沉箱重力式码头课程设计计算书.pdf

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1、目录目录第一章第一章 设计资料设计资料- 3- 3第二章第二章 码头标准断面设计码头标准断面设计- 5- 5第三章第三章 沉箱设计沉箱设计- 11- 11第四章第四章 作用标准值分类及计算作用标准值分类及计算- 15- 15第五章第五章 码头标准断面各项稳定性验算码头标准断面各项稳定性验算- 44- 44第一章第一章 设计资料设计资料(一)自然条件1.潮位：极端高水位：+；设计高水位：+；极端低水位： ；设计低水位：+；施工水位：+。2.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） 。3.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

2、为北北北西向，其次为南南东东南向。4.地震资料：本地的地震设计烈度为7 度。5.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。根据勘探资料，码头所在地的地址资料见图 1。图一 地质资料标高海底至土质淤泥柱状图以下亚粘土指标m=m3固=C固=0m=m3固=25oC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（）=+（）=复核标准：码头顶标高=极端高水位+超高值（0）=+（0）=(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

3、的标准值可按表1 选用。材料名称重度（kN/m3）水上水下13141415内摩擦角（度）水上/水下/混凝土钢筋混凝土块石渣石2324242517181010表 145294529(五)使用荷载：1.堆货荷载：前沿 q1=20kpa；前方堆场 q2=30kpa。2.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。3.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 表中的铁路竖向线荷载标准值设计。4.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 L型宽 B型深 H满载吃水 T：14622第二章第二章 码头标准断面设计码头标

4、准断面设计第一节第一节码码头各部分标高头各部分标高(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（）=+（）=复核标准：码头顶标高=极端高水位+超高值（0）=+（0）=码头顶标高取。(二)沉箱顶标高沉箱顶标高=施工水位+（）=+（）=根据大连地区施工水位，沉箱顶标高取。(三)胸墙底标高胸墙底标高=沉箱顶标高（）=（）=胸墙底标高取。(四)码头（沉箱）底标高码头前沿设计水深 D=T+Z1+Z2+Z3+Z4其中：T设计船型满载吃水（m） ，T=；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=；Z2波浪富

5、余深度（m） ，Z2=KH4%Z1=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=。则：码头前沿设计水深 D=T+Z1+Z2+Z3+Z4=+0+0+=码头底标高=设计低水位码头前沿设计水深=码头底标高取。(五)抛石基床底标高取抛石基床厚度为，则基床底标高=(六)抛石棱体顶标高抛石棱体顶标高=沉箱顶标高+（）=+（）=（）抛石棱体顶标高取。(七)二片石顶标高抛石棱体顶面和坡面的表层应抛设厚的二片石，取其厚度为，其上再设置倒滤层。二片石顶标高=+=。(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

6、厚度不得小于， 取其厚度为。倒滤层顶标高=+=第二节第二节沉箱尺度的确定沉箱尺度的确定(一)外形尺度1.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=1215m，取d=15m，Lb=L+2d=146+30=176m。泊位采用11 个沉箱平接，沉箱长度取，沉箱安装缝采用50mm，则泊位的实际长度为11+10=。2.沉箱长度沉箱长度取。3.沉箱高度沉箱高度=沉箱顶标高沉箱底标高=（）=4.沉箱宽度根据经验取（）倍码头高度（胸墙顶到沉箱底） ，即（）（）=，则沉箱宽度取。(二)细部尺寸1.隔墙厚度隔墙厚度取隔墙间距的

7、 1/251/20，且不得小于，隔墙厚度取。2.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、 、三级，外壁厚度取。3.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、 、 、四级，底板厚度取。4.箱内隔墙布置箱内隔墙采用对称布置，隔墙间距分别取、 。5.加强角宽度加强角宽度一般为 150200mm，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123456789体积构件名称体积计算式Vi（m3）前壁后壁侧壁底板横隔墙纵隔墙端内

8、加强角内加强角底加强角26428（+）1610前趾11后趾总和重量 Gi（KN）表 2沉箱重量=，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。第三节第三节上部结构设计上部结构设计(一)胸墙断面设计1.胸墙顶宽胸墙采用 L 型，顶宽取。2.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=，底宽取。3.胸墙高度胸墙高度=胸墙顶标高胸墙底标高=。(二)系船的选择计算船舶系缆力：Fxw=10-5Axwvx212Fyw=10-5Aywvy212按 75%保证率、压载或空载状况，取Axw=1570m2，Ayw=382m2设计风速 vx=22m/

