杭州余杭港方块式码头毕业设计

第一篇绪论交通运输是社会经济的主要组成局部，是生产与消费的纽带，是商品流通人们交往的根底条件。港口是一个国家和地区经济开展的重要依托。港口是具有水陆联运设备和条件，供船舶平安进出和停泊的运输枢纽，是水陆交通的集结点和枢纽，工农业产品和外贸进出口物资的集散地，船舶停泊、装卸货物、上下旅客、补充给养的场所。在未来一个时期，中国的港口仍处于大建设、大开展阶段。我们政府已把交通运输业列为优先开展的产业，我国将进一步完善港口布局，重点建设集装箱、煤炭、进口油气和铁矿石中转的运输系统，扩大港口吞吐能力。同时这些大建设、大开展也对港口建设和管理提出了更高的要求。杭州港余杭港区仁和石化作业区南港区块工程位于杭州市北部余杭区仁和镇的东侧，京杭运河的西岸。为了改变泊位吨级小、泊位数量少、港口开展长期滞后于腹地经济开展与运量增长速度的现状，杭州余杭港进行扩建，拟建1000吨级以上泊位假设干个，主要货种为集装箱。第二篇自然条件2.1地形、地貌杭州港余杭港所处河面宽度约为100m,作业区陆域范围内除少量农居外，其余均为鱼塘和农田〔非保护耕地〕，地势平坦，高程为1.87m-2.98m(黄海高程)，该区域两岸植被较好，雨天地表径流造成的水土流失比拟轻微，河道水流平稳，正常水位期根本无流速，泥沙来源极少，河床来源极少，河床冲淤变化较小，河道根本稳定。2.2地质条件2006年11月，由江西金新勘测工程杭州分公司对该工程所在位置地质进行了详勘，按照地基土的时代成因、物理力学性质特征差异，现根本确定有以下土质：1素填土2粉质粘土3淤泥质粘土4粉质粘土5粉质粘土6粉质粘土7粉质粘土8砾砂详细工程地质特征见表1工程地质层岩土名称厚度〔m〕密度〔g/cm³〕压缩模量Es(MPa)地基承载力特征值fak(KPa)1耕土0.30~1.202-1粉质黏土0.70~3.101.884.0084.902-2粉质黏土1.20~2.801.914.0090.003-1淤泥质粉质黏土10.6~16.31.722.0055.013-2淤泥质粉质黏土0~13.61.782.5060.103夹沙质粉土0~1.83.5080.004-1黏土1~6.21.805.00120.004-2粉质黏土3.2~13.41.956.00180.004-3粉质黏土夹砂1.3~6.61.976.50200.004-4粉质黏土4.1~8.61.935.50170.005粉砂控制9.91.978.00219.98预应桩钻孔桩端阻力特征值Qsa(KPa)侧阻力特征值Qsia(KPa)端阻力特征值Qr(KPa)侧阻力特征值Qf〔KPa〕1211121165.565.57619171300.032650291700.035850321400.031700282000.0331100302.3气象，气温，降水，风况，雾况，雷暴，地震工程区域位于东亚季风区，气候温和湿润，日照充足，雨量充分，四季清楚。春季温暖多雨，夏季炎热湿润，盛行SE风，6~7月为梅雨期，8月下旬至9月中旬是台风季节，此季节多阵雨，偶有冰雹、龙卷风和伏旱。秋季早秋多雨，晚秋凉爽少雨。冬季受西北向气流控制，温度转低，盛行NW风。多年平均气温16.6°C，历年最高气温39.0°C〔1978.7〕，历年最低气温-10.1°C〔1969.2〕，年平均最高气温28°C，年平均最低气温3.8°C。多年平均降雨量1321mm历年最大降雨量2356.1mm，历年日最大降水量189.3mm，多年平均年降水日140.2d,其中降水日大于10.0mm的日数为45.5d,最长连续降水日数17d。对年平均年降雪天数9.8d,多年最大积雪深度230mm。夏季盛行SE风，冬季盛行N到NW风，极大风速28m/s,常风向为NNW，频率12%，年平均风速2.3m/s，全年大于八级风的天数多年平均6.3d。多年平均雾日数37.1d，最多61d,最少19d,发雾时间为冬春两季，11月至翌年1月间。多年平均雷暴日40d，1963年发生雷暴最多为63d，1978年发生雷暴最少为20d,7月份为雷暴多发月。根据《1：50万浙江省构造体系与地震分布规律图》，本区属于嘉兴——常山地震带杭湖地区4.75～5.25级地震危险区。建筑设防烈度为6度。2.4可作业天数拟建工程的作业天数定为330天。2.5水文京航运河水系水流平稳,水位稳定,常水位期约占全年的2/3.据杭州拱宸桥水位站资料.多年平均水位1.4m,历史最高水位3.8m，历史最低水位0.2m。50年一遇洪水位：3.66m(85国家高程基准，下同)历史最高水文：3.8m设计最高通航水位：2.37m设计最低通航水位：0.52m常水位：1.42m第三篇货运量及船型3.1设计船型根据设计码头的吨位考虑，过船吨位为1000吨内河驳船，本码头属于三级航道。那么根据全国内河航道分级与航道尺寸的规定，本设计按以下拟定船型考虑：船型设计尺度如下表所示：船型设计尺度载重量〔吨〕3.2吞吐量资料在此设计本码头的集装箱吞吐量为200万吨。第四篇总平面的布置4.1泊位数、泊位长度及码头长度确实定4.1.1泊位数确实定初步拟定泊位数该设计码头为1000吨级集装箱，泊位数应根据码头年作业量、泊位性质和船型等因素按下式：式中：N——泊位数；Qn——码头年作业量，指通过码头装卸的货物数量，包括船舶外挡作业的货物数量，根据设计吞吐量和操作过程确定,在此设计为200万吨,余杭港区集装箱采用标准尺寸,即5.69×2.13×2.18〔长×宽×高〕〔单位为m〕,每标准箱(1TEU)额定重量取10t,即为200000TEU；——一个泊位的年通过能力〔t〕。泊位年通过能力根据下式计算：〔4-2〕式中：Pt——一个泊位的年通过能力。——当货种多样而船型单一时，为各货种年装卸量占泊位年装卸总量的百分比(%)；当船型、货种都不相同时，为各类船舶年装载不同货物的数量占泊位年装卸总量的百分比(%)；Ps1——与相对应的泊位年通过能力。与相对应的泊位通过能力应根据泊位性质和设计船型按以下公式计算:〔4-3〕〔4-4〕式中：——与相对应的泊位年通过能力；——年营运天数(d)，根据相关资料取330d；G——设计船型的实际载货量〔t〕或单船装卸箱量(TEU),即G=100TEU；ts——昼夜泊位非生产时问之和(h)，在此取值为5h；——装卸一艘设计船型所需的时间〔h〕；p——设计船时效率〔t/h或TEU/h〕,按年运量、货舱、船舶性能、设备能力、作业线数和管理等因素综合考虑；td——昼夜小时数，取24小时；——昼夜非生产时间之和〔h〕，应根据各港实际情况确定，取2h；——泊位利用率，船舶年占用泊位时间与年营运时间的百分比。根据吞吐量、货种、到港船型、船时效率、泊位数、船舶在港费用和港口投资及营运等因素确定；tf——船舶的装卸辅助作业、技术作业时间以及船舶靠离泊时间之和〔h〕。在此取2h；表4-1泊位利用率货种及泊位数散货件杂货集装箱油品及石油化工泊位利用率在此设计中取值：=0.65。集装箱泊位的设计船时效率可按下式计算:P=nk1k2p1〔4-5〕式中：P——设计船时效率；n——同时装卸集装箱船设备的台数；k1——集装箱标准箱折算系数，在此取值为1.3；k2——集装箱起重机同时作业率，在此取值为0.90；p1——装卸集装箱船设备台时效率(TEU/h)；拟取22TEU/台时；4.1.1.2具体计算P=1×1.3×0.90×22=25.74(TEU/h)=26TEU/h那么：泊位数确实定：以此初步泊位数设计为：3个，再反推码头的泊位实际利用率，即为0.594，满足设计标准要求。