港口航道与海岸工程毕业设计：北仑港多用途码头工程.doc

1、毕业设计北仑港多用途码头工程学生姓名指导教师教授合作指导教师专业名称港口航道与海岸工程专业所在学院海洋与土木工程学院2013年6月目录摘要IABSTRACTII第一章前言1第二章设计背景221工程概述222设计原则223设计依据224设计任务2第三章设计资料331安全等级332地形条件333水文条件334气象条件436泥沙条件837地震条件838荷载条件839施工条件9第四章设计成果1041总体设计成果1042结构方案成果1043施工图设计成果1044关键性技术要求1041总平面设计1042布置原则1043设计船型1144作业条件1145装卸工艺1146水域及码头尺度1347陆域总平面布置15

2、第五章结构选型1651结构型式1652结构布置1653构造尺度1754作用分析1955结构稳定分析26第六章结构设计2761面板设计2762门机梁计算42第七章横梁计算6371横梁结构形式6372荷载6473内力计算6774靠船构件计算8275验算及配筋83第八章桩的承载力计算9481设计条件9482桩的垂直承载力计算9483锤击沉桩拉应力9584配筋及验算96第九章整体稳定性验算99结论102致谢105参考文献106外文107外文翻译113大连海洋大学本科毕业设计摘要I摘要北仑港区广阔的深水锚地和优越的地理位置是开展国际集装箱、海上原油过驳、散杂货运输、化肥灌包中转的理想区域。根据历史资料和

3、地形、水深、地质地貌、水文气象测验资料分析，北仑港建港条件良好，全年不冻，平均风速不大，常风向和暴风向为西北和东北，波浪以风浪为主，只在台风时涌浪较大。目前，已建成投产16个深水泊位，其中有10万吨级、20万吨级矿砂中转泊位可靠泊30万吨级世界特大型货轮、25万吨级原油码头、5万吨级国际集装箱泊位和煤炭专用泊位及通用泊位。900米国际集装箱专用泊位，前沿水深135米，可停靠第四、五代大型集装箱船舶。本次毕业设计的题目是北仑港多用途码头工程。本工程位于浙江宁波北仑港，拟建一个5000吨级多用途杂货泊位。预计年吞吐量为矿建材料80万吨，泊位利用率60。本设计的主要任务为码头平面初步布置，包括码头结

4、构，陆域、水域的布置，码头前沿线，码头面标高，长度，宽度，排架间距等的确定。码头结构初步设计、方案比较等。面板设计，面板强度计算及配筋，验算，绘配筋图。纵向、横向排架的内力计算；作用效应分析；作用效应组合；施工图绘制等。该码头为整体装配梁板式高桩码头。面板采用预制板，搭接在纵梁和横梁上，按双向板进行计算。纵梁采用钢筋混泥土叠合梁，分为三条轨道梁和一条普通纵梁，纵梁直接搭在桩帽上，按弹性支撑连续梁计算。横向排架间距为7米，横梁采用钢筋混凝土叠合梁，横梁断面为花篮形。桩采用的是预制预应力空心方桩。最后是对结构设计进行优化，后通过设计说明书、设计计算书、平面图、结构图、施工图、配筋图完成本次的毕业设

5、计。关键字髙桩码头平面布置；面板排架弹性支承连续梁。大连海洋大学本科毕业设计ABSTRACTIIABSTRACTBEILUNHARBORBROADDEEPWATERANCHORAGEANDADVANTAGEOUSGEOGRAPHICALPOSITIONISTHEDEVELOPMENTOFINTERNATIONALCONTAINER,OFFSHOREOILBARGE,BULKCARGOTRANSPORT,FERTILIZERANDIRRIGATIONREGIONOFPACKETTRANSFERACCORDINGTOTHEANALYSISOFHISTORICALDATAANDTOPOGRAPHY,

6、WATERDEPTH,GEOLOGICAL,HYDROLOGICALANDMETEOROLOGICALDATAOFTESTS,BEILUNPORTPORTCONSTRUCTIONCONDITIONGOOD,THEANNUALAVERAGEWINDSPEEDISSMALL,NOTFROZEN,CONSTANTWINDDIRECTIONANDTHESTORMTOTHENORTHWESTANDNORTHEAST,WAVETOWAVE,ONLYDURINGTHETYPHOONSURGELARGERATPRESENT,HAVEBEENCOMPLETEDANDPUTINTOPRODUCTION16DEEP