9、s, vy=0m/s查表取得1x=，1y=，2=（按船舶水面以上建筑高度15 米取， ） ，故：Fxw=KNFyw=0 KN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KN=nFxFysincoscoscos=30，=15，n=3，K=N= KN取 N=522 KN(三)门机布置门机的轨距、跨距均为，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，两条铁路线的中心线距近侧门机

10、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，要求管沟底面高程应高于平均高潮位，故采用小管沟，尺寸（宽高）为。(六)护舷设计1.护舷类型和规格的选择 1E02有效撞击能量mVn2其中，取，m 查规范得 1 万吨级杂货船满载排水量m=14800t，Vn=s，所以E014800=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=。122.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

11、挤靠力标准值FjKjFnx1.3581.64 68.74KN11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， 在高程处悬挂低反力型鼓型护舷， 在高程处沿前沿线悬挂D300水平护舷。第四节第四节其他设计问题其他设计问题(一)抛石棱体1.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。2.材料抛石棱体采用 10100kg 块石。3.顶宽回填土（渣石） ：内摩擦角=29，破裂角1=（假设、均为 0，=1） ；3块石：内摩擦角=45，破裂角2=（假设、均为0，=1） 。3二者总厚度 H=h1+h2=，破

12、裂面与水平面夹角h11 h22，且满足Htanh13.2 d 3（2 h13.2） d 3，试算得=， h1=，h2=， 抛石棱体顶宽 d=。h28.5 3.44.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，碎石层坡度采用1:。(四)抛石基床1.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。2.型式因原泥面水深小于码头前设计水深

13、，故采用暗基床的型式。3.材料采用 10100kg 块石且有一定级配。4.厚度抛石基床厚度取。5.肩宽和底宽外肩宽不宜小于倍基床厚度，取；内肩宽不宜小于倍基床厚度，取。底宽=+=。(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。第三章第三章 沉箱设计沉箱设计第一节第一节沉箱浮游稳定性验算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m。无实测资料，

14、钢筋混凝土重度标准值为 m3，海水重度标准值为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12345678体积构件名称体积计算式Vi（m3）前壁后壁侧壁底板纵隔墙横隔墙端内加强角内加强角26428形心位置（m） 体积矩（m4）yiviyi9底加强角（+）1610前趾11后趾总和注：前趾 O 点为 x、y 坐标原点1沉箱的重心位置：xC10.50 5.25myC2v yviii1527.3 4.64m329.382.全部舱加水深时的浮游稳定计算（1）

15、沉箱的重力和重心高度计算沉箱重力和重心高度计算表重力计算项目计算式g（KN）沉箱本身平台木材全部舱加水深8重心高度y（m）重力矩gy（KNm）832重心高度yCgy44053.22 3.87mg11369.85（2）沉箱排水体积及浮心高度总排水体积：V 11369.851109.25m310.25前后趾悬臂的排水体积v=2（+）=沉箱吃水：T V v1109.2513.20 7.61mA169浮心高度：ywV vT /2v yvV1109.2513.207.61/2 20.90.96 3.76m1109.25（3）定倾高度重心距浮心的距离a yc yw 3.87 3.76 0.11m定倾半径I

16、 iV16933.7 4.138 /12 0.72m1109.25定倾高度m a 0.73 0.11 0.62m故满足沉箱浮游稳定。第二节第二节沉箱吃水验算沉箱吃水验算(一)滑道末端吃水验算沉箱加压载水后吃水为 T=，考虑富裕深度为，则 T滑道末端水深富裕深度=，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=，考虑富裕深度为，航道水深D=T+Z0+Z1+Z2+Z3+Z4=+0+=（假设船舶航速 6kn，船、浪夹角 45） ，D 取，则 T航道水深富裕深度=，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=，考虑富裕深度为，基床顶面水深为，则 T