4.1.2泊位长度确实定由前面计算可知此码头泊位数为3个，由于本河段的河宽为100m，那么本设计为挖入式港池，其长度应满足船舶平安靠离、系缆和装卸作业的要求，其长度可按以下规定确定。根据《河港工程总体设计标准》JTJ212-2006第条规定：图4.1挖入式港池布置3个泊位示意图那么：Lb1=L+1.5d(4-6)Lb2=L+d(4-7)式中：Lb1——端部泊位长度(m)；Lb2——中间泊位长度(m)；L——设计船型长度(m)；d——泊位富裕长度(m)。其中：富裕长度根据《河港工程总体设计标准》JTJ212-2006第条规定表4-3普通泊位的富裕长度设计船型长度﹙﹚≤4040＜≤8585＜≤150150＜≤200富裕长度﹙﹚直立式码头58～1012～1518～20斜坡码头或浮式码头89～1516～2526～35由于此码头前沿线布置成折线，富裕长度根据《河港工程总体设计标准》JTJ212-2006第条规定，即如下表所示：表4-4码头前沿线相交转折处的富裕长度d0转折处夹角θ90°≤θ≤120°120°<θ≤150°θ>150°富裕长度d0(1.5～1.0)d0.7d0.5d那么此处的泊位富裕长度可按以下规定确定：在此设计中，码头的断面形式近似为直立式码头，设计船型长度为67.5m，即取d=10m，从而d0=1.3×10=13m>船宽10.8m，满足要求。那么：两边的泊位长度为：Lb1=L+1.5d0=67.5+1.5×13=87(m)即靠上游边端的泊位长度定为87m，下游边端的泊位长度87m。中间的泊位长度：Lb2=L+d0=67.5+13=80.5〔m〕即中间泊位的长度定为82m。那么码头总泊位长度为：87+87+82=256(m)。4.1.3码头长度确实定码头的3个泊位布置情况如图4.1所示，码头岸线总长度应为各泊位占用的码头岸线长度之和。直立式顺岸码头泊位相应的码头长度应根据设计船型和装卸作业要求确定，而此设计的挖入式港池可近似的看做是顺岸式并应符合表4.4的规定。表4-5直立式顺岸码头泊位相应的码头长度泊位码头长度﹙﹚内河驳江海轮单个泊位≥0.65+2连续布置多个泊位端部泊位≥0.65+0.5+1.5中间泊位++图4.2每个泊位长度和码头岸线长度考虑到在进行装卸船作业时，装卸船机械的最大吊幅要能到达停泊在下游端部泊位上的设计船型的船尾，那么：两边的码头长度〔4-8〕==50.375(m) 由挖入式港池的特点，即靠上游边端的码头长度定为120m，下游边端的码头长度100m。中间的码头长度〔4-9〕即中间码头的长度为取为：103m。由此可知港池的宽度为103m。综上所述：码头的总长度=120+100+103=323〔m〕4.2码头设计高程及水深确实定4.2.1码头设计水位及设计高程此航道为三级航道，设计高水位取十年一遇水位2.37m；设计低水位取保证率98%，五年一遇的水位0.52m。校核高、低水位同设计高、低水位。见表(4-1)。设计高水位,设计低水位\校核高、低水位同设计高、低水位。见表(4-1)。表4-6码头设计水位和高程高程类别设计高水位设计低水位校核高水位校核低水位高程(m)2.370.522.370.524.2.2码头前沿底面高程依据《河港工程总体设计标准》JTJ212-2006.第条相关内容，平原河流、山区河流、运河和潮汐影响不明显的感潮河段的码头前沿水深按下式计算确定：(4-10)式中：——码头前沿设计水深(m)；——船舶吃水(m),在此取船舶设计吃水为2.0m；Z——龙骨下最小富裕深度，依龙骨下最小富裕深度取0.3m；——其它富裕深度，在此取0.25m；最终得码头前沿设计水深：而依据所给设计资料，码头前沿设计低水位为98%历时保证率水位0.52m，故：码头前沿泥面高程＝设计低水位-Dm＝＝-2.03m。4.3.3码头前沿设计高程本设计码头前沿设计高程为设计高水位与超高之和，结合本设计的设计水位、代表船型尺度及现有的地面高程，确定本设计码头顶面高程为3.87m；即：2.37+1.5=3.87(m)表4-7码头高程汇总表高程类别设计高水位设计低水位码头前沿泥面设计高程码头面标高高程(m)2.370.52-2.033.874.4码头前沿停泊水域和船舶盘旋水域布置此节内容参照《河港工程总体设计标准》节相关内容确定。4.4.1码头前沿停泊水域码头前沿停泊水域不应占用主航道，码头前沿停泊水域宽度应取2倍设计船型宽度，码头前沿停泊水域〔图3-2所示〕，那么码头前停泊水域的宽度为：2B=2×10.8=21.6〔m〕(4-11)图4.3码头前沿停泊水域宽度示意图4.4.2盘旋水域船舶盘旋水域沿水流方向的长度不宜小于单船长度2.5倍，流过速大于1.5m/s时，盘旋水域长度加大但不应大于单船长度4倍：67.5×2.6=175.5m,取178m；盘旋水域沿垂直水流方向宽度不宜小于单船长度的1.5倍，当船舶为单舵时，盘旋水域不应小于单船长度的2.5倍。即67.5×1.5=101.05m，取102m。即盘旋水域设置在港池内，由于港池长度为120m<178m,那么盘旋水域会占用一局部主航道,然而占用的主航道比拟小,所以影响不到正常航。而对于西侧的泊位那么船舶凭借拖轮协助进行转头，旋转内接圆直径一般为最大船舶总长度，即为67.8m，以此满足设计要求。4.5港口陆域布置此节内容参照《河港工程总体设计标准》JTJ212-2006.第.节相关内容确定。4.5.1集装箱码头堆场所需容量及地面箱位数计算:库场是指港口为装卸和存储货物的仓库、堆场等建筑物的总称。根据《河港工程总体设计标准》JTJ212-2006第4.11条规定集装箱码头堆场所需容量和地面箱位数可按以下公式计算：〔4-16〕〔4-17〕式中：y——集装箱堆场容量TEU〕；——集装箱码头货运量〔TEU〕，据设计资料得集装箱年吞吐量为200000TEU；即可确定为170000TEU。——堆场集装箱不平衡系数，集装箱为1.30；——集装箱平均堆存期〔d〕，拟取7d；——堆场集装箱年作业天数，取350～365d，当不通航时间长影响作业天数较多时，应予扣除，取360d；——集装箱堆场所需地面箱位数；——堆场设备堆箱层数，采用轨道式龙门吊的堆箱层数为5～3层，取4层；——堆场容量利用率〔%〕，采用轨道式龙门吊的容量利用率为60～70%，取60%。表4-8集装箱堆场堆箱层数和容量利用率工程堆场作业设备轮胎龙门吊跨运车轨道龙门吊正面吊空箱堆箱机堆箱层数5～33～25～34～37～5容量利用率55～7070～8060～7060～7070～80综上所述，得：并查得标准箱的尺寸为5.69×2.13×2.18〔长×宽×高〕，单位为m，即标准箱的底面面积为12.12m2，那么集装箱码头的库场底面积为21534.2m2，即设计为21600m2。45.2拆装箱库容量计算：〔4-18〕式中：Ew——拆装箱库所需容量(TEU)——集装箱码头货运量(TEU),由上面计算可知在此集装箱年吞吐量为200000×85%=170000TEU；——拆装箱比例(%)，不宜大于30%,取25%；——标准箱平均货物重量〔t/TEU〕,取标准箱平均货物重量为10t/TEU；——拆装箱库货物不平衡系数，这里取1.2；——货物在库平均堆存期，可取3～5d,这里取4d；——拆装箱库年工作天数，取350～365d，应扣除影响作业天数较多的不通航时间。