.4054.725.70311.902后壁0.3X16.0X11.4054.725.70311.903侧壁0.3X8.4X11.40X257.465.70327.524底板0.4X8.4X15.451.740.2010.355纵隔墙0.2X15.4X11.0033.885.90199.896横隔墙0.2X4.1X11.00X654.125.90319.317端内加强角0.5X0.22X11.00X40.885.905.198内加强角0.5X0.22X11.00X286.165.9036.349底加强角0.5X0.22X(4.1+3.7)X162.500.471.1810前趾0.5X0.3X0.75X16.01.800.500.900.40X0.75X16.04.800.200.9611后趾0.5X0.3X0.75X16.01.800.500.900.40X0.75X16.04.800.200.96总和329.381527.3注：前趾。点为X、y坐标原点沉箱的重心位置：七=1x10.50=5.25mJ=孕,：七=了2：：=4.64mC2 C乙v329.38i全部舱加水深2.5m时的浮游稳定计算（1）沉箱的重力和重心高度计算沉相重力和重心高度计算表计算项目计算式重力g(KN)重心高度y（m）重力矩g•y(KN•m)沉箱本身329.38X25.08234.54.6438208.08平台木材8.44X867.5211.60783.23全部舱加[4.1X3.7X2.5X8—2.50一3067.831.655061.91水深2.5m0.5X0.22X2.5X32]X10.25E11369.8544053.222g•y重心高度匕= —C 乙g44053.2211369.85=3.87m（2）沉箱排水体积及浮心高度总排水体积：v11369.85V= =1109.25m310.25前后趾悬臂的排水体积v=2X（1.8+4.8）=13.20m3沉箱吃水：T=V~v=1109.25-13.20=761m16x9一.一 -.16x9浮心高度：=V—v)•T/2+v-y=(1109.25-13.20)x7.61/2+2x(0.9+0.96)=376m七 V' 1109.25 .m（3）定倾高度重心距浮心的距离a=y-y=3.87一3.76=0.11mI一2i (16x93-3.7x4.13x8)/12定倾半径P= = =0.72mV 1109.25定倾高度m=p-a=0.73-0.11=0.62m>0.2m故满足沉箱浮游稳定。第二节沉箱吃水验算（一） 滑道末端吃水验算沉箱加压载水后吃水为T=7.61m，考虑富裕深度为0.5m，则TV滑道末端水深一富裕深度=9.5—0.5=9.0m,所以滑道末端吃水满足要求。（二） 航道中吃水验算沉箱加压载水后吃水为T=7.61m,考虑富裕深度为0.5m,航道水深D=T+Z0+Z1+Z2+Z3+Z4=8.7+0.18+0.3+0.45+0+0.4=10.03m（假设船舶航速6kn,船、浪夹角45°）,D取10.10m,则TV航道水深一富裕深度=10.10—0.5=9.6m，所以航道中吃水满足要求。（三） 沉放地点吃水验算沉箱加压载水后吃水为T=7.61m，考虑富裕深度为0.5m，基床顶面水深为9.7m，则TV基床顶面水深一富裕深度=8.5—0.5=8m，所以沉放地点吃水满足要求。第三节沉箱干舷高度验算沉箱的干舷高度F=H-T=11.4-7.61=3.79m,考虑沉箱干舷富裕高度S=1.0m,波高h=1.0m,沉箱的倾斜角度。=8° ,沉箱顶宽B0=8.00m，贝F>B2h〃1 2tan。-+S=—X9.00xtan8+不xL0+1.0=223m，所以沉箱干舷高度满足要求。第四章作用标准值分类及计算本次设计仅考虑极端高水位、设计高水位和极端低水位情况，按承载能力极限状态，采用作用效应的持久组合进行计算和验算。设计高水位自重作用计算表第一节结构自重力（永久作用）一、设计高水位计算图式如下：其中：混凝土重度：水上24KN/m3 水下14KN/m3钢筋混凝土重度：水上25KN/m3 水下15KN/m3

