长沙霞凝国家粮库码头一期工程沉箱码头设计

长沙霞凝国家粮库码头一期工程沉箱码头设计

1概述

1.1 港口现状

长沙霞凝国家粮食储备库码头港址处于湘江湘江衡阳至岳阳河段千吨级航道中部位置，水运物资一般为长距离、大批量、货源相对稳定的大量货物。长沙霞凝国家粮食储备库码头位于湘江右岸、石长铁路大桥下游约2.5km，在长沙经济开发区范围内，水路距市中心约16km。在湘江岸线750m范围内建造。

粮库现有已建码头散粮泊位1个，设计吞吐能力20万吨，包粮泊位1个，年吞吐能力15万吨。由于散装粮食物流手全社会散装物流设施配套的制约，散粮泊位基本没有使用，包粮泊位因起重机能力仅3吨，装卸效率低，斜坡码头生产作业存在安全隐患，因此许多粮库合作的伙伴也另辟它径，许多合作项目也因此无功而返，粮库现有港口现状已经成为严重制约起发展的瓶颈。

1.2 设计依据

依据《长沙港口主枢纽总体布局规划》（1998年10月），湖南长沙霞凝国家粮库已上报上级主管部门批准立项，进行湖南长沙霞凝国家粮库码头改扩建工程方案研究及工程设计工作。

近年来，湖南省开始突现外向型经济的特点，经济和城市建设得到迅猛发展，对交通运输特别是水路运输，无论是规模还是辐射范围都提出了更高的要求,而长沙市则把“突出基础设施建设和环境建设，增强城市功能，提升城市品位”作为《十五》期间的主要工作之一，目前正加强城市林业生态圈和城乡绿化一体化，并高标准全面建设城区沿江两岸风光带，原来居于其中的长沙老港区阻碍了湘江两岸风光带的实施，且对城市的防洪、环保、交通和城市发展有较大的不利影响，因此长沙市政府已进行了《长沙港口主枢纽总体布局规划》工作，将长沙港全部迁移到长沙市区湘江下游霞凝河段，目前长沙港口主枢纽霞凝港区一期已建设完成，二期工程正在建设中。长沙霞凝国家粮食储备库码头改扩建工程地处在该库所在湘江岸线750m范围内，紧邻长沙主枢纽霞凝港区，作为粮食饲料油脂等综合货物专用码头，其功能可视为长沙港主枢纽总体布置规划的有机组成部分。

依据文件有：

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（1）.《湖南长沙霞凝国家粮食码头改扩建工程方案研究及工程设计任务书》； （2）.《湖南长沙霞凝国家粮食码头改扩建工程可行性研究报告》

湖南省国际工程咨询公司编（2005.12）；

（3）.《关于长沙霞凝国家储备库码头改扩建工程核准的批复》

湖南省发展和改革委员会，湘发改财贸【2006】112号文件；

（4）.《关于霞凝粮库码头改扩建的批复》

湖南省粮食局，湘粮行【2006】2号文件。

1.3 设计概要

建设地点为长沙霞凝国家粮食储备库码头改扩建工程地处在该库所在湘江岸线750m范围内。建设规模为设计一期工程件杂货年吞吐量30万吨。按1000t级驳船船型设计。

1.4 设计内容

此次设计内容包括外文专业文献翻译，长沙霞凝国家粮食储备库码头总平面布置，装卸工艺设计以及码头结构设计。

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2 自然条件

2.1 气象

多年平均风速2.4m/s，强风为WN，常风向为N、S，夏季多南风，秋季多西北风，历年最大风力为9级历年最大风速为20.7m/s。 2.1.2 气温

多年平均气温17.2摄氏度，极端最高气温40.2摄氏度，极端最低气温负12摄氏度，无冰封史。 2.1.3 降水

年平均降水量1400.6mm，多年平均降水日数158.4天，大部分降雨集中在4～9月。 2.1.4 雾

多年平均雾日26.4天，多发生在冬春两季。

2.2 地形地貌

港址场地地貌单元为湘江现代河漫滩与河床的分界斜坡，坡度约40-50度。场地地形东北部为倾向河床的河漫斜滩，坡度约20度。场地的西南部为河床，河床枯水期水深约2m（钻孔附件）。