取360d。综上所述，得：每个集装箱拆装箱所需要的平面面积为24m2，因此，集装箱拆装箱库的面积为567×24=13608m2，在此取14110m2。4.5.3大门车道数计算〔4-19〕式中：N——集装箱码头大门所需车道数；——集装箱码头货运量﹙﹚；——水运，铁路中转及港内拆装箱的集装箱之和占码头年运量的百分比；通过前面的设计内容，可以知道，水运局部占货运总量的10%，铁路运输为50万吨，另外拆装箱剩下货运量的25%，它们的总和占总货运量的60.0%；——集装箱车辆到港不平衡系数，一般为1.5～3，取3.0；Kkc——空车率，一般为1.2～1.5取1.5；Tyk——堆场年工作天数，取350～365d，在此取360天；——大门日工作时间〔h〕，一般为12～24h，取16h；——单车道小时通过车辆数〔辆/h〕，一般可取20～40辆/h，取30辆/h；——车辆平均载箱量〔TEU/辆〕，取1.5。 故取6车道。第五篇装卸工艺设计装卸工艺是港口码头的根本生产工艺，是港口生产活动的根底。合理的装卸工艺，是港口码头增大通过能力，提高装卸效率，降低装卸本钱，加速车船周转，缩短货运期限，提高货运质量，减轻劳动强度和改善劳动条件的重要物质根底和技术条件。因此，设计出技术先进、经济合理、平安可靠的装卸工艺流程,来完成港口一定的货物吞吐任务，是提高港口经济效益和社会效益的重要途径。5.1主要技术参数〔1〕吞吐量预测吞吐量为200万吨。〔2〕船型设计船型为1000吨级集装箱船，尺寸为：67.5m×10.8m×2.0m。〔3〕台时效率根据标准和市场的要求，在选择具体的装卸机械类型后，再确定各自的台时效率。〔4〕泊位年营运天数综合考虑港口自然条件、现状、运量、船型及设备维修等因素，泊位的年营运天数为330天。〔5〕作业班次各码头的作业班次均拟取3班。〔6〕其他技术参数其他技术参数如货物堆存期、日作业小时数、辅助作业及非生产时间、直取百分比、货物入库百分比、港口生产不平衡系数、库场单位面积堆存量、库场面积利用率等，可在具体设计各专业化码头的装卸工艺时确定取值。5.2装卸工艺流程根据本港区的具体情况，结合上一章的平面设计，给出的方案是：岸边集装箱装卸桥→轨道式龙门起重机→拖挂车方案。码头前方装卸船作业采用岸边集装箱起重机，集装箱可由拖挂车或者叉车送到堆场再由轨道式龙门起重机装卸，或者由正面吊与拖挂车直接送到港外车辆；而拆装箱可以直接用拖挂车或者正面吊从码头前方作业地带运送到拆装箱库门口，拆装箱库内采用叉车。装卸工艺流程图如下：5.3装卸机械数量5.3.1机械台时效率岸边集装箱起重机30TEU/h轨道式龙门起重机20TEU/h集装箱拖挂车13TEU/h跨运车20TEU/h叉车10TEU/h正面吊10TEU/h5.3.2装卸机械数量确实定根据《河港工程总体设计标准》JTJ212-2006中4.11.15条，装卸机械数量，应根据货种、运量、和台时效率按下式计算：〔5-1〕式中：——某种装卸机械数量〔台〕；——某种装卸机械分货种的年起重运输吨〔t〕；——机械利用率，应按各港统计资料确定，新建港区也可按下值选用：在此按三班制取为0.40；对于装卸桥、电池叉车以及龙门起重机等按电动机械取为0.50；j——各种装卸机械按不同操作过程装卸或搬运不同货种的台时效率(吨/台时)。表5-2集装箱码头装卸机械设备台套数计算表〔方案一〕机械类型〔TEU〕〔TEU/台时〕实际取用〔台〕集装箱装卸桥2×1050.50301．5223跨运车1.755×1050.40202.4274拖挂车4.5×1040.50130.7902叉车1.3725×1050.50103.1345表5-3集装箱码头装卸机械设备台套数计算表〔方案二〕机械类型〔TEU〕〔TEU/台时〕实际取用〔台〕集装箱装卸桥2.0×1050.50301.5223轨道式龙门起重机8.775×1040.50201.0012拖挂车1.575×1050.50132.7664叉车8.8875×1040.50102.0294正面吊1.586×1050.50103.62255.3.3机械选型〔1〕岸边集装箱装卸桥表5-4岸边集装箱装卸桥主要参数技术参数单位南京港机起重量〔吊架下〕t40.5额定起重量〔吊具下〕t30.5轨距m16外伸距m15内伸距m8.5起升高度轨面上m10轨面下m14升降速度满载m/min24空载m/min12小车行走速度m/min60大车行走速度m/min27前大梁俯仰循环时间min10电压v380行走轮数个/腿8最大轮压t/轮35〔350kN〕〔2〕轨道式龙门起重机表5-5轨道式龙门起重机参数主要参数单位南京港机额定起重量t30.5跨距m33起升高度m12.22起升速度满载m/min20空载40臂架伸距Ⅰm7.5Ⅱ7.5堆箱层数—4小车行走速度m/min35大车行走速度m/min90小车回转角度度190行走轮数个16最大轮压t/轮35〔350kN〕电源V380〔3〕集装箱牵引车及半挂车表5-6集装箱牵引车主要参数厂家北汽福田自重〔kg〕5795拖载总重〔kg〕33210车组总重〔kg〕39000轴距〔mm〕3960最大车速(km/h)80最大爬坡度〔%〕13.5最大牵引力〔kg〕5781最小转弯半径〔mm〕5600(4)集装箱跨运车表5-7集装箱跨运车主要参数主要参数日本三菱型号CCD400额定起重量40堆载集装箱层数3最大起升高度9行走速度km/s空载27满载25起升速度mm/s空载260满载250下降速度mm/s空载250满载250最小转弯半径m9.7自重T55轮压T11.9轮胎数量8规格6×16—25—28PR(5)正面吊表5-8正面吊主要参数主要参数三一重工型号RSC45-5额定起重量45堆载集装箱层数5最大起升高度15.1最小转弯半径m8.0轮距2.75转向角+70.5，-58轮压值2505.3.4各操作环节的效率在确定装卸机械设备的台时效率和台套数后，即可确定各操作环节的效率。各操作环节的效率必须满足码头装卸工艺流程的要求，即后续操作环节的效率要稍大于装卸船的效率，以保证装卸工艺流程能顺利开展，从而提高码头的泊位通过能力，进一步提高港口的竞争力。表5-9各操作环节的的效率SEQ表5-9_各操作环节的的效率\*ARABIC1机械类型台时效率〔t/台时〕台数〔台〕操作效率〔t/时〕集装箱装卸桥3003900轨道式龙门起重机2002400拖挂车1304520叉车1004400正面吊10055005.4装卸工人数和司机人数5.4.1装卸工人数据《河港工程总体设计标准》JTJ21—2006第4.11.16条相关内容，装卸工人总数包括装卸工人和辅助工人数之和。装卸工作数应根据泊位作业线数、班次和每条作业的配工人数等确定。辅助工人数可按装卸工人数的5%-10%计算确定，装卸工人数在装卸工艺方案设计时，可按下式计算：(5-2)式中：——装卸工人数〔人〕；——作业线数，每个泊位1条作业线，此设计为3个泊位，故共有3条作业线；——昼夜作业班次数，均按三班制取为3；——每条作业线的配工人数，参照其它相关港口，集装箱码头作业线每班定员为5～6人，在此取5人；——装卸工人轮休率，可取2/7；——装卸工人出勤率，可取90%～95%,综合考虑此码头取为95%。