17、基床顶面水深富裕设计高水位自重作用计算表深度=8m，所以沉放地点吃水满足要求。第三节第三节沉箱干舷高度验算沉箱干舷高度验算沉箱的干舷高度 F=HT=， 考虑沉箱干舷富裕高度S=， 波高 h=， 沉箱的倾斜角度=8，沉箱顶宽 B0=，则FB02h12tan S 9.00tan81.01.0 2.23m，所以2323沉箱干舷高度满足要求。第四章第四章 作用标准值分类及计算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。第一节第一节结构自重力（永久作用）结构自重力（永久作用）一、一、 设计高水位设计高水位计算图式如

18、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项目胸墙 1胸墙 2胸墙 3胸墙上填料沉箱沉箱上填料计算式241614161416G （距前沿X（GiX（iKN）iKN m）im）134430241816极端高水位自重作用计算表15（18+10）16832（+）1610沉箱内填石沉箱后趾填石 1沉箱后趾填石 2每延米自重作用（18+10）16101618二、二、 极端高水位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项目胸墙 1胸墙 2胸墙 3胸墙上填料沉箱项目沉箱上填料计算式24161

19、4161416G （距前沿X（GiX（iKN）iKN m）im）20164536（18+10）16极端低水位自重作用计算表15计算式（18+10）16832（+）1610G （距前沿X（GiX（iKN）iKN m）im）沉箱内填石沉箱后趾填石 1沉箱后趾填石 2每延米自重作用（18+10）16101618钢筋混凝土重度：水上 25KN/m3水下 15KN/m3三、三、 极端低水位极端低水位计算图式如下：胸墙 1胸墙 2胸墙上填料沉箱沉箱上填料24162416181625+（）15（18+17）16（832）384012480沉箱内填石17+832（+）1610沉箱后趾填石 1沉箱后趾填石 2每

20、延米自重作用（18+17+10）16101618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、四、 抛石基床自重抛石基床自重基床厚，抛石基床每延米自重Gj=（+2）10=m第二节第二节土压力（永久作用、可变作用）土压力（永久作用、可变作用）一、一、 码头后填料土压力（永久作用）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 附录 C 得第 n 层土的主动土压力系数标准值如下：渣石：内摩擦角n=29，n=0，Kan=（假设、均为 0） ；块石：内摩擦角n=45，n=0，Kan=内摩擦角n=45，n=1n=15，Ka

21、n=（假设、均为 0） 。3土压力强度计算公式按下式计算：n1第 n 层填料顶层：永久作用en1 ihiKan可变作用eqn1 qKani0n ihiKan可变作用eqn2 qKani1第 n 层填料底层：永久作用en21. 设计高水位时设计高水位时码头后填料土压力强度计算土压力强度标准值计算计算层面编号回土层n土层高土层厚填材料重度n（KN/m3）外摩擦角n（）主动土压力系数 Kan计算式1111221222313永久作用eni（kPa）数值程（m）度h（材nm）料18渣石10（+10）=块10018=03241442石（+10）=15（+10）=设计高水位时码头后填料自重力产生的土压力合力

22、（永久作用）标准值及其力矩的计算计算土层n1234土层高程（m）土层顶土压力强度 en1顶底土层底土压力强度 en2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水平分力臂LHn倾覆力矩MEHn竖向分力标准值及其产生的稳定力矩竖向分力 EVn力臂LVn稳定力矩MEVn（kPa）（kPa）计算式数值力 EHn（KN）（m）（KNm）（KN）（m）（KNm）（0+）2（+）2（+）2（+）2000000其中：ynhn2en1en2EHn EncosnEVn Ensinn3en1en2设计高水位时胸墙后填料土压力强度计算土压力强度标准值计算计算层面编号土层n回土层高

23、土层厚填材料重度n（KN/m3）外摩擦角n（）主动土压力系数 Kaneni（kPa）计算式1111221222永久作用程（m）度h（材nm）料数值18渣石10（+10）=18=0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计算土层n12土层高程（m）土层顶土压力强度 en1顶底土层底土压力强度 en2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竖向分力标准值及其产生的稳覆力矩水平分力臂LHn倾覆力矩MEHn竖向分力 EVn定力矩力臂LVn稳定力矩MEVn（kPa）（kPa）计算式数值力 EHn（KN）（m）（KNm）（KN）（m）（