项目计算式G(KN)i距前沿X(m)iGX(KN-m)胸墙13.0X1.3X24X161497.62.253369.6胸墙22.8X3.0X14X1613442.253024胸墙32.0X2.8X14X161254.44.755958.4胸墙上填料2.0X1.3X18X16748.84.753556.8沉箱329.38X154940.75.2525938.68沉箱上填料(4.0X2.4X18+4.0X1.3X10)X163596.87.7527875.2[41X37X110X8—05X022X110X极端高水位自［重作用计算舌表沉箱项目填石0.22乂(4计算式)乂16］乂 10 13254.24G(KN)i5.25距刖沿X(m)i69452.2GX(KN-m)ii沉胸墙趾填0.73吸(0..3X28+1160X—1152— 225 2592 UUJTL-I/)-}JkLL1胸墙123.0>10.0X"1612W12.2551瞬1I,1Jr产__沉胸后幅3埴2.0X2.8X14X161254.44.755958.4胸墙上填料奶(0.1X181+1欧10)18441.610.254.75184.52097.6 E X1628495.34—157997.48—每延沉箱自重 329.38X15 4940.7 525 —25938.68—沉箱上!填料(4.0X0.1X18+4.0X2.617809967.7598788?81779.2^二、极端高水位计算图式如下：其中：混凝土重度：水上24KN/m3 水下14KN/m3

X10)X16沉箱内填石[4.1X3.7X11.0X8—0.5X0.22X11.0X32—0.5X0.22X(4.1+3.7)X16]X1013254.245.2569452.2沉箱后趾填石10.75X(0.1X18+14.2X10)X161725.610.12517471.7沉箱后趾填石20.75X0.5X0.3X10X161810.25184.5E25544.94139687.08每延米自重极端低水位自怦5作叫算舌表0*700AA项用计算式1596.56G(KN)距前沿X(m)8730.44GX(KNm)ii「i胸墙13.0X1.3X24X161612.82.253628.8胸墙25.0X2.8X24X1638403.2512480胸墙上填料2.0X1.3X18X16748.84.753556.8钢筋混凝土重度：水上25KN/m3 水下15KN/m3三、极端低水位计算图式如下：

沉箱93.12X25+(329.38-93.12)X155871.95.2530827.48沉箱上填料3.0X(1.9X18+1.8X17)X163110.47.7524105.6沉箱内填石(4.1X3.7X4.0X8-0.5X0.22X4.0X32)X17+[4.1X3.7X7.0X8-0.5X0.22X7.0X32-0.5X0.22X(4.1+3.7)X16]X1016634.45.2587330.6沉箱后趾填石10.75X(1.9X18+5.8X17+6.6X10)X162385.610.12524154.2沉箱后趾填石20.75X0.5X0.3X10X161810.25184.5E34221.9186267.98每延米自重作用2138.8711641.75其中：混凝土重度：水上24KN/m3 水下14KN/m3钢筋混凝土重度：水上25KN/m3 水下15KN/m3四、抛石基床自重基床厚1.5m，抛石基床每延米自重g.二（10.5+1.5+0.5+2）X1.5X10=217.5KN/m第二节土压力（永久作用、可变作用）、码头后填料土压力（永久作用）查《重力式码头设计与施工规范》准值如下：

附录C得第n层土的主动土压力系数标渣石：内摩擦角中n=29渣石：内摩擦角中n=29°,块石：内摩擦角气=45°,8=0°,K=0.1728=0°,K=0.347(假设a、B均为0)；内摩擦角中内摩擦角中=45°n1,8二—中=15,K=0.160(假设a、B均为0)。土压力强度计算公式按下式计算:第n层填料顶层：永久作用e17=0an可变作用e1=qK第n层填料底层：永久作用en2

an可变作用eqn2=[^1.设计高水位时设计高水位时码头后填料土压力强度计算计算层面编号土层n土层高程(m)土层厚度如(m)回填材料材料重度Yn(KN/m3)外摩擦角6八」 n(°)主动土压力系数Kan土压力!e计算亍1116.601.30渣石1800.347125.3018X1.3X0.347二2125.300.601023.4X0.224.70(23.4+10X0.6)X0.3134.701.80块石1000.17229.4X0.322.90(29.4+10X1.8)X0.4142.9011.40150.16047.4X0.42-8.50(47.4+11.4X10)X0.h 2eh 2e+e—n■n1 n2计算土层n土层高程(m)土层顶土压力强度en1(kPa)土层底土压力强度椭(kPa)土层厚度h(m)土压力合力标准值En(KN)水平分力标准值及其产生E覆力矩顶底计算式数值水平分力EHn(KN)力臂LhHn(m)倾覆力MfhEHi(KN-16.605.300.008.121.30(0+8.12)X1.3/25.285.2814.2375.1：25.304.708.1210.200.60(8.12+10.20)X0.6/25.505.5013.4974.2134.702.905.068.151.80(5.06+8.15)X1.8/211.8911.8912.23145.442.90-8.507.5825.8211.40(7.58+25.82)X11.4/2190.38183.894.66856.9E206.561151J设计高水位时码头后填料自重力产生的土压力合力(永久作用)标准值及其nE=E-cos5E=E-sin53匕/en2设计高水位时胸墙后填料土压力强度计算土层n土层高程(m)土层厚度hn(m)回填材料材料重度Yn(KN/m3)外摩擦角6八」 n(°)主动土压力系数Kan土压力强度标准值计算永久作用eni(kPa)计算式16.601.30185.30渣00.34718X1.3X0.347=23.4X0.34725.302.80石1023.4X0.3472.50(23.4+10X2.8)X0.347=51.4X0.3471设计高水位时胸墙后填料自重力产生的土压力合力(永久作用)标准值及其力矩的计算