即集装箱装卸工人数为：人辅助工人数=×〔5%～10%〕，按装卸工人数的8%取用，即：辅助工人数=67×8%=5.36=6人综上所述，得：港口装卸工全部定员=67+6=73〔人〕，取73人5.6.2司机人数表5-10司机人数计算表SEQ表5-10__司机人数计算表\*ARABIC1机械类型机械数量〔台〕三班制定员〔人/台〕计算司机人数〔人〕考虑出勤率增加司机人数〔人〕司机人数〔人〕集装箱装卸桥3721222轨道式龙门起重机2718牵引车414115叉车414115正面吊518220∑——747815.7装卸一般设计船型的时间此节根据《河港工程设计标准》〔GB50192-93〕第3.8.1.6条。装卸一艘设计船型时间可按下式计算：〔5-3〕式中：——装卸一艘设计船型时间〔昼夜/艘次〕；——装卸一艘该类型船舶所需的纯装、卸时间，根据前面计算，为4.0h；——该类型船舶装卸辅助与技术作业时间之和〔h〕，内河船舶可取0.75～2.5h，本设计取2.0h；——昼夜法定工作小时数〔h〕，根据工作班次确定,三班制取24h；——昼夜泊位非生产时间之和〔h〕，三班制取4.5～6h，本设计取5h；故：〔昼夜/艘次〕5.8劳动生产率依据《河港工程总体设计标准》JTJ212-2006，第4.12条内容计算。依据表4.12.1条相关内容,劳动生产率按下式计算:(5-4)式中:——劳动生产率(操作吨/人·年)；——操作吨(t/年)；——装卸工人数(人)；——装卸司机人数(人)。集装箱劳动生产率：吨/人·年第六篇荷载确实定6.1码头结构型式的选择原那么〔1〕码头结构型式的选择要贯彻经济、实用、耐久的指导思想，并应进行综合分析比拟；〔2〕全面规划、远近结合。应结合港口的规划要求，对码头负荷能力及浚深的预留等；〔3〕因地制宜，根据具体使用要求、自然条件、施工条件等选择码头结构型式；〔4〕积极采用科学技术新成果；〔5〕就地取材，因材设计，充分利用当地材料资源。6.2设计条件6.2.1设计船型表6-1集装箱船型资料吨级〔吨〕长〔米〕宽〔米〕满载吃水〔米〕100067.510.52.06.2.2结构平安等级结构平安等级为二级6.2.3建筑物的主要尺度1000DWT集装箱码头岸线长为323m。6.3荷载的计算6.3.1恒载钢筋混凝土：γ=25块石混凝土：γ=23其他指标如下表：表6-2材料指标材料名称重度〔KN/m3〕内摩擦角〔o〕水上水下饱路面混凝土C302313块石混凝土C302313钢筋混凝土胸墙C302515墙后回填10-100抛石棱体181121456.3.2堆货荷载根据《港口工程荷载标准》第5.1.1条和表5.1.1-2，确定河港直立式集装箱码头的堆货荷载布置图式及标准值如下：图6.1堆货荷载布置图式表6-3河港件杂货码头堆货荷载标准值前沿〔kPa〕前方临时堆场〔kPa〕分布范围〔m〕构件计算整体计算3060601910码头前沿堆货引起的竖向作用〔可变〕：kN.m/m码头前沿堆货产生的作用效果，计算长度L1=10m：作用力：G1=×=30×10=300〔kN/m〕产生的力矩：M1=300×=836.7〔KN/m.m〕6.3.3运输机械荷载运输机械荷载标准值应根据装卸工艺选用的机型及实际使用的起重量、幅度等进行确定。6.3.3.1集装箱装卸桥最大起重量40.5t，轨距16m，外伸距为21m,内伸距为8m。基距：17.5m,轮数：8个/腿，轮压：350，最大装载量为45T。1m1m1m1m1m17.5m1m1m1m1m1m1m1m1m1m1m图6.2装卸桥计算图示6.3.3.2轨道式龙门起重机最大起重量40t，轨距为33m，货物在堆场的堆存高度为6m，台时效率为200t/台时，堆场作业方式采用堆拆垛，轮压：350。6.3.3.3牵引车荷载拖头：前轴〔A轴〕70kN，后轴〔B轴〕150kN。挂车：后轴〔C轴〕330kN单轮接地面积：0.26m×0.25m；双轮接地面积：0.52m×0.25m。图6.3牵引车作用力示意图6.3.4船舶荷载对于墙后有填土的重力式码头，验算其稳定性时一般不考虑船舶撞击力和挤靠力。因为这些力是向岸的，码头不会向着岸一侧滑动和倾倒。6.3.5.1一般规定作用在固定式系船靠船结构上的船舶荷载可包括如下内容：①由风和水流产生的系缆力；②由风和水流产生的挤靠力；③船舶靠岸时产生的撞击力；④系泊船舶在波浪作用下产生的撞击力。6.3.5.2作用于船舶上的风荷载根据《港口工程荷载标准》(JTJ215-98)中第10.2.1作用在条规定，船舶上的计算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宜按以下公式计算：〔6-1〕〔6-2〕式中：，——分别为作用在船舶上的计算风压力的横向和纵向分力〔kN〕；，——分别为船体水面以上横向和纵向受风面积〔〕；，——分别为设计风速的横向和纵向分量〔m/s〕，船舶在超过九级风〔最大风速m/s，年平均风速2.3m/s〕时离码头到锚地避风。本设计根据资料m/s；——风压不均匀折减系数。如表取值表6-4风压不均匀折减系数船舶水面以上的最大轮廓尺寸aR〔m〕≤50100200≥2501.00.90.70.6注：表中aR为船舶水面以上横向或纵向轮廓的最大水平尺寸。集装箱船在水面以上的最大轮廓尺寸：B=10.8m，L=67.5m，查表5-1得：，用直线内插法，算得船舶水面以上受风面积A可根据设计船型和船舶的装载情况确定，货船的受风面积按以下公式计算：那么：满载时：〔6-3〕〔m2〕〔6-4〕〔m2〕半载或压载时：〔6-5〕〔6-6〕式中：，——分别为相应装载情况下船体水面以上横向和纵向受风面积〔〕；——船舶载重量〔t〕，为1000t。综上得：半载或压载时：，取300；，取80；由于半载或压载时的值较大，采用半载或压载时的、值作为风荷载的标准值所以，；〔kN〕〔kN〕即：〔kN〕〔kN〕6.3.5.3作用于船舶上的水流力根据《港口工程荷载标准》(JTJ215-98)中附表E中：对于河港透空式系船、靠船结构，水流方向与船舶纵轴平行或流向角和时，水流对船舶作用产生的水流力的船首横向分力、船尾横向分力及纵向分力可分别按以下公式计算：〔6-7〕〔6-8〕〔6-9〕式中：，——分别为水流对船首横向分力和船尾横向分力〔kN〕；——水流对船舶作用产生的水流力纵向分力〔kN〕；，——分别为水流力船首横向分力系数和船尾横向分力系数；——水流力纵向力分力系数；——水的密度〔t/m3〕，对河水=1.0t/m3；——水流速度〔m/s〕，取m/s；——船舶吃水线以下的横向投影面积〔m2〕；——船舶吃水线以下的外表积〔m2〕。水流力船首横向分力系数和船尾横向分力系数按《港口工程荷载标准》JTJ215-98附录E表E.0.16-1确定。系靠船结构前沿水深m,与船舶计算装载度相对应的平均吃水m,那么；1000DWT集装箱设计船型的船长与船宽之比为，那么查表E.0.16-1并采用直线内差法得：；。船舶吃水线以下的横向投影面积按下式计算：〔6-10〕式中各符号意义均同前。那么：=208.93水流力纵向分力系数可按下式确定：〔6-11〕式中：——水流对船舶作用的雷诺数；——系数。水流对船舶作用的雷诺数可按下式计算：〔6-12〕式中：——船舶吃水线长度〔m〕，近似取为船长，即m；——水的运动粘性系数〔m2/s〕，按表E.0.8选用。即如下表6.4所示：表6-5水的运动粘性系数水温〔度〕05101520253040运动粘性系数〔10-4m2/s〕1.791.521.311.141.000.890.800.66本次设计时水温拟取16.6ºC，故查表用内差法得m2/s。