2.3 工程地质

港区场地下伏基岩为燕山晚期花岗岩（r），基岩埋深一般较浅，在码头拟建场地内及下游约百米处均有基岩出露，但因河流的侵蚀冲击及风化花岗岩的残坡火破击，在场地形成较厚的第四系松散覆盖层。原散粮码头框架平台处自上而下各地层依次为粉质粘土、淤泥质粉土、沙混粘土和全风化、强风化、中等风化、弱风化花岗岩，岩石以上各层地基承载力均低且很不均。而中等风化花岗岩单轴极限抗压强度较高，为16MPa，埋深在14～25m左右。

原包粮码头前沿自上而下各地层依次为卵石混泥砂、粉质粘土、粘土质粉细砂和强风化、中等风化、微风化花岗岩，强风化岩出露标高18.33m左右，允许承载力300kPa。

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场地地下水主要赋存于砂混粘土中，地下水类型为空隙承压水。因粘土含量较高，含水量较弱。综合地质年代及各层的岩土特性，可划分为8个工程地质层，各层的主要特征自上而下分诉如下： 2.3.1 质粘土及泥质粉土（Q）

棕黄色，成分为粉质粘土，地下水位之上，可塑，地下水位以下软塑，具水平层理，层理面含粉细砂，下部水下为深灰色淤泥质粉土；软塑为主，近河床处为流塑，为相隔水层。属第四系全心统河漫及河床相冲积层，在钻进时该层不仅跨孔，且缩径，该层整个场地均有分布，层厚4.40～8.00m，平均6.34m，底深标高-11.90～-7.40m，平均-9.02m。该层可细分为两下亚层：即河漫滩相的粉质及河床相的淤泥质软土，因此该层各项的物理力学性质指标变化幅度较大，如液性指数（IL）为0.50～1.14，土样承载力标准值（fk）为100～165kpa，标贯试验承载力标准（fk）70～105Kpa 。 2.3.2 砂混粘土（Q）

灰黄色、黄灰色，砂的成分为花岗质石英、长石中粗或砾砂，含量为60～70%，胶结物为黄色粘土 ，含量约10-20% 。充填物为粉土，含量也为10～20%，稍密，分选性较好，因粘土含量高，透水性较差，渗透系数为0.00006-0.006cm/s，平均为0.003cm/s，属花岗质风化物的洪坡积层。 2.3.3 砂混粘土（Q）

褐红色，棕红色，砂粒成分为花岗质长石、石英、砾砂或粗中砂，含量约70%，粘土胶结，粘土粉土含量约30%，中密，分选性较好，弱含水性，与第2层透水性相当，渗透系数为0.00006cm/s，属花岗岩残坡积层。 2.3.4 全风化花岗岩（r）

褐黄、灰黄、灰褐色，原岩结构清晰，因风化彻底，岩心多内松散砂状，少量土块状且可用手捏碎。风化裂缝水，因含泥沙少，渗透系数较高为0.006cm/s 。 2.3.5 强风化花岗岩（r）

黄灰、灰白色，成分为裂隙发育的花岗岩碎块，或部分长石风化成白色粘土的块状花岗岩，岩心可用手折断，下部可见较坚硬原岩结构较清晰的花岗岩，该层分布厚度为0.30-1.80m，平均0.93m。 2.3.6 中风化花岗岩（r）

浅灰色、灰白色，中粗粒结构，长石、角闪石等矿物略有变质、且颜色变浅，岩心呈短柱状，裂隙较发育，裂隙面多变为黄褐色，锤击声脆，不易击碎。饱和抗压强度为

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21.00～61.00 Mpa，按GBJ7～89规范附录九确定其饱和单轴抗压强度的标准值为16 Mpa，该层分布范围广且连续，层厚0.5～1.80m，是良好的深基础持力层。 2.3.7 弱风化花岗岩（r）