*程)土层顶土压力强度en1(kPa)土层底土压力强度椭(kPa)土层厚度hn(m)土压力合力标准值En(KN)水平分力标准值及其产生的倾覆力矩竖向分力标准值及;定力矩底计算式数值水平分力EHn(KN)力臂LHn(m)倾覆力矩MfhEHn(KN-m)竖向分力EVn(KN)力臂LVn(m)5.300.008.121.30(0+8.12)X1.3/25.285.283.3317.5802.508.1217.842.80(8.12+17.84)X2.8/236.3436.341.2344.700E41.6262.280n么.2\+/3七+"n2E=E-cos5E=E-sin5其中：y2.其中：y极端高水位时码头后填料土压力强度计算土层n土层高程(m)土层厚度hn(m)回填材料材料重度Yn(KN/m3)外摩擦角6n(°)主动土压力系数Kan土压力强度标准值计算永久作用eni(kPa)计算式16.600.10渣石1800.3476.5018X0.1X0.347=1.8X0.34726.501.80101.8X0.3474.70(1.8+10X1.8)X0.347=19.8X0.34734.701.80块石1000.17219.8X0.1722.90(19.8+10X1.8)X0.172=37.8X0.17242.9011.40150.16037.8X0.160-8.50(37.8+11.4X10)X0.160=151.8X0.1602极端高水位时码头后填料自重力产生的土压力合力(永久作用)标准值及其力矩的计算

苗程)土层顶土压力强度en1(kPa)土层底土压力强度椭(kPa)土层厚度hn(m)土压力合力标准值En(KN)水平分力标准值及其产生的倾覆力矩竖向分力标准值及;定力矩底计算式数值水平分力EHn(KN)力臂LHn(m)倾覆力矩MfhEHn(KN-m)竖向分力EVn(KN)力臂LVn(m)6.500.000.620.10(0+0.62)X0.1/20.030.0315.030.4504.700.626.871.80(0.62+6.87)X1.8/26.746.7413.8593.3502.903.416.501.80(3.41+6.50)X1.8/28.928.9212.21108.910-8.506.0524.2911.40(6.05+24.29)X11.4/2172.94167.054.56761.7544.7610.50E182.74964.4644.76nE=E-cos5E=E-sin5极端高水位时胸墙后填料土压力强度计算土层n土层高程(m)土层厚度hn(m)回填材料材料重度Yn(KN/m3)外摩擦角6八」 n(°)主动土压力系数Kan土压力强度标准值计算永久作用eni(kPa)计算式16.600.10渣石1800.3476.5018X0.1X0.347=1.8X0.34726.504.00101.8X0.3472.50(1.8+10X4.0)X0.347=41.8X0.3471h 2e+h 2e+e—n■n1 n23匕/en2苗程)土层顶土压力强度en1(kPa)土层底土压力强度椭(kPa)土层厚度hn(m)土压力合力标准值En(KN)水平分力标准值及其产生的倾覆力矩竖向分力标准值及;定力矩底计算式数值水平分力EHn(KN)力臂LHn(m)倾覆力矩MfhEHn(KN-m)竖向分力EVn(KN)力臂LVn(m)6.500.000.620.10(0+0.62)X0.1/20.030.033.630.1102.500.6214.504.00(0.62+14.50)X4.0/230.2430.241.3942.030E30.2742.160n么.2\+/3七+"n2E=E-cos5E=E-sin5其中：y极端低水位时其中：y极端低水位时填料土压力强度计算土层n土层高程(m)土层厚度hn(m)回填材料材料重度Yn(KN/m3)外摩擦角6八」 n(°)主动土压力系数Kan土压力强度标准值计算永久作用eni(kPa)计算式16.601.90渣石1800.3474.7018X1.9X0.347=34.2X0.34724.701.80块石1700.17234.2X0.1722.90(34.2+17X1.80)X0.172=64.8X0.17232.904.00150.16064.8X0.160-1.10(64.8+17X4.00)X0.160=132.8X0.1604-1.107.4010132.8X0.160-8.50(132.8+7.40X10)X0.160=206.8X0.160极端低水位时填料自重力产生的土压力合力(永久作用)标准值及其力矩的计算