24、KNm）（0+）2（+）2000000其中：ynhn2en1en2EHn EncosnEVn Ensinn3en1en22. 极端高水位时极端高水位时码头后填料土压力强度计算土压力强度标准值计算主动土压力系永久作用eni（kPa）计算层面编号土层n土层高土层厚回填材材料重度n（KN/m3）外摩擦角n（）程（m）度h（nm）料11112212223133241442数 Kan计算式数值18渣石10（+10）=0块石101518=0（+10）=（+10）=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计算土层n1234土层高程（m）土层顶土压力强度 en1顶底土层底土

25、压力强度 en2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竖向分力标准值及其产生的稳覆力矩水平分力臂LHn倾覆力矩MEHn竖向分力 EVn定力矩力臂LVn稳定力矩MEVn（kPa）（kPa）计算式数值力 EHn（KN）（m）（KNm）（KN）（m）（KNm）（0+）2（+）2（+）2（+）2000000其中：ynhn2en1en2EHn EncosnEVn Ensinn3en1en2极端高水位时胸墙后填料土压力强度计算土压力强度标准值计算计算层面编号土层n回土层高土层厚填材料重度n（KN/m3）外摩擦角n（）主动土压力系数 Kan计算式1111221222永久作

26、用eni（kPa）数值程（m）度h（材nm）料18渣石10（+10）=18=0极端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计算土层n12土层高程（m）土层顶土压力强度 en1顶底土层底土压力强度 en2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竖向分力标准值及其产生的稳覆力矩水平分力臂LHn倾覆力矩MEHn竖向分力 EVn定力矩力臂LVn稳定力矩MEVn（kPa）（kPa）计算式数值力 EHn（KN）（m）（KNm）（KN）（m）（KNm）（0+）2（+）2000000其中：ynhn2en1en2EHn EncosnEVn Ens

27、inn3en1en23. 极端低水位时极端低水位时填料土压力强度计算土层高土层厚材料重度n（KN/m3）土压力强度标准值计算永久作用计算层面土层回外摩擦角n主动土压程（m）度h（填nm）编号n材料（）力系数 Kaneni（kPa）计算式数值11112212223133241442渣石18018=017（+17）=块石15（+17）=10（+10）=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计算土层n1234土层高程（m）土层顶土压力强度 en1顶底土层底土压力强度 en2土层厚度hn（m）土压力合力标准值 E（nKN）水平分力标准值及其产生的倾竖向分力标准值及其产生

28、的稳覆力矩水平分力臂LHn倾覆力矩MEHn竖向分力 EVn定力矩力臂LVn稳定力矩MEVn（kPa）（kPa）计算式数值力 EHn（KN）（m）（KNm）（KN）（m）（KNm）（0+）2（+）2（+）2（+）20000其中：ynhn2en1en2EHn EncosnEVn Ensinn3en1en2二、二、 堆货荷载产生的土压力（可变作用）堆货荷载产生的土压力（可变作用）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可变作用（堆货荷载）回填材料外摩擦角n（）主动土压力系数 Kaneqni（kPa）满布的均布荷载计算式1111221222313计算层面编号土层n土层高程（m）土层厚度

29、hn（m）数值20渣石020块石0324144251551码头后堆货荷载产生的土压力计算图式如下：2015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土层高程（m）计算土层n顶底土层顶土压力强度 en1土层底土压力强度 en2土层厚度hn（m）计算式数值土压力合力标准值 En（KN）水平分力 EHn（KN）12水平分力标准值及其产生的倾覆力矩倾覆力矩MEHn竖向分力标准值及其产生的稳定力矩竖向分力 EVn稳定力矩MEVn（KNm）00力臂LHn（m）力臂LVn（m）（kPa）（kPa）（KNm）（KN）满布均布00荷载3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

30、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土层n土层高程（m）土层厚度 hn（m）回填材料外摩擦角主动土压可变作用（堆货荷载）eqni（kPa）计算式11112n（）力系数 Kan数值20渣石0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土层高程（m）计算土层n顶底土层顶土压力强度 en1土层底土压力强度 en2土层厚度hn（m）计算式数值土压力合力标准值 En（KN）水平分力 EHn（KN）满布均布荷载水平分力标准值及其产生的倾覆力矩倾覆力矩MEHn竖向分力标准值及其产生的稳定力矩竖向分力 EVn力臂LVn稳定力矩MEVn力臂LHn（m）（kPa）（kPa）（KNm