系数按JTJ215-98表E.0.16-2选用，即如下表6.5所示：表6-6系数船型d/D=1.2d/D=1.6d/D=2.0客船0.0080.0040.003驳船L/B=4.00.0330.0310.016驳船L/B=6.10.0120.0120.012因为前面已经算得和，那么查表并采用直线内差法得：。船舶吃水线以下的外表积可按下式确定：〔6-13〕式中：——船长〔m〕，为67.5m；——船舶吃水〔m〕，为2.0m；——船宽〔m〕，为10.8m；——船舶方形系数，集装箱船取0.625。综上得：〔m2〕〔m2〕〔kN〕〔kN〕故水流对船舶作用产生的水流力的船首横向分力kN，船尾横向分力，纵向分力kN。系缆力根据《港口工程荷载标准》(JTJ215-98)中第10.4中的规定，当码头前沿水流较大时，系缆力应该考虑风与水流对计算船舶共同作用所产生的横向分力总和和纵向分力总和。系缆力标准值及其垂直于码头前沿线的横向分力，平行于码头前沿线的纵向分力和垂直于码头面的竖向分力可按以下公式计算：〔6-14〕〔6-15〕〔6-16〕〔6-17〕式中：，，，——分别为系缆力标准值及其横向、纵向和竖向分力〔kN〕；，——分别为可能同时出现的风和水流对船舶产生的横向分力总和及纵向分力总和〔kN〕；——系船柱受力分布不均匀系数，当实际受力的系船柱数目时，取1.2，时，取1.3，在此取，K=1.2；——计算船舶同时受力的系船柱数目，根据表6.6，当船舶总长m时，取2，间距为20m；——系船缆的水平投影与码头前沿线所成的夹角〔〕，根据表6.7，对于河船码头，；——系船缆与水平面之间的夹角〔〕，根据表6.7，对于河船码头，。表6-7不同船长受力系船柱数目及间距船舶总长L〔m〕≤100120～150150～200200～250250～300受力系船柱数目n2345～67～8系船柱间距a〔m〕2025303030表6-8系船缆夹角、结构类型海船码头3015河船码头300孤立系船柱3030综上所述：根据JTJ215-98第10.4.4条，系缆力标准值不应大于缆绳的破断力。对于聚丙烯尼龙缆绳，其破断力可按下式计算：〔6-18〕式中：——聚丙烯尼龙缆绳的破断力〔kN〕；——缆绳直径〔mm〕，拟取40mm。综上得：〔kN〕因为〔kN〕，所以系缆力未大于缆绳的破断力。根据《港口工程荷载标准》JTJ215-98第10.4.5条和表10.4.5-2，对于载重量为1000WT的内河船舶，作用于系船柱上的计算系缆力标准值不少于100kN，小于100kN时，按100kN选用。综上，系缆力标准值取用kN。那么系缆力标准值的横向、纵向和竖向分力分别为：〔kN〕〔kN〕6.3.5.5挤靠力根据《港口工程荷载标准》(JTJ215-98)中第10.5.3中的规定，本次设计橡胶护舷采用间断布置的形式。船舶挤靠力应考虑风和水流对计算船舶作用产生的横向分力总和。当橡胶护舷间断布置时，挤靠力标准值可按下式计算：〔6-19〕式中：——橡胶护舷间断布置时，作用于一组或一个橡胶护舷上的挤靠力标准值〔kN〕；——挤靠力不均匀系数，取1.3；——与船舶接触的橡胶护舷的组数或个数。橡胶护舷等间距布置，间距拟取5m，船舶直线段长度为m，那么。综上得：〔kN〕6.3.5.6撞击力a.船舶靠岸时引起的撞击力根据《港口工程荷载标准》JTJ215-98第10.6节有：船舶靠岸时的撞击力标准值应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可按下式计算：〔6-20〕式中：——船舶靠岸时的有效撞击能量〔kJ〕；——有效动能系数,取0.7～0.8，拟取0.75；——船舶质量〔t〕，按满载排水量计算；——船舶靠岸法向速度〔m/s〕。1000DWT集装箱船的满载排水量〔t〕，按以下公式计算，即：〔6-21〕那么：〔t〕河船法向靠岸速度可按《港口工程荷载标准》JTJ215-98表10.6.4-2选用。但因为船舶满载排水量，那么可按表10.6.4-2中开敞式的较大值采用。查表得m/s，取较大值，即：m/s。那么：〔kJ〕选用漂浮型橡胶护舷,变形60%,吸能kJ，反力kN。b.波浪引起的撞击力因码头前沿波浪作用较小，一般情况下小于船舶靠岸时的撞击能量，所以波浪引起的船舶撞击力可不进行计算。偶然作用作用于余杭港码头结构上的偶然作用主要为地震力，本区属于嘉兴——常山地震带杭湖地区4.75～5.25级地震危险区。建筑设防烈度为6度。由于本次设计时间有限，所以未进行地震力的计算。第七篇方块码头结构尺度确实定7.1方块结构设计方案拟定方块高度：护轮坎高为0.25m，胸墙的高为1m。浆砌石墙身高度为4.9m，基床采用抛石块体填充。方块宽度：对于混凝土实心方块码头的平面尺寸应符合规定要求：长边尺寸与高度之比应不大于3；短边尺寸与高度之比不小于1，同时短边尺寸不小于0.8m。胸墙宽2.0m。墙后回填材料：用块石材料来填充。其中基底抛石回填施工之前，在港池进口处修筑围堰，其中围堰采用分层蹍压。7.2结构受力分析7.2.1结构自重力计算〔永久作用〕7.2.1.1极端高水位时结构自重力表7-1自重力计算结果〔kN〕层号第一层第二层第三层第四层Si2.0634.4277.9974.431Gi35.70957.551103.96166.465本层以上35.70993.26197.221263.6862.力臂：计算见下表表7-2极端高水位力臂di计算〔m〕d1d2d3d4第一层1.515第二层1.5151.767第三层1.5151.7672.238第四层1.5151.7672.2382.278注：di为重心距计算面前趾的距离。3.稳定力矩：MGi=Gidi，计算结果见下表表7-3稳定力矩MGi计算〔〕MG1MG2MG3MG4第一层53.4953.49第二层53.49101.693155.183第三层53.49101.693232.665387.843第四层53.49101.693232.665151.407539.2557.2.1.2极端高水位时结构填土自重力表7-4自重力计算结果〔kN〕层号第一层第二层第三层第四层Si00.52.9071.96Gi06.23533.53822.1482.力臂：计算见下表表7-5极端高水位填土力臂di计算〔m〕d1d2d3d4第一层0第二层02.25第三层02.253.562第四层02.253.5624.3注：di为重心距计算面前趾的距离。3.稳定力矩：MGi=Gidi，计算结果见下表:表7-6极端高水位填土产生稳定力矩MGi计算〔kN.m/m)MG1MG2MG3MG4第一层00第二层014.02914.029第三层014.029119.462133.491第四层014.029119.46295.236228.727综上所述:极端高水位时,结构的自重及填土自重所产生的作用效果如下表所示:表7-7极端高水位个方块重力与稳定弯矩总和层号第一层第二层第三层第四层Gi35.70963.786137.49988.613本层以上35.70999.495236.994325.607MGi53.49115.721352.127246.644本层以上53.49169.211521.338767.9827.2.1.3设计高水位时结构自重力表7-8自重力计算结果〔kN〕层号第一层第二层第三层第四层Si2.0634.4277.9974.431Gi51.57557.538103.96166.465本层以上51.575109.113213.074279.5392.