云程)土层顶土压力强度en1(kPa)土层底土压力强度椭(kPa)土层厚度hn(m)土压力合力标准值En(KN)水平分力标准值及其产生的倾覆力矩竖向分力标准值及定力矩底计算式数值水平分力EHn(KN)力臂LHn(m)倾覆力矩MfhEHn(KN-m)竖向分力EVn(KN)力臂LVn(m)4.700.0011.871.90(0+11.87)X1.9/211.2811.2813.83156.0002.905.8811.141.80(5.88+11.14)X1.8/215.3215.3212.61193.190-1.1010.3721.254.00(10.37+21.25)X4.0/263.2461.099.17560.2016.3710.50-8.5021.2533.097.40(21.25+33.09)X7.4/2201.06194.213.43666.1452.0410.50E281.901575.5366.54nE=E-cos5E=E-sin5h 2e+e—n■n1 n2h 2e+e—n■n1 n23匕/en2码头后堆货荷载产生的土压力合力（可变作用）标准值及其力矩的计算:层高程（m）土压力合力标准值En（KN）水平分力标准值及其产生的倾覆力矩竖向分力标准值定力码头后堆货荷载产生的土压力计算图式如下：码头后堆货荷载产生的土压力强度计算土压力强度标准值计算计算层面编号11层顶压力强度2如（kPa)2231324142515104.70 6.9402.90 3.440-8.50 3.20土层高程（m）土层厚

度hn

（m）回填外摩擦角材料5n（°）主动土压力系数Knan可变作用（堆货荷载）eqni(kPa)满布的均布荷载6.60土*:T

土压3.70土

强度e也7如（a）——3.71(kP3.712.902.90-2.06-2.06-8.506.943.443.20□1.90层度 m)0.991.9080400.814.966.44渣石0 0.3470 0.172块石 15 0.160计算式6.94X1.903.44X1.803.20X11.40水平分数值力EHn（KN）计算式 数值20X0.347 6.946.94力臂LhHn(m)倾覆力矩Mfh

EHn(KN-m)竖向分力臂

力EVn LVn(KN) (m)13.19 13.836.19 12.336.48 35.24 5.7E54.62182.42 076.14 0200.87 9.44 10.50459.43 944胸墙后堆货荷载产生的土压力计算图式如下：胸墙后堆货荷载产生的土压力强度计算计算层面编号土层n土层高程(m)土层厚度、(m)回填材料外摩擦角5n(°)主动土压力系数Kan土压力强度标准值计算可变作用(堆货荷载)eqni(kPa)计算式数值1116.604.10渣石00.34720X0.3476.94122.506.94胸墙后堆货荷载产生的土压力合力(可变作用)标准值及其力矩的计算二层高程(m)土层顶土压力强度en1(kPa)土层底土压力强度椭(kPa)土层厚度h(m)土压力合力标准值En(KN)水平分力标准值及其产生的倾覆力矩竖向分力标准值定力底计算式数值水平分力EHn(KN)力臂LHn(m)倾覆力矩MfhEHn(KN-m)竖向分力EVn(KN)力臂LVn(m))04.706.946.941.906.94X1.9013.1913.192.7536.270E13.1936.270