31、）（KN）（m）（KNm）10000三、三、 铁路荷载产生的土压力（可变作用）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，轨枕上均布荷载为 q=140/=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=。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土土层高土层厚回填外摩擦角主动土压土压力强度标准值计算层面编号层n程（m）度

32、 hn（m）材料n（）力系数 Kan可变作用（堆货荷载）eqni（kPa）计算式数值111122122231332500渣石050块石0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计算土层n123土层高程（m）土层顶土压力强度 en1顶底土层底土压力强度 en2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水平分倾覆力矩MEHn竖向分力标准值及其产生的稳定力矩竖向分力 EVn力臂LVn稳定力矩MEVn（kPa）（kPa）计算式数值力 EHn（KN）力臂LHn（m）（KNm）（KN）（m）（KNm）0002525000码头上部分铁路荷载产生

33、的稳定力矩00胸墙后铁路一线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土层n土层高土层厚度回填材料外摩擦角n（）主动土压力系数 Kan可变作用（堆货荷载）eqni（kPa）计算式11112212程（m）hn（m）数值50渣石050块石022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计算土层n1土层高程（m）土层顶土压力强度 en1顶底土层底土压力强度 en2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水平分倾覆力矩MEHn竖向分力标准值及其产生的稳定力矩竖向分力 EVn力臂LVn稳定力矩MEVn（kPa）（kPa）计算式

34、数值力 EHn（KN）力臂LHn（m）（KNm）（KN）（m）（KNm）0020000胸墙上部分铁路荷载产生的稳定力矩由此可见，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、四、 门机（后轨）荷载产生的土压力（可变作用）门机（后轨）荷载产生的土压力（可变作用）门机 Mh1025支腿荷载计算图式如下：4+=15m16m ，由此可知，一个沉箱长度上最多可以安放三个支腿（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

35、轨线荷载=6603/16=m后轨上的两个支腿的竖向荷载 P=240KN，后轨线荷载=2403/16=45KN/m轨道梁底面宽，轨道梁上的均布荷载 q1=45/=码头后门机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土层n土层高程（m）土层厚度 hn（m）回填材料外摩擦角主动土压可变作用（堆货荷载）eqni（kPa）计算式111n（）力系数 Kan数值块石1512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计算土层n1土层高程（m）土层顶土压力强度 en1顶底土层底土压力强度 en2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水平

36、分倾覆力矩MEHn竖向分力标准值及其产生的稳定力矩竖向分力 EVn力臂LVn稳定力矩MEVn（kPa）（kPa）计算式数值力 EHn（KN）力臂LHn（m）（KNm）（KN）（m）（KNm）码头上门机前轨荷载产生的稳定力矩2. 吊臂朝后时00前轨上的两个支腿的竖向荷载 P=240KN，前轨线荷载=2403/16=45KN/m后轨上的两个支腿的竖向荷载 P=660KN，后轨线荷载=6603/16=m轨道梁底面宽，轨道梁上的均布荷载 q2=码头后门机荷载产生的土压力强度计算计算土土层高土层厚回填外摩擦角主动土压土压力强度标准值计算层面编号层n程（m）度 hn（m）材料n（）力系数 Kan可变作用（

37、堆货荷载）eqni（kPa）计算式数值11112块石15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计算土层n1土层高程（m）土层顶土压力强度 en1顶底土层底土压力强度 en2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水平分倾覆力矩MEHn竖向分力标准值及其产生的稳定力矩竖向分力 EVn力臂LVn稳定力矩MEVn（kPa）（kPa）计算式数值力 EHn（KN）力臂LHn（m）（KNm）（KN）（m）（KNm）码头上门机前轨荷载产生的稳定力矩0045第三节第三节船舶系缆力（可变作用）船舶系缆力（可变作用）一、一、计算沿墙底的稳定性时计算沿

38、墙底的稳定性时系缆力作用在码头地面上处，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=Nsincos=522sin30cos15=，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=16=mMRH=（+）PRH=m/m二、二、计算胸墙的稳定性时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=Nsincos=522sin30cos15=，系缆力竖向力标准值 NV=Nsin=522sin15=，系缆力沿码头线方向的分布长度=+2=。每延米码头的系缆力水平分力的标