7、WATERBERTHS,OFWHICH100000TONS,200000TONSOFORETRANSSHIPMENTBERTHSRELIABLEBERTHOF300000TONSOFCLASSWORLDOVERSIZECARGO,250000TONSOFCRUDEOILTERMINAL,50000TONSOFINTERNATIONALCONTAINERBERTHSANDSPECIALCOALBERTHANDBERTH900METERSOFINTERNATIONALCONTAINERBERTHS,WATERDEPTHOF135METERS,CANACCOMMODATEFOURTH,FIVEGEN

8、ERATIONOFLARGECONTAINERSHIPTHEGRADUATIONDESIGNTOPICIS“BEILUNPORTMULTIPURPOSEWHARFENGINEERING“THEPROJECTISLOCATEDINZHEJIANGNINGBOBEILUNHONGKONG,PLANSTOBUILDA5000TONMULTIPURPOSECARGOBERTHEXPECTEDANNUALTHROUGHPUTOF800000TONSOFMINECONSTRUCTIONMATERIALS,BERTHUTILIZATIONRATE60THEDESIGNOFTHEMAINTASKSINCLUD

9、INGPIERPLANEOFPRELIMINARYARRANGEMENT,WHARFSTRUCTURE,LAND,WATERSOFTHELAYOUT,TERMINALLINE,SURFACEELEVATION,LENGTH,WIDTH,ROWSPACINGISDETERMINEDBYTHEPRELIMINARYDESIGNSCHEMECOMPARISON,THEWHARFSTRUCTUREPANELPANELDESIGN,STRENGTHCALCULATIONANDREINFORCEMENT,CHECKING,DRAWINGREINFORCEMENTPLANINTERNALFORCECALCU

10、LATIONOFLONGITUDINAL,LATERALROWFRAMEEFFECTANALYSISEFFECTOFCOMBINATIONCONSTRUCTIONDRAWINGETCTHEPIERASSEMBLYASAWHOLEHIGHPILINGWHARFPANELWITHPRECASTSLAB,OVERLAPPINGINLONGITUDINALANDCROSSBEAM,CALCULATEDONATWOWAYSLABLONGITUDINALBEAMADOPTSREINFORCEDCONCRETECOMPOSITEBEAM,DIVIDEDINTOTHREERAILBEAMANDACOMMONR

11、AIL,RAILDIRECTRESTINGONPILECAP,ACCORDINGTOTHEELASTICSUPPORTCONTINUOUSBEAMCALCULATIONLATERALROWFRAMESPACINGOF7METERS,BEAMOFREINFORCEDCONCRETECOMPOSITEBEAM,THEBEAMSECTIONFORBASKETTYPEPILEWITHTHEPRECASTPRESTRESSEDHOLLOWSQUAREPILETHELASTISTOOPTIMIZETHESTRUCTUREDESIGN,THEDESIGNSPECIFICATION,DESIGNCALCULA

12、TION,LAYOUT,STRUCTURE,CONSTRUCTIONDRAWING,REINFORCEMENTPLANSTOCOMPLETETHEGRADUATIONDESIGNKEYWORDSHIGHPILEWHARFLAYOUTPANELBENTELASTICALLYSUPPORTEDCONTINUOUSBEAM大连海洋大学本科毕业设计第一章前言1第一章前言本设计是按照大连海洋大学土木工程学院2013年毕业设计要求编写的毕业设计。题目为“北仑港多用途码头工程”。内容包括码头平面布置及码头结构设计、根据资料初步设计码头结构断面尺度、结构计算、设计说明书、计算书，施工图、配筋图等图纸的绘制。计

13、算书中多运用规范规定的两种极限状态、三种设计状况和相应的作用组合，计算内容比完整的工程设计计算书有所节略，设计内容主要包括水文资料分析、总平面设计、码头断面设计、码头结构计算、各构件的配筋及整体的稳定性验算。根据所给资料，计算设计水位，确定码头前沿高程，绘制码头断面图。根距所给船舶资料进行船舶荷载的计算，确定护舷类型。面板的设计包括面板的单双向确定，施工期和使用期分别按简支板、连续板计算，板的吊运计算。纵梁按五跨连续梁计算，主要荷载来自门机，利用影响线的方法，将门机荷载的作用情况组合在一起，确定最不利的情况，进行配筋及验算。横梁的计算是设计的重点及难点，利用五弯矩方程对不同工况下的荷载作用情况

14、做计算，用最不利情况下的荷载值进行配筋计算。桩的计算主要包括预应力配筋及验算，。整体稳定性的验算，最终计算各项都符合结构的安全性要求。此次设计是在老师悉心指导下完成的，在此向您表示衷心的感谢结构设计的计算工作量很大，在计算过程中以手算为主，辅以一些计算软件的校正，鉴于学生水平有限，计算书中还存在不少缺点甚至错误，敬请老师批评和指正。大连海洋大学本科毕业设计第二章设计背景2第二章设计背景21工程概述工程名称北仑港多用途码头工程工程地址本工程位于浙江宁波北仑港工程规模拟建一个5000吨级多用途杂货泊位。预计年吞吐量为矿建材料80万吨，泊位利用率60。22设计原则总体设计符合国家、地方经济发展规划和