力臂：计算见下表：表7-9设计高水位力臂di计算〔m〕d1d2d3d4第一层1.515第二层1.5151.767第三层1.5151.7672.238第四层1.5151.7672.2382.278注：di为重心距计算面前趾的距离。3.稳定力矩：MGi=Gidi，计算结果见下表：表7-10设计高水位稳定力矩MGi计算〔kN.m/m)MG1MG2MG3MG4第一层78.13678.136第二层78.136124.072202.208第三层78.136124.072232.665434.873第四层78.136124.072232.665151.407586.2807.2.1.4设计高水位时结构填土自重力表7-11自重力计算结果〔kN〕层号第一层第二层第三层第四层Si00.52.9071.96Gi09.0045.7528.482.力臂：计算见下表表7-12设计高水位填土力臂di计算〔m〕D1d2d3d4第一层0第二层02.25第三层02.253.562第四层02.253.5624.3注：di为重心距计算面前趾的距离。3.稳定力矩：MGi=Gidi，计算结果见下表:表7-13设计高水位填土产生稳定力矩MGi计算〔kN.m/m)MG1MG2MG3MG4第一层00第二层020.25020.250第三层020.250162.962183.212第四层020.250162.962122.464305.676综上所述:设计高水位时,结构的自重及填土自重所产生的作用效果如下表所示:表7-14设计高水位个方块重力与稳定弯矩总和层号第一层第二层第三层第四层Gi51.57566.538149.71194.945本层以上51.575118.113267.824362.769Mgi78.136144.322395.626273.871本层以上78.136222.458618.084891.9557.2.1.5设计低水位时结构自重力表7-15自重力计算结果〔kN〕层号第一层第二层第三层第四层Si2.0634.4277.9974.431Gi51.575101.821126.29357.603本层以上51.575153.396279.689337.2922.力臂：计算见下表：表7-16设计低水位力臂di计算〔m〕d1d2d3d4第一层1.515第二层1.5151.767第三层1.5151.7672.238第四层1.5151.7672.2382.278注：di为重心距计算面前趾的距离。3.稳定力矩：MGi=Gidi，计算结果见下表：表7-17设计低水位稳定力矩MGi计算〔kN.m/m)MG1MG2MG3MG4第一层78.13678.136第二层78.136179.918258.054第三层78.136179.918284.453542.507第四层78.136179.918284.453131.220673.7277.2.1.6设计低水位时结构填土自重力表7-18自重力计算结果〔kN〕层号第一层第二层第三层第四层Si00.52.9071.96Gi09.0052.32630.942.力臂：计算见下表表7-19设计低水位填土力臂di计算〔m〕D1d2d3d4第一层0第二层02.789第三层02.7893.570第四层02.7893.5704.3注：di为重心距计算面前趾的距离。3.稳定力矩：MGi=Gidi，计算结果见下表:表7-20设计低水位填土产生稳定力矩MGi计算〔kN.m/m)MG1MG2MG3MG4第一层00第二层025.10125.101第三层025.101186.804211.905第四层025.101186.804133.042344.947综上所述:设计低水位时,结构的自重及填土自重所产生的作用效果如下表所示:表7-21设计低水位个方块重力与稳定弯矩总和层号第一层第二层第三层第四层Gi51.575110.821178.61988.543本层以上51.575162.396341.015429.558MGi78.136205.019471.257264.262本层以上78.136283.155754.4121018.6737.2.1.7极端低水位时结构自重力表7-22自重力计算结果〔kN〕层号第一层第二层第三层第四层Si2.0634.4277.9974.431Gi51.575101.821126.29357.603本层以上51.575153.396279.689337.2922.力臂：计算见下表：表7-23设计低水位力臂di计算〔m〕d1d2d3d4第一层1.515第二层1.5151.767第三层1.5151.7672.238第四层1.5151.7672.2382.278注：di为重心距计算面前趾的距离。3.稳定力矩：MGi=Gidi，计算结果见下表：表7-24设计低水位稳定力矩MGi计算〔kN.m/m)MG1MG2MG3MG4第一层78.13678.136第二层78.136179.918258.054第三层78.136179.918284.453542.507第四层78.136179.918284.453131.220673.7277.2.1.8极端低水位时结构填土自重力表7-25自重力计算结果〔kN〕层号第一层第二层第三层第四层Si00.52.9071.96Gi09.0052.32630.942.力臂：计算见下表表7-26极端低水位填土力臂di计算〔m〕d1d2d3d4第一层0第二层02.789第三层02.7893.570第四层02.7893.5704.3注：di为重心距计算面前趾的距离。3.稳定力矩：MGi=Gidi，计算结果见下表:表7-27极端低水位填土产生稳定力矩MGi计算〔kN.m/m)MG1MG2MG3MG4第一层00第二层025.10125.101第三层025.101186.804211.905第四层025.101186.804133.042344.947综上所述:极端低水位时,结构的自重及填土自重所产生的作用效果如下表所示:表7-28设计高水位个方块重力与稳定弯矩总和层号第一层第二层第三层第四层Gi51.575110.821155.92488.543本层以上51.575162.396318.32406.863MGi78.136149.173420.088264.262本层以上78.136227.309647.397911.6587.2.2土压力标准值计算主动土压力系数计算可近似按公式〔3.5.1-10〕计算(7-1)7.2.2.1极端高水位墙后块石棱体产生的土压力标准值〔永久作用〕土压力强度计算，按〔JTJ290-98〕标准3.5.1条计算合力计算：土压力合力的计算结果见下表〔以单宽m计算〕表7-29土压力计算结果〔KN〕层号第一层第二层第三层第四层力臂4.7963.9041.9820.4851.0726.59616.15810.470.2871.7674.3302.805本层以上1.0727.66823.82634.296本层以上0.2872.0546.3849.189垂直力作用产生的稳定力矩MEhi=di，计算结果见下表。表7-30稳定力矩MEvi计算结果〔KNm〕Ev1Ev2EV3EV4第一层1.2921.292第二层1.2927.9529.244第三层1.2927.95219.48528.729第四层1.2927.95219.48512.62341.352水平力作用产生的倾覆力矩MEhi=di，计算结果见下表。