三、铁路荷载产生的土压力(可变作用)设计机车为干线机车，铁路线荷载是140KN/m，轨枕长度为2.5m，轨枕上均布荷载为q=140/2.5=56kPa。铁路荷载主要穿过渣石层，计算土压力范围时采用渣石层的破裂角。=32.2°。计算码头后铁路荷载产生的土压力时只考虑后面的铁路荷载作用，前面的铁路荷载对码头只产生稳定力矩，故不考虑。计算胸墙后铁路荷载产生的土压力时只考虑前面的铁路荷载作用，后面的铁路荷载不能作用在胸墙上，故不考虑。码头后铁路二线荷载产生的土压力强度计算计算层面编号土层n土层高程(m)土层厚度、(m)回填材料外摩擦角5n(°)主动土压力系数Kan土压力强度标准值计算可变作用(堆货荷载)eqni(kPa)计算式数值1116.601.59渣石00.34750X0.34717.35125.0117.352125.010.31017.35224.7017.353134.701.80块石00.17250X0.1728.60322.908.60码头后铁路二线荷载产生的土压力合力(可变作用)标准值及其力矩的计算高程D土层顶土压力强度en1(kPa)土层底土压力强度椭(kPa)土层厚度hn(m)土压力合力标准值En(KN)水平分力标准值及其产生的倾覆力矩竖向分力标准值及1定力矩底计算式数值水平分力EHn(KN)力臂LHn(m)倾覆力矩MfhEHn(KN-m)竖向分力EVn(KN)力臂LVn(m)5.0117.3517.351.5917.35X1.5927.5927.5914.31394.8104.7017.3517.350.3117.35X0.315.385.3813.3671.8802.908.608.601.808.00X1.8014.4014.4012.30177.120

码头上部分铁路荷载产生的稳定力矩00259.50E47.37643.8125胸墙后铁路一线荷载产生的土压力强度计算计算层面编号土层n土层高程(m)土层厚度hn(m)回填材料外摩擦角5n(°)主动土压力系数Knan土压力强度标准值计算可变作用(堆货荷载)eqni(kPa)计算式数值1115.601.98渣石00.34750X0.34717.35124.7017.352124.700.08块石00.17250X0.1728.60224.628.60胸墙后铁路一线荷载产生的土压力合力(可变作用)标准值及其力矩的计算高程D土层顶土压力强度en1(kPa)土层底土压力强度椭(kPa)土层厚度hn(m)土压力合力标准值En(KN)水平分力标准值及其产生的倾覆力矩竖向分力标准值及1定力矩底计算式数值水平分力EHn(KN)力臂LHn(m)倾覆力矩MfhEHn(KN-m)竖向分力EVn(KN)力臂LVn(m)4.7017.3517.351.9017.35X1.9033.0033.003.15103.9504.628.608.600.088.60X0.080.690.692.161.490胸墙上部分铁路荷载产生的稳定力矩0062.55.00E33.69105.4462.5由此可见，铁路一线荷载对胸墙的稳定力矩远大于倾覆力矩，故在验算胸墙稳定性时不予考虑，只考虑堆货荷载；铁路二线荷载对码头整体的稳定力矩远小于倾覆力矩，因而在验算码头整体稳定性时应考虑铁路二线荷载。

四、门机（后轨）荷载产生的土压力（可变作用）（两台门机）。荷载图式如下:1.吊臂朝前时前轨上的两个支腿的竖向荷载P=660KN,前轨线荷载二660X3/16=123.75KN/m后轨上的两个支腿的竖向荷载P=240KN,后轨线荷载二240X3/16=45KN/m轨道梁底面宽1.20m，轨道梁上的均布荷载q1=45/1.20=37.5kPa码头后门机荷载产生的土压力强度计算计算层面编号土层n土层高程（m）土层厚度、（m）回填材料外摩擦角5n（°）主动土压力系数Kan土压力强度标准值计算可变作用（堆货荷载）eqni(kPa)计算式数值1111.842.71块石150.16037.5X0.1606.0012-0.876.00