15、总体部署，遵循国家和行业有关工程建设法规、政策和规定。结合国情，采用成熟的技术、设备和材料，使工程设计安全可靠、使用方便、工程量少、总造价低、施工进度快，获得较好的经济效益和社会效益。注重工程区域生态环境保护，不占用土地，方便管理，节省投资。23设计依据设计任务书、相关规范标准、现有港区形势图、港口与航道工程规范汇编、港口规划与平面布置、港工建筑物、港口工程钢筋混凝土结构设计等。24设计任务主要计算平面布置的基本尺寸、结构的基本尺寸和主要构件的内力计算。1）码头平面布置及码头结构设计；2）根据资料初步设计码头结构断面尺度；3）结构计算；4）完成设计说明书，计算书；5）完成施工图6完成配筋图等图

16、纸的绘制。大连海洋大学本科毕业设计第三章设计资料3第三章设计资料31安全等级码头机构安全等级为级。32地形条件北仑区位处浙江省陆地最东端，地理坐标介于北纬2944至3000，东经1213845至1211023之间。区廓呈长方形，由西北向东南倾斜，东西长52公里（两端最长处），南北宽29公里（两端最宽处），海岸线全长约1712公里（含大榭岛环岛海岸线21公里）。33水文条件设计水位表21设计水位设计高水位（M）350设计低水位（M）067极端高水位（M）495极端低水位（M）008波浪要素表22码头前沿（五十年一遇）波浪要素表设计水位（M）波要素大连海洋大学本科毕业设计第三章设计资料41H（M）

17、13H（M）T错误未指定书签。错误未指定书签。（S）极端高水位241648设计高水位241648设计低水位231648极端低水位231648潮流条件设计流速SV/M01C，流向与码头岸线平行（即0）,落潮时流向主要集中出现在120130左右，涨潮时流向主要集中出现在300310左右。34气象条件341气温表33气温年平均气温（）172极端最高气温（）405极端最低气温（）57342降水多年平均降水量为13413MM；多年平均大于等于50MM的降雨日数27天；多年平均大于等于25MM的降雨日数125天；多年平均大于等于10MM的降雨日数378天。大连海洋大学本科毕业设计第三章设计资料5343雾况

18、每年冬春季节早晨多发雾，一般上午10点前消散。年平均雾日381天，年最少雾日20天，年最多雾日49天。344风况查港口工程荷载规范JTJ21598。表34各向风速（平均风速、最大风速）及各向风频率统计列表风向NNNENEENEEESESESSEC最大风速（M/S2415191420201613平均风速（M/S6253464247444541频率（）84536796风向SSSWSWWSWWWNWNWNNW最大风速（M/S）12109919192219平均风速（M/S）333133274273869频率（）974136874根据VW2016001（21）式中，V表示港口附近的空旷平坦地面，离地10

19、M高，30年一遇的10MIN平均最大风速。W0为基本风压，查表得5500W，6629VM/S。大连海洋大学本科毕业设计第三章设计资料635地质条件根据钻孔揭露地基土层的成因时代、岩性特征、物理力学性质及埋藏深度等，将勘探深度内的岩土体划分为8个工程地质层组，13个工程地质层。2层淤泥质粉质粘土（MQ43）褐灰、灰色，流塑，厚层状构造，土质不均一，顶部土质稀软，干强度中等，韧性中等，切面稍有光泽，无摇震反应。本层物理力学性质差，具高压缩性，场地内均有分布，顶板标高2065092M，厚度500770M。层淤泥质粉质粘土（MQ42）灰色，流塑，薄层状或鳞片状，土质不均一，在10号孔局部粉粒含量较高，

20、相变为粘质粉土，干强度中等，韧性中等，切面稍有光泽，无摇震反应。本层物理力学性质差，具高压缩性，场地内均有分布，顶板标高2615687M，厚度4501990M。1层粉质粘土（MQ41）灰色，软塑，局部流塑，鳞片状，土质较均一，干强度中等，韧性中等，切面稍有光泽，无摇振反应。本层物理力学性质差，具高压缩性，分布较广，但厚度变化大，顶板标高35192429M，厚度1501400M。2层粘土（MQ41）灰色，软塑，局部流塑，鳞片状，土质较均一，干强度高，韧性高，切面稍有光泽，无摇振反应，该层局部为粉质粘土。本层物理力学性质差，具高压缩性，场地内大部有分布，顶板标高39412150M，厚度280162