表7-31倾覆力矩MEhi计算结果〔KNm〕EH1EH2EH3EH4第一层5.1415.141第二层5.14125.75130.892第三层5.14125.75132.02562.917第四层5.14125.75132.0255.07867.995土压力引起的总水平作用：土压力引起的竖向作用：Ev=9.189〔KN/m〕土压力引起的倾覆力矩:土压力引起的稳定力矩:7.2.2.2设计高水位墙后块石棱体产生的土压力标准值〔永久作用〕土压力强度计算，按〔JTJ290-98〕标准3.5.1条计算那么每层土压力产生的作用力：土压力合力的计算结果见下表〔以单宽m计算〕表7-32土压力计算结果〔KN〕层号第一层第二层第三层第四层力臂5.2334.1791.9990.4871.5488.77519.51212.0230.4152.3515.233.22本层以上1.54810.32329.83541.858本层以上0.4152.7667.99611.216垂直力作用产生的稳定力矩MEhi=di，计算结果见下表。表7-33稳定力矩MEvi计算结果〔KNm〕Ev1Ev2EV3EV4第一层2.0252.025第二层2.02510.58012.605第三层2.02510.58023.53536.140第四层2.02510.58023.53514.49950.639水平力作用产生的倾覆力矩MEhi=di，计算结果见下表。表7-34倾覆力矩MEhi计算结果〔KNm〕EH1EH2EH3EH4第一层5.1415.141第二层5.14125.75130.892第三层5.14125.75132.02562.917第四层5.14125.75132.0255.07867.995土压力引起的水平作用：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:7.2.2.3设计低水位墙后块石棱体产生的土压力标准值〔永久作用〕土压力强度计算，按〔JTJ290-98〕标准3.5.1条计算那么每层土压力产生的作用力：土压力合力的计算结果见下表〔以单宽m计算〕表7-35土压力计算结果〔KN〕层号第一层第二层第三层第四层力臂5.2333.8952.3170.4871.54810.07421.25814.2500.4152.6995.6963.818本层以上1.54811.60232.86047.110本层以上0.4153.1148.8112.628垂直力作用产生的稳定力矩MEhi=di，计算结果见下表。表7-36稳定力矩MEvi计算结果〔KNm〕Ev1Ev2EV3EV4第一层1.8681.868第二层1.86812.14614.014第三层1.86812.14625.63239.646第四层1.86812.14625.63217.18156.827水平力作用产生的倾覆力矩MEhi=di，计算结果见下表。表7-37倾覆力矩MEhi计算结果〔KNm〕EH1EH2EH3EH4第一层8.1018.101第二层8.10139.23847.339第三层8.10139.23849.25596.594第四层8.10139.23849.2556.968103.562土压力引起的水平作用：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:7.2.2.4极端低水位墙后块石棱体产生的土压力标准值〔永久作用〕土压力强度计算，按〔JTJ290-98〕标准3.5.1条计算那么每层土压力产生的作用力：土压力合力的计算结果见下表〔以单宽m计算〕表7-38土压力计算结果〔KN〕层号第一层第二层第三层第四层力臂5.2333.8952.1290.4891.54810.07422.51514.6350.4152.6996.0333.921本层以上1.54811.60234.11748.752本层以上0.4153.1149.14713.068垂直力作用产生的稳定力矩MEhi=di，计算结果见下表。表7-39稳定力矩MEvi计算结果〔KNm〕Ev1Ev2EV3EV4第一层1.8681.868第二层1.86812.14614.014第三层1.86812.14627.14941.163第四层1.86812.14627.14917.64558.808水平力作用产生的倾覆力矩MEhi=di，计算结果见下表。表7-40倾覆力矩MEhi计算结果〔KNm〕EH1EH2EH3EH4第一层8.1018.101第二层8.10139.23847.339第三层8.10139.23847.93495.273第四层8.10139.23847.9347.157102.430土压力引起的水平作用：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:7.2.3堆货荷载产生的可变土压力码头面堆存荷载q=60kPa产生的土压力标准值〔可变作用〕，主动土压力系数计算同前。土压力强度计算，按〔JTJ-98〕标准3.5.1条计算：e=qKqKa〔7-2〕其中所以，e=qKa堆货荷载引起的水平作用：堆货荷载引起的竖向作用：堆货荷载引起的倾覆力矩：堆货荷载引起的稳定力矩：7.2.4集装箱装卸桥产生的可变土压力由于此港池为挖入式，集装箱装卸桥虽有三台，但都互相影响较小，那么集装箱装卸桥只按一台计算，而作用在每段计算码头段共有8个轮子。考虑以下两种情况：第一种情况：前轮350KN/轮，后轮260KN/轮后轮产生的附加土压力强度为：〔7-3〕式中：Kan取0.172；取4.5m；后轮产生附加土压力引起的水平作用和倾覆力矩分别为：后轮产生附加土压力引起的竖向作用和稳定力矩分别为：前轮产生附加土压力引起的竖向作用和稳定力矩分别为：第一种情况：前轮260KN/轮350KN/轮，后轮350KN/轮后轮产生的附加土压力强度为：〔7-4〕式中：Kan取0.172；取4.5m；后轮产生附加土压力引起的水平作用和倾覆力矩分别为：后轮产生附加土压力引起的竖向作用和稳定力矩分别为：前轮产生附加土压力引起的竖向作用和稳定力矩分别为：7.2.5码头前沿堆货引起的竖向作用〔可变作用〕由前面计算码头前沿堆货有效范围长度按10m计算：码头前沿堆货产生的稳定力矩：7.2.6船舶荷载产生的作用〔可变作用〕由前面计算可知系缆力产生的作用效果：那么系缆力的横向分布力沿码头高度的分布及其产生的倾覆力矩，计算如下表所示：表7-41的分布层号分布宽度B〔m〕水平力(KN/m)力臂di〔m〕倾覆力矩〔/m〕第一层236.4480.5+1=1.554.672第二层6.74010.8150.5+2.74=3.2435.041第三层9.6607.5460.5+4.9=8.540.748第四层11.0106.2090.5+5.9=6.439.738图7-3方块码头分段长度系缆力分布图由于系缆力垂直分布力，那么垂直方向不产生倾覆力矩系缆力对墙身地面的作用：综上可知：码头所受的荷载计算如下表所示表7-42码头荷载汇总表作用分类荷载情况垂直力〔KN/m〕水平力〔KN/m〕稳定力矩(KNm/m)倾覆力矩(KNm/m)永久作用自重力极端高水位316.621751.423设计高水位353.907878.985设计低水位429.5581018.673填料土压力极端高水位9.18934.29641.35267.995设计高水