浅灰色、岩心呈长柱状，岩石表面和裂面稍有风化迹象，少量裂隙切割岩体，饱和单轴抗压强度77.3～85.70 Mpa，其标准值为77 Mpa。该层分布连续、厚度稳定且承载力大，厚度2.50～9.50m，平均5.89m。是理想的深基础持力层。 2.3.8 未风化花岗岩（r）

浅灰色，岩心长柱状，未见风化迹象，坚硬致密，粗粒结构，局部斑粒状，矿物成分为石英、正长石、云母、角闪石等。

2.4 水文

长沙水文站位于港区上游约18.5km处，该水位站有关资料如下：历史洪水位36.90m（1998年6月1日），历史低水位23.25m，最大水位差13.65m，多年平均水位27.31m，历年最大流量2.07万m3/s，最小流量268m3/s，最大流速1.9m/s，最小流速0.2m/s,河段多年平均含沙量0.169kg/m3，属清水河流。港址所处河道岸线微弯，据1998年与2001年测图资料对比分析，该河段近岸河床稳定，略冲，水域良好。根据水位站资料推出本码头处多年最高洪水频率5%的水位为35.40 m，多年历时保证率98%的水位为23.37m 。

2.5 地震烈度

根据湘建【1992】设字第508号文，长沙市地震基本烈度为Ⅵ度，需对建筑物采

取适当的抗震构造措施

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3营运资料

3.1 吞吐量预测

作为国家和湖南省发挥宏观调控作用的主要载体，霞凝粮库良好的发展直接关系到粮食安全，其占地面积350亩，仓容设计总量为16万吨，现有储备粮食10多万吨，大米加工能力5万吨，已发展成集仓储、加工、贸易、中转于一体的重要骨干企业。每年经营粮食10万余吨，在省内链式购销活动中成为价格导向标。对外合作方面，现有两家外资油脂跨国公司进库置业办厂，目前长沙及周边市场使用的油脂50%以上由驻库企业提供，粮库未来三年的发展目标是：把霞凝粮库打造成仓容20万吨、大米加工能力8-10万吨、油脂年吞吐达30万吨、年购销额305亿元、年实现税利500-800万元的粮食产业集群。根据预测本港货物吞吐量：一期工程粮食件杂货为30万吨。

3.2 设计船型

本工程设计船型既要考虑现有船舶的近期使用实况，又要适应船舶向大型发展话的远期要求。依据本设计任务书，并根据腹地河流通航等级、运输船舶状况确定，码头设计船型采用1000吨分节驳船。考虑到今后一段时期人有较多的中小船营运，兼顾设计船型为120t-500t机动驳。

其具体资料如下：

表2-1 设计船型尺度表

船型 1000t驳船 500t驳船 300t驳船 120t机动驳船 设计船型 兼顾船型 兼顾船型 兼顾船型 长(m) 67.5 45 35 32 宽(m) 10.8 10.8 9.2 7 满载吃水(m) 2.0 1.6 1.3 1.0

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4 总平面布置

4.1港区布置的基本原则

在总平面布置时应遵守的规则有：

（1）、港口应按客运量，吞吐量、货种、流向、急疏运方式，自然条件、安全和环境等因素，合理的划分港区。

（2）、在布置港区时，应考虑风向及水流流向的影响。对大气环境有较大污染的港区宜布置在港口全年强风向的下风侧；对水环境有严重污染的港区或危险品港区宜布置在港口下游，并与其他码头或港区保持一定的距离。

（3）、港区总平面布置，应根据港口总体布局规划，结合装卸工艺要求，充分利用自然条件，远近结合，合理布置港区的水域、路域，并应符合下列要求： a.、装卸作业对大气环境产生较大污染的货种的泊位应布置在港区常风向的下风侧;装卸作业对水环境产生严重污染的货种的泊位,应布置在港区的下游岸段,并应注意水流的流向的影响.