21、0M。1层粉质粘土（ALLQ32）黄绿色，可塑，厚层状，土质不均一，含少量砾砂，干强度中等，韧性中等，切面有光泽，无摇振反应。本层物理力学性质较好，具中等压缩性，场地中部3、8、10号孔有分布，顶板标高42073657M，厚度110240M。2层粉质粘土（MQ32）灰色，软塑，薄层状，沿层面含少量粉砂薄层，土质较均一，干强度中等，韧性中等，切面有光泽，无摇振反应。本层物理力学性质较差，具中等偏高压缩性，场地内均有分布，顶板标高50653280M，厚度7501890M。层含粘性土砾砂、中砂（ALQ32）大连海洋大学本科毕业设计第三章设计资料7褐灰、黄褐色，中密，饱和，厚层状，土质不均一，分选性差

22、，砾石多呈次棱角状，粒径一般052CM，砾含量约1530，另含少量碎石，粘性土含量1015，1号孔为含性粘土碎石。本层物理力学性质好，具中等偏低压缩性，该层主要分布在场地东部，西部基本上缺失，顶板标高63554500M，厚度0501200M。1A层含粘性土砾砂（ALLQ31）褐灰色、中密，饱和，厚层状，分选性差，砾石呈次棱角状，粒径一般052CM，含量约25，另含少量碎石，粘性土含量1015。本层物理力学性质好，具中等偏低压缩性，呈透镜体状零星分布，顶板标高714562370M，厚度050320M。1层粉质粘土（ALLQ31）灰绿色，灰兰色，可塑，局部硬塑，厚层状构造，土质不均一，韧性中等，干

23、强度中等，无摇振反应。本层物理力学性质较好，具中等压缩性，场地内广泛分布，仅中部8、9号孔基岩隆起区缺失，顶板标高68585470M，厚度13502230M。2层含粘性土中砂（ALQ31）褐灰色，灰绿色，可塑，中密，厚层状，土质不均一，含较多砾砂，该层7号孔为含碎石粉质粘土，碎石风化呈砂状。本层物理力学性质较好，具中压缩性，场地内仅中部6、7号孔有分布，顶板标高83458020M，厚度大于4M以上。层含粘性土碎石（DLPLQ22）灰绿色，饱和，中密，厚层状，分选性差，碎石呈次棱角状，粒径一般054CM，大者达10CM以上，含量约4580，余为粘性土，另含少量砂、砾。本层物理力学性质较好，具中等

24、偏低压缩性，场地内仅8、9号孔有分布，顶板标高62075209M，厚度030400M。1层强风化熔结凝灰岩（J3）灰绿色，岩性主要为熔结凝灰岩，岩石风化强烈，原岩结构大部被破坏，岩芯呈碎块、碎石状，局部呈砂状。节理裂隙很发育，岩体基本质量等级属IV级。本层物理力学性质好，场地内仅8号孔有揭露，顶板标高6607M，揭示厚度040M。2层中风化熔结凝灰岩（J3）灰紫、灰绿色，岩性主要为熔结凝灰岩、凝灰质结构，块状构造，节理裂隙较发育，裂面见铁锰质渲染，岩石致密坚硬，属硬质岩类，力学性质好，岩体基本质量等级属III级。大连海洋大学本科毕业设计第三章设计资料8本工程采用高桩码头设计。36泥沙条件深水贴

25、岸、港域受控于落潮流且掩护条件好、近岸水体含沙量高。37地震条件根据我国中国地震动参数区划图（GB183062001）及浙江省地震分布图的说明，划定本地区地震烈度为6度，按“水运工程抗震设计规范”（JTJ22598）的规定，对于小于等于6度的建筑物可不进行抗震设计。38荷载条件（1）码头面均布荷载大连海洋大学本科毕业设计第三章设计资料9码头前沿均布荷载标准值为20KPA，前方堆场均布荷载标准值为40KPA。（2）门机荷载轨距基距105M105M；每腿轮数6个/腿；轮距08M；最大轮压250KN。垂直、平行于轨道的水平力按轮压的10考虑。（3）码头流动机械荷载A120KN牵引100KN平板车，重