码头后门机荷载产生的土压力合力(可变作用)标准值及其力矩的计算高程D土层顶土压力强度en1(kPa)土层底土压力强度g(kPa)土层厚度h(m)土压力合力标准值En(KN)水平分力标准值及其产生的倾覆力矩竖向分力标准值及1定力矩底计算式数值水平分力EHn(KN)力臂LHn(m)倾覆力矩MfhEHn(KN-m)竖向分力EVn(KN)力臂LVn(m)-0.876.006.002.716.00X2.7116.2615.718.99141.234.0710.50码头上门机前轨荷载产生的稳定力矩00123.752.75E15.71141.23127.822.吊臂朝后时前轨上的两个支腿的竖向荷载P=240KN,前轨线荷载二240X3/16=45KN/m后轨上的两个支腿的竖向荷载P=660KN,后轨线荷载二660X3/16=123.75KN/m轨道梁底面宽1.20m，轨道梁上的均布荷载q2=123.75/1.20=103.13kPa码头后门机荷载产生的土压力强度计算计算层面编号土层n土层高程(m)土层厚度hn(m)回填材料外摩擦角5n(°)主动土压力系数Kan土压力强度标准值计算可变作用(堆货荷载)eqni(kPa)计算式数值1111.842.71块石150.160103.13X0.16016.5012-0.8716.50码头后门机荷载产生的土压力合力(可变作用)标准值及其力矩的计算高程D土层顶土压力强度en1(kPa)土层底土压力强度g(kPa)土层厚度h(m)土压力合力标准值En(KN)水平分力标准值及其产生的倾覆力矩竖向分力标准值及1定力矩底计算式数值水平分力EHn(KN)力臂LHn(m)倾覆力矩MfhEHn(KN-m)竖向分力EVn(KN)力臂LVn(m)-0.8716.5016.502.7116.50X2.7144.7243.208.99388.3711.5710.50码头上门机前轨荷载产生的稳定力矩00452.75E43.20388.3756.57第三节船舶系缆力(可变作用)一、 计算沿墙底的稳定性时系缆力作用在码头地面上0.5m处，不考虑竖向力的作用。垂直于码头岸线方向的系缆力水平力标准值NH=Nsinacosp=522Xsin30°Xcos15°=252.11KN,系缆力沿码头线方向的分布长度等于码头分段长度16m，每延米码头的系缆力水平分力的标准值PRH及其对墙底的倾覆力矩Mrh分别为：PRH=NH/16=252.11/16=15.76KN/m Mrh=(0.5+6.6+8.5)PRH=15.6X15.76=245.86KN-m/m二、 计算胸墙的稳定性时垂直于码头岸线方向的系缆力水平力标准值NH=Nsinacosp=522Xsin30°Xcos15°=252.11KN,系缆力竖向力标准值NV=Nsinp=522Xsin15°=135.10KN，系缆力沿码头线方向的分布长度二1.0+3.7X2=8.4m。每延米码头的系缆力水平分力的标准值PRH及其对胸墙底的倾覆力矩Mrh分别为：PRH=NH/8.4=252.11/8.4=30.01KN/m Mrh=(0.5+3.7)PRH=4.2X30.01=126.06KN-m/m每延米码头的系缆力竖向分力的标准值PRV及其对胸墙底的倾覆力矩Mrv分别为：PRV=NV/8.4=135.10/8.4=16.08KN/m Mrv=1.0XPRV=1.0X16.08=16.08KN-m/m每延米码头的系缆力对胸墙底的倾覆力矩为：Mr=126.06+16.08=142.14KN・m/m第四节作用标准值汇总一、胸墙作用标准值汇总胸墙作用标准值汇总表作用分类|荷载情况|垂直力|水平力|稳定力矩| 倾覆力矩

（kN/m）（kN/m）(kN•m/m)(kN•m/m)永久作用自重力设计高水位302.800994.300极端高水位239.200803.20填料土压力设计高水位041.62062.28极端高水位030.27042.16可变作用堆货土压力013.19036.27铁路一线62.533.69312.50105.44船舶系缆力16.0830.010142.14二、码头作用标准值汇总码头作用标准值汇总表作用分类何载情况垂直力（kN/m）水平力（kN/m）稳定力矩(kN•m/m)倾覆力矩(kN•m/m)永久作用自重力设计高水位1780.969874.84极端低水位2138.8711641.75填料土压力设计高水位49.27206.56517.341151.67极端低水位66.54281.90718.311575.53可变作用堆货土压力9.4454.6299.14459.43前沿堆货195.001096.88铁路一线125.00718.75铁路二线2547.37232.50643.81门机（吊臂朝前）127.8215.71383.05142.23门机（吊臂朝后）56.5743.20245.24388.37船舶系缆力15.76245.86第五章码头标准断面各项稳定性验算第一节胸墙稳定性验算本次胸墙设计考虑设计高水位、极端高水位情况。一、 作用效应组合组合原则：水平力最大、垂直力最小，计算以下两种组合：持久组合一：自重力+系缆力+堆货+土压力（自重、堆货引起）持久组合二：自重力+系缆力+铁路+土压力（自重、铁路引起）（门机前轨产生稳定力和稳定力矩，故不计门机荷载）二、 沿胸墙底面抗滑稳定性验算

沿胸墙底面抗滑稳定性计算合情况系缆力为主导可变作用Y(E+丫P+WYE)0EH PRRH EqHy1&gG-yprPrv)f d 水位y0yEEHyPRPHVEqH结果ydyggyPRPRVf结1极端高水位1.01.2530.271.3030.010.713.1989.321.01.0239.21.3016.080.5512(设计高水位1.01.3541.621.4030.010.713.19110.671.01.0302.81.4016.080.55质1极端高水位1.01.2530.271.3030.010.73