39、准值 PRH及其对胸墙底的倾覆力矩 MRH分别为：PRH=NH/=mMRH=（+）PRH=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/=mMRV=PRV=m/m每延米码头的系缆力对胸墙底的倾覆力矩为：MR=+=m/m第四节第四节作用标准值汇总作用标准值汇总一、一、胸墙作用标准值汇总胸墙作用标准值汇总胸墙作用标准值汇总表垂直力（kN/m）作用分类荷载情况水平力（kN/m）00稳定力矩（kNm/m）倾覆力矩（kNm/m）00设计高水位永久作用自重力极端高水位设计高水位填料土压力极端高水位堆货土压力可变作用铁路一线船舶系缆力二、二、码头作用标准

40、值汇总码头作用标准值汇总0000000码头作用标准值汇总表垂直力（kN/m）水平力（kN/m）作用分类荷载情况稳定力矩倾覆力矩（kNm/m）（kNm/m）永久作用自重力设计高水位极端低水位设计高水位填料土压力极端低水位堆货土压力前沿堆货铁路一线铁路二线可变作用门机25（吊臂朝前）门机（吊臂朝后）船舶系缆力第五章第五章 码头标准断面各项稳定性验算码头标准断面各项稳定性验算第一节第一节胸墙稳定性验算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。本次胸墙设计考虑设计高水位、极端高水位情况。一、一、 作用效应组合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

41、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验算沿胸墙底面抗滑稳定性计算组合情况系缆力为主导可变作用0EEHPRPRHEEqH1dGG PRPRVfPR结论状况水位极端高水位0EEHPRPHEqH结果dGGPRVf结果稳定稳定稳定稳定持久组合一设计高水位极端高水位持久组合二设计高水位三、绕胸墙前端点抗倾稳定性验算胸墙抗倾稳定性验算计算表系缆力产生的倾覆力矩为主导可变作用组合情况0EMEHPRMPREMEqH1dGMGf结论结果状况水位0EME

42、HPRMPREMEqH结果dGMG极端高水位持久组合一设计高水位极端高水位持久组合二设计高水位稳定稳定稳定稳定综上可知，在设计高水位和极端高水位两种情况下，胸墙的抗倾、抗滑稳定性满足要求。综上可知，在设计高水位和极端高水位两种情况下，胸墙的抗倾、抗滑稳定性满足要求。第二节第二节码头抗倾抗滑稳定性验算码头抗倾抗滑稳定性验算本次码头设计考虑设计高水位情况。本次码头设计考虑设计高水位情况。一、一、 作用效应组合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+门机+铁路+土压力（自重、铁路、门机引起）

43、二、二、 码头绕沉箱前趾抗倾稳定性验算码头绕沉箱前趾抗倾稳定性验算码头绕沉箱前趾抗倾稳定性计算表持久组合情况0EMEHEMEqHpRMPR1dGMGEMEVEMEqV结论结果0一：堆货为主导二： 铁路门机为主导EMEHPRMPRMEqH结果dGMGMEVMEqV稳定稳定三、三、 码头沿基床顶（底）面抗滑码头沿基床顶（底）面抗滑基床前被动土抗力标准值：状况验算面作用效应组合设计值计算抗力设计值计算结果计算式持久组合一沿基床顶面沿基床底面沿基床顶面沿基床底面（+）（+）+（+）+）（+）（+）+（+）+）结果计算式（+）（+（+）+（+）+）/（+）（+（+）+（+）+）/结果稳定稳定稳定稳定持久

44、组合二四、四、 基床承载力验算基床承载力验算考虑极端低水位的情况考虑极端低水位的情况持久组合一：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+门机（吊臂朝前）+铁路+土压力（自重、铁路、门机引起）持久组合三：自重力+系缆力+门机（吊臂朝后）+铁路+土压力（自重、铁路、门机引起）基床顶面最大应力max持久组合情况 600kpaVKMRM0Bemaxmin结果一：堆货为主导稳定二：铁路门机为主导(吊臂朝前)稳定五、五、 地地三：铁路门机为主承承导（吊臂朝后）稳定力力算算地基顶面最大应力max 550kpa持久组合情况dB1maxmin结果一：堆货为主导10稳定二：铁路门机为主导(吊臂朝前)10稳定三：铁路门机为主导（吊臂朝后）10稳定基基载载验验