26、载行驶。39施工条件本工程现场水域开阔，后方沿岸的公路畅通，水陆交通条件较好，本工程施工所需各种材料、构件、机具等可由水陆结合运至现场。所在地区目前已建有十分完善的水工混凝土构件预制基地、海上施工供应基地等设施，可以为本工程施工提供必要的服务。本地区驻有大批的专业化海上工程施工队伍，具有丰富的施工经验和较完善的施工设备，对本工程的施工环境、条件等比较熟悉，为工程的施工提供了可靠的保证。大连海洋大学本科毕业设计第四章设计成果10第四章设计成果41总体设计成果该工程为北仑港多用途件杂货码头设计5000DWT散杂货船。42结构方案成果简要说明自己所设计的港口码头的结构方案（结构型式、结构构造及尺度）

27、、结构安全度、主要作用（荷载）等。43施工图设计成果介绍主要构件的计算图式、主要技术参数（强度、刚度等）、内力计算方法、计算成果（稳定性、强度验算、抗裂验算）、施工图。44关键性技术要求在工程的施工顺序、施工计划安排及重要工序的施工方法、技术要求和质量控制等都需要参照有关施工规范进行施工。一些细部结构如变形缝和纵、横梁接缝处的施工一定要严格按照规范要求施工，在沉桩时要严格控制桩的竖向偏差，要符合设计要求（不大于1）。41总平面设计总平面设计主要包括，工程规模的确定，主要水工建筑物的总体尺度，生产作业工艺设计，平面布置方案。不同的工程其具体的设计内容也不同。港口工程水域布置及尺度（港外水域，如进

28、港航道、港外锚地；港内水域，如港内航道、船舶转头水域、港内锚地、船舶制动水域、船舶回旋水域、港池、码头前水域；导航助航标志；防波堤），码头布置及尺度（码头水工建筑物、前方作业地带、仓库、堆场和连接通道），陆域布置及尺度（仓储、集疏运、生产生活辅助设施等），装卸作业工艺设计（选择装卸作业机械化系统确定合理的工艺流程配备装卸作业系统基本要素，如操作人员、库场以及各种附属设施）。42布置原则1）平面布置应以港口发展规划为基础，合理利用自然条件、远近结合和合理分区，并应留有综合开发的余地。各类码头的布置既应避免相互于扰，也应相对集中，以便于综合利用港口设施大连海洋大学本科毕业设计第四章设计成果11和集

29、疏运系统。2）新建港区的布置应与原有港区相协调，并有利于原有港区的攻造，同时应减少建设过程中对原有港区生产的于扰。3）港口平面布置，应力求各组成部分之间的协调配合，有利于安全生产和方便船舶及物流运转。4）平面设计应考虑方便施工，并根据建设条件，注意施工场地的安排。5）港口建设应考虑港口水域交通管理的必要设施，并应留有口岸检查和检验设施布置的适当位置。43设计船型设计船型为5000吨级件杂货船。船长L112M；型宽B17M；型深H92M；满载吃水T70M。44作业条件一般5000吨级海港码头要求允许波高H408M（顺浪），H406M（横浪）允许风力6级，平均10MM的降雨日数378天，年平均雾日

30、31天。按上述作业标准，扣除重叠因素，确定码头作业天数为289天，堆场作业天数365天，作业班制为三班制。45装卸工艺451装卸工艺设计原则1）装卸工艺方案除应满足物料吞吐量的要求外，还要考虑到装卸工艺的先进性，合理性及环保要求；2）装卸设备选型以国内技术性能先进，设备省，通用性强，操作安全可靠及维修方便的机型，同时要考虑发展需要，统筹兼顾。3）装卸工艺流程应流畅实用，减少操作环节及劳动强度保障装卸作业安全，先进，合理，行之有效。操作环节尽量减少的工艺流程；452装卸工艺选型装卸设备的选型主要是依据年吞吐量，装卸货种及设计船型等因数进行，本项目建一个5000大连海洋大学本科毕业设计第四章设计成

31、果12吨级多用途杂货泊位，码头设计年吞吐量为矿建材料80万吨。泊位前沿装备俩台253NM门座起重机进行件杂货的装卸作业，轨距105M，最大幅度25M，最大起重量10T，支腿纵距105M，自重145T，门座起重机的起升高度，满足最大到港最大散货船舶空载设计水位和满载设计低水位时全部散货的装卸作业，并且都能满足其他各方面的设计最低要求。件杂货水平作业流动机械采用牵引车、平板车，堆场库场采用叉车轮式起重机等起重机械进行作业。453装卸工艺流程件杂货船门式起重机（临时堆场轮胎起重机或叉车）牵引平板车轮胎吊或叉车堆场堆场轮胎吊（叉车）汽车货主454泊位年通过能力1件杂货泊位DFDZTTTTTTGPTPG