位11.21841.85850.63989.631设计低水位12.62847.13056.827103.562可变作用堆货产生的土压力16.31560.88873.418179.620前沿堆货荷载300836.7装卸桥荷载〔情况一〕177.99611.18888.48225.155装卸桥荷载〔情况二〕134.03315.050738.21935.863船舶系缆力11.85369.9337.3码头稳定性验算7.3.1持久状况作用效应组合持久组合一：极端高水位时的永久作用+系缆力〔主导可变〕+均载〔非主导可变〕持久组合二：设计高水位时的永久作用+系缆力〔主导可变〕+均载〔非主导可变〕持久组合三：设计低水位时的永久作用+系缆力〔主导可变〕+均载〔非主导可变〕7.3.2码头分层稳定验算7.3.2.1抗滑稳定：根据《重力式码头设计与施工标准》〔JTJ290-98〕第3.6.1条规定，不考虑波浪作用，系缆力为主导可变作用，均载为非主导可变作用时，用下式计算：〔7-5〕7.3.2.1抗倾稳定：根据《重力式码头设计与施工标准》〔JTJ290-98〕第3.6.3条规定，不考虑波浪作用，系缆力为主导可变作用，均载为非主导可变作用时〔不考虑剩余水压力〕，用下式计算：〔7-6〕式中：——结构重要性系数；——土压力分项系数；、——分别为填料所产生的主动土压力在计算面以上的水平分力和垂直分力的标准值；——系缆力的分项系数；、——分别为系缆力水平和垂直分力标准值；——作用效应组合系数，持久组合取0.7，短暂组合取1.0；、——分别为码头可变作用产生的主动土压力在计算面以上的水平分力和垂直分力的标准值；——结构系数，无波浪取1.0；——自重力分项系数，取1.0；——作用在计算面上的结构自重力的标准值；——沿计算面的摩擦系数设计值；、——分别为码头填料产生的主动土压力标准值对计算面前趾的倾覆力矩和稳定力矩；——系缆力标准值对计算面前趾的倾覆力矩；、——分别为码头面可变作用产生的主动土压力标准值对计算面前趾的倾覆力矩和稳定力矩；结构重要性系数按《重力式码头设计与施工标准》〔JTJ290-98〕表3.6.1-1选取表7-43结构重要性系数平安等级一级二级三级1.11.01.9注：一般港口的主要建筑物宜采用二级本设计中码头结构平安等级为二级，取=1.0。验算时的作用分项系数按《重力式码头设计与施工标准》〔JTJ290-98〕表3.6.1-2选取。表7-44稳定验算时作用分项系数情况组合永久作用可变作用持久组合1.351.051.30〔1.25〕1.40〔1.30〕1.30〔1.20〕1.30〔1.20〕1.50〔1.40〕短暂组合1.351.051.251.301.201.20—注：①持久组合采用设计上下水位时取表中大值；②持久组合采用极端上下水位时取表中括弧内小值；本设计取=1.35或1.30〔永久作用取1.35，可变作用取1.30〕；=1.40沿计算面的摩擦系数设计值，按《重力式码头设计与施工标准》〔JTJ290-98〕表3.4.10选取。表7-45摩擦系数设计值材料摩擦系数混凝土面与混凝土面0.55浆砌石面与浆砌石面0.65墙底与抛石基床顶面墙身为预制混凝土结构0.60墙身为预制浆砌石方块结构0.65抛石基床底面与地基土顶面地基为细砂-粗砂0.50～0.60地基为粉砂0.40地基为砂制粉土0.35～0.50地基为粉土、粉质粘土0.30～0.45注：①混凝土或浆砌石的胸墙与预埋露头块石的卸荷板之间，混凝土胸墙与有伸出露头钢筋的预制件之间摩擦系数可采用1.0。②墙身为预制混凝土结构，其与抛石基床间摩擦系数，对重力式码头，当作用于基床面平均压强大于300时，或回淤影响明显的港区，基床面难以落淤时，可适当降低。本设计取=0.60或0.65〔第一层取0.60，第二、三、四层取0.65，〕7.3.2.3具体计算表7-46持久组合一抗滑稳定性验算表7-47持久组合一抗滑稳定性验算工程第二层1.351.401.01.00.710.3232.76687.791150.34810.8150118.1130.65300表7-48持久组合一抗滑稳定性验算工程第三层1.351.401.01.00.723.8266.38487.791150.3487.5460236.8700.65300表7-49持久组合一抗滑稳定性验算工程第四层1.351.401.01.00.734.2969.18987.791150.3486.2090316.6210.65300表7-50持久组合二抗滑稳定性验算工程第一层1.351.401.01.00.71.5480.41587.791150.34836.448051.5750.6300表7-51持久组合二抗滑稳定性验算工程第二层1.351.401.01.00.710.3232.76687.791150.34810.8150118.1130.6300表7-52持久组合二抗滑稳定性验算工程第三层1.351.401.01.00.729.8357.99687.791150.3487.5460267.8240.65300表7-53持久组合二抗滑稳定性验算工程第四层1.351.401.01.00.741.85811.21887.791150.3486.2090353.9070.65300表7-54持久组合三抗滑稳定性验算工程第一层1.351.401.01.00.71.5480.41587.791150.34836.448051.5750.60300表7-55持久组合三抗滑稳定性验算工程第二层1.351.401.01.00.711.8713.11487.791150.34810.8150162.3960.65300表7-56持久组合三抗滑稳定性验算工程第三层1.351.401.01.00.733.1298.81087.791150.3487.5460341.0150.65300表7-57持久组合三抗滑稳定性验算工程第四层1.351.401.01.00.747.37912.62887.791150.3486.2090429.5580.65300表7-58持久组合一抗倾稳定性验算工程第一层1.351.401.01.00.71.05.1411.29254.672179.620827.351836.70053.490表7-59持久组合一抗倾稳定性验算工程第二层1.351.401.01.00.71.030.892 9.24435.041179.620827.351836.700172.572表7-60持久组合一抗倾稳定性验算工程第三层1.351.401.01.00.71.062.917 28.72940.748179.620827.351836.700524.967表7-61持久组合一抗倾稳定性验算工程第四层1.351.401.01.00.71.067.995 41.35239.738179.620827.351836.700751.423表7-62持久组合二抗倾稳定性验算工程第一层1.351.401.01.00.71.08.1012.02554.672179.620827.351836.70078.136表7-63持久组合二抗倾稳定性验算工程第二层1.351.401.01.00.71.044.77212.60535.041179.620827.351836.700227.309表7-64持久组合二抗倾稳定性验算工程第三层1.351.401.01.00.71.083.77636.