32、TZ式中T年日历天数，取365G一一设计船型的实际载货量T取吨4000805000。ZT一一装卸一艘设计船型所需的时间H取H162504000。DT一一昼夜小时数，取24HT一一昼夜非生产时间之和H，包括工间休息、吃饭及交接班时间，应根据各港实际情况确定，取4H。一一泊位利用率取60。FT一一船舶的装卸辅助作业、技术作业时间以及船舶靠离舶时间之和H，取4H。计算得万吨。6290TP大连海洋大学本科毕业设计第四章设计成果13由上可知泊位通过能力为9062万吨，吞吐量为80万吨，455堆场，仓库面积件杂货堆场面积DCKYKRBKHKTTKKQEQKEAA一一堆场总面积（2M）E一一仓库或堆场所需容

33、量T；KK一一堆场总面积利用率，取75；Q一一单位有效面积的货物的堆存量，取281MTHQ一一年货运量TBKK一一仓库或堆场不平衡系数；取145；RK一一货物最大人仓库或堆场百分比，取100；YKT一一仓库或堆场年营运天D，取360D；DCT一一货物在仓库或堆场的平均堆存期D，取12天；K一一堆场容积利用系数，对件杂货取10。计算得1087312013601004511080244ME；2864275811087324MA。46水域及码头尺度根据历史资料和地形、水深、地质地貌、水文气象测验资料分析，北仑港建港条件良好，全年不冻，平均风速不大，常风向和暴风向为西北和东北，波浪以风浪为主，只在台风

34、时涌浪较大，但由于受岛屿和地形影响，平时港内风浪不大，根据资料确定港外不设防波提，但在风浪大时船舶老离开码头。大连海洋大学本科毕业设计第四章设计成果14461码头泊位长度码头泊位长度应满足船舶安全靠离岸作业和系缆的要求，其单个泊位长度按下式确定BLL2D式中BL一一码头泊位长度ML设计船长MD一一富裕长度M富裕长度D根据船长L112M，按规定取1215M，所以单个泊位长度为124M127M取码头长度为127M。462码头前沿高程1）设计水深4321ZZZZTD124ZKHZ式中D一一码头前沿设计水深（M）T设计船型满载吃水，取70M；1Z龙骨下最小富裕深度M，取03M；2Z一一波浪富裕深度（M

35、），当计算结果为负值时，取02Z；K系数，取03H4码头前允许停泊的波高M，波列累积频率为4的波高，根据当地波浪和港口条件确定；Z3一一船舶因配载不均匀而增加的船尾吃水值M，杂货船可不计；Z4一一备淤富裕深度，取04M；计算得D70000474（M）2）码头顶高程码头顶高程由码头设计高水位加超高确定，码头设计高水位为35M，超高值一般取1015M大连海洋大学本科毕业设计第四章设计成果15因此码头顶高程35（1015）4550M综合其他因素取定500M3）码头前沿底高程码头前沿底高程由设计低水位加设计水深确定，设计低水位为067M，因此码头前沿底高程06774673M463码头前沿停泊水域尺度码

36、头前沿停泊水域宽度取2倍设计船型宽度00341722MB码头前沿停泊水域深度为设计水深，底高程取码头前沿底高程。464码头前沿回旋水域尺度船舶回旋水域宜布置在码头附近，且应有足够的水深和水域面积。回旋水域长直径取ML2851125252回旋水域短直径取ML1731125151465进港航道尺度码头为顺岸式布置且靠近主航道，布置在回旋水域后，无需单独设立进港航道。47陆域总平面布置陆域总宽度200M，纵深300M，俩条主干路线，主干道宽20M，港口各主要路线交叉口设置18M的转弯半径，综合理论计算和实际场地情况实地设置件杂货堆场库场共（286502M），其中堆场（216002M），库场（7050

37、2M），另根据需要设置流动机械库、工具发放库、加油站、停车场所、配电所、供水调节站、食堂及锅炉房等。大连海洋大学本科毕业设计第五章结构选型16第五章结构选型51结构型式本工算例用钢筋混凝土高桩梁板式结构形式（见图511），码头结构由前桩台、后桩台和接岸结构组成，码头总长127M总宽设置为4075M，前方承台宽1375M，后方承台宽27M，前方承台的板、梁为预应力钢筋混凝土连续结构，后方承台为预应力钢筋混凝土简支梁板结构，桩基为MMMM550550的预应力钢筋混凝土空心桩，排架间距为7M。承台式高桩码头的上部结构主要由水平承台、胸墙和靠船构件组成，承台上面回填砂、石料。但由于其自重大，桩多而密；

38、现浇混凝土工作量大，故该码头不宜采用。对于无梁板式高桩码头其上部结构主要由面板、桩帽和靠船构件组成。其面板系点支撑，受力情况不明确；面板为双向板，实现双向预应力较难，只能采用非预应力；跨度不宜太大，桩的承载力往往不能充分的发挥；由于面板位置较高，使靠船构件的悬臂长度增长；桩的自由长度增大，对结构整体刚度和桩的耐久性不利。由于该码头的竖向荷载较大，故不宜采用此结构。梁板式高桩码头上部结构主要由面板、纵梁、横梁、桩帽和靠船构件组成。码头承台上的堆货荷载和流动机械荷载通过面板传递给纵梁和横梁，各构件受力明确；横向排架跨度大，桩的承载力能够充分发挥；装配程度高，施工速度快；适用于荷载较大且复杂的大型码

39、头。500回填坡土路面150面板480横梁1200路面50面板500横梁12001411513路面50115设计高水位350M设计低水位067M码头前沿底高程673M极端高水位495M极端低水位008M195M092M228M图51152结构布置参考教材港口水工建筑物“43高桩码头建筑物的结构布置”。大连海洋大学本科毕业设计第五章结构选型17码头结构主要包括面层、面板、纵梁、横梁、桩帽、基桩、靠船构件、系船设备等。521码头结构的宽度该码头为宽桩台高桩码头，宽桩台码头的上部结构总宽度度主要取决于码头前沿线和码头后方挡土结构的位置与码头前水深、岸坡的稳定性、码头的使用和施工要求有关。考虑到结构总

40、宽度内作用的荷载性质和大小的不同，用纵缝将结构分为前后两部分前方桩台和后方桩台。前方桩台的宽度一般采用码头前沿地带的宽度，该码头取1375M；后方桩台宽度取27M。522结构沿码头长度方向的分段为了避免在结构中产生过大的变形应力，应沿码头长度方向进行分段，设置变形缝。变形缝的宽度一般采用2030MM。变形缝内采用泡沫塑料等柔性材料填充，以保证结构自由伸缩。根据要求该码头的变形缝采用悬臂梁式，悬臂长20M；每个泊位沿长度方向分为2段，每段长64M；其中横向排架间距7M，每段码头9根横向排架。523横向排架中桩的布置横向排架中桩的数目和布置决定于桩台的宽度和码头荷载。该码头的桩属于摩擦桩，为了充分

41、发挥单桩的承载力，桩台桩与桩的中心距取525M；考虑到有船舶荷载撞击力的作用，在横向排架布置一组叉桩，在海侧门机轨道梁下布置双直桩，陆侧门机轨道梁下布置叉桩；海侧轨道梁距码头前沿20M。前后方桩台接缝处横梁悬臂125M；后方桩台悬臂128M。叉桩坡度为31；横向排架中的斜桩在设计施工时应在平面内扭转15。524横向排架的间距和桩的纵向布置横向排架间距的选择与码头上的荷载和基桩的承载能力有很大关系。为了发挥桩基的承载能力，综合分析比较前、后方桩台的排架间距取70M；沿码头长度方向上没有布置纵向叉桩和半叉桩。525靠船构件的布置靠船构件主要承受船舶的水平撞击力。在每一个横向排架正前方都布置一个靠船

42、构件，避免船舶直接作用在码头结构物上而破坏码头前沿的辅助设施。53构造尺度531桩桩选用预应力混凝土空心方桩650MM650MM，空心直径300MM。桩长28M，沿长度方向分为三部分桩头段、桩腰段和桩尖段。桩头段和桩尖段受打桩震动影响较大，箍筋应适当加密。为防止桩头被打碎，桩顶应加设35层钢筋网。为了便于打入桩尖应做成楔形，桩尖差长度取大连海洋大学本科毕业设计第五章结构选型18900MM532桩帽桩帽采用现浇钢筋混凝土，平面形状为方形。双桩桩帽取2600MM1500MM，单桩桩帽取1350MM1350MM。533横梁横梁是梁板式高桩码头的主要受力构件，作用在码头上的几乎所有荷载都是通过它传给桩

43、基，受力比较复杂。前方桩台横梁采用连续梁，后方桩台横梁采用简支梁。结构形式为叠合梁下部分为预制梁、上部分为现浇梁。534纵梁考虑到码头的整体稳定性，纵梁采用连续梁。结构形式为叠合梁，下部分为预制梁、上部分为现浇梁。其布置在装斜桥轨道下面。535面板面板采用预制实心面板，板厚500MM。如图535横梁纵梁横梁纵梁图535536靠船构件为固定缓冲设备（护木或橡胶护舷）而设置的，选择悬臂板式。由悬臂板、胸墙板和水平纵梁三部分组成。大连海洋大学本科毕业设计第五章结构选型1954作用分析参考设计任务书、高桩码头设计与施工规范（JTJ29198）“31”和“32”、港口工程荷载规范（JTJ21598）。地

44、震作用参考水运工程抗震设计规范（JTJ22598）。计算所有作用在结构上的荷载作用标准值，一般包括自重、土压、水压、波浪、水流、地震以及使用荷载（船舶荷载、机械荷载）等。尤其注意为了搞清标准值、组合值、准永久值、作用、作用效应、效应组合等概念，建议详细看明白港口工程荷载规范（JTJ21598）的“3作用的分类及组合”。量值随时间的变化与平均值相比可以忽略的作用。如结构自重力、预加应力、土重力及由永久作用引起的土压力、固定设备重力、固定水位的静水压力及浮托力等。高桩码头各部位混凝土强度等级参考高桩码头设计与施工规范（JTJ29198）“319”。土压力标准值的计算参考重力式码头设计与施工规范（J

45、TJ29098）“35”。量值随时间的变化与平均值相比不可忽略的作用。包括堆货、起重和运输机械荷载、汽车、铁路、缆车、人群、船舶、风、浪、水流、施工荷载、可变作用引起的土压力。本设计主要考虑以下几项541面板门及机荷载1）堆货均布荷载前方桩台2/30MKN后方桩台2/50MKN2）253NM门座起重机见图541两机最小间距15M。10T门座起重机轨距105M；基距105M；轮压海侧轨250KN/轮；陆侧轨250KN/轮。俩台门机吊臂位置均垂直码头前沿线时，俩门机支腿中心线间最短距离4M，按港口工程荷载规范规定，门机荷载不考虑冲击次数，在门机荷载计算中，考虑一台门机单独作业和俩台门机共同作业俩种

46、情况。大连海洋大学本科毕业设计第五章结构选型20图541流动机械荷12T牵引车牵引10T平板车，如图542所示牵引车前轴重110KN，前轮胎接地面积（长宽）MMMM150100；牵引车后轴重260KN，后轮胎接地面积（长宽）MMMM400100；平板车满载轮压117KN/轮，轮胎接地面积（长宽）MMMM150150。大连海洋大学本科毕业设计第五章结构选型2112T牵引车10T平板车图542542船舶作用荷载主要包括与船舶有关的系缆力、挤靠力和撞击力。依据港口工程荷载规范JTJ21598中有关规定进行计算。注意水平集中力（如系缆力和撞击力）的横向分力在各排架中要进行分配，分配系数参考高桩码头设计

47、与施工规范（JTJ29198）“附录A”。1）风荷载作用于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，计算公式25251004910673VAFVAFYWYWXWXW式中YWXWFF,分别为作用在船舶上的计算风压力的横向和纵向分力（KN）；YWXWAA,分别为船体水面以上横向和纵向受风面积（2M）；YXVV,分别为设计风速的横向和纵向分量（M/S），船舶在超过6级风（最大风速V123M/S）时停止作业，取SMVVYX/312；风压不均匀折减系数。船舶水面以上受风面积A根据设计船型和船舶的装载情况可按下列公式计算满载时DWADWAYWXWLOG62101070LO

48、GLOG74200360LOG大连海洋大学本科毕业设计第五章结构选型22算的。86134,2443322MAMAYWXW船舶在水面以上的最大轮廓尺寸B17M，L112M查表1023内插得01,880YXKNFKNFYWXW00100131296134100494542880312244331067325252）水流力对于开敞式海港透空式系船、靠船结构，当水流与船舶纵轴平行或流向0016515或时，水流对船舶作作用产生的水流力垂直于结构前沿线的横向分力XCF和平行于结构前沿线的纵向分力YCF按下式计算。水流力对船舶作用产生的水流力船首横向分力和船尾横向分力按下式计算2222BVCFBVCFXMC

49、YMCXSCXSC式中）（向分力和船尾横向分力分别为水流力对船首横KNFFXMCXSC,；力系数；分力系数和船尾横向分分别为水流力船首横向XMCXSCCC,/0251/T33MTM），对于海水水的密度（/M）水流速度（SV）。投影面积（船舶吃水线以下的横向2MB由相对水深,46910778653DD查表E03得。040090XMCXSCCC又205488LOG61204840LOGMBDWBKNFKNFXMCXSC1990548812025104051220548812025109022大连海洋大学本科毕业设计第五章结构选型23水流力对船舶作用产生的水流力纵向分力按下式计算VLBCSVCFYCYCYCRERE0460213402式中）；水流力纵向分力（水流对船舶作用产生的KNFYC；水流力纵向力分力系数YCC）水流密度（3/TM；）