b、顺岸式码头的前沿线位置，宜利用天然水深沿水流方向及自然地形等高线布置。并应考虑码头建成后对防洪、水流改变、河床冲淤变化及岸坡稳定的影响。码头前应有可供船舶运转的水域。

c、港区陆平面布置和竖向设计，应根据装卸工艺方案、港区自然条件、安全、卫生、环保、拆迁、土石方工程量和节约用地等因素合理确定，并应与城市规划和建港的外部条件相协调。

d.、港口水域包括码头前停泊水域、回旋水域、进港航道和锚地等，可根据具体情况组合设置或单独设置。

e、改建、扩建港区的总平面布置，应与原有港区相协调，充分、合理地利用原有设施，并应考虑减少建设过程中对原有港区生产的影响。

4.2 码头平面布置

4.2.1 码头前沿设计高程

码头前沿设计高程应考虑码头的重要性、设计船型、装卸工艺、码头布置及型式、前后方高程衔接条件、地形、地貌、和工程投资等因素、并参照邻近现有码头前沿高程确定。

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表4-1 码头前沿高程

基本标准 计算水位 设计高水位 超高值（m） 0.1～0.5 计算水位 极端高水位 复核标准 超高值(m) 0～0.5 所以：码头前沿高程=设计高水位+超高值

基本标准: 35.4+0.1～0.5=35.5～35.9 m，取35.90 m 复核标准: 36.9+ 0～0.5 =35.9～37.4 m，取37.00m 即：码头前沿高程为37.00 m 4.2.2 码头前沿设计水深

平原河流、山区河流、运河和潮汐影像不明显的感潮河段的码头前沿设计水深，可按下式计算：

Dm=T+Z+?Z

（4-1）

式中： Dm—码头前沿设计水深（m）； T—设计船型满载吃水，取T＝2m;

Z—龙骨下最小富裕深度，查《河港总平面设计规范》表3.4.4，取Z1为0.3m；

?Z—其他富裕深度，根据本设计条件还应考虑船舶因装配载不均匀应增加

船尾吃水其值为0.10～0.15m，取0.10m；以及码头前沿可能发生回淤时增加备淤的富裕深度，备淤的富裕深度根据回旋强度、维护挖泥间隔期及挖泥设备性能确定，其不小于0.2m,取0.3m。 故：Dm＝2+0.3+0.1+0.2＝2.6m

4.2.3 码头前沿水底高程

码头前沿水底高程＝设计低水位-码头前沿设计水深＝23.37-2.6＝20.77m。综合考虑平台前沿水流及对上下游码头的影响等因素，现将码头前沿布置20m的等深线，对码头前沿港池进行适当的疏浚。

4.3 港口水域布置

河港水域包括码头前沿水域，锚地、掉头水域及港内航道。港口水域的合理布置，应是个水域组成不部分的水深，面积足够，布置恰当，六谈良好，以利船舶在港内锚泊，

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调度，靠离码头进出港口方便。 4.3.1 进港航道平面布置原则

（1）、在保证船舶安全航行的前提下,充分利用天然水深,合理布局；

（2）、航道轴线宜顺直,避免多次转向,尽量减小航线与强风及主流轴线的夹角,便于

船舶操纵。

4.3.2 航道水深

航道水深按下式计算： H0=T + ?H （4-2）

式中：H—道航设计水深(m)；

T—船舶吃水（m）,根据航道条件和运输要求可取船舶、船队设计吃水或枯水期减载时的吃水，T=2m；

?H—富裕水深，可从《内河通航标准》附录A.表A中取，取为0.4m。

所以：H0=2+0.4=2.4m

4.3.3 设计通航宽度

内河航道的线数应根据运输要求、航道条件和投资效益分析确定。除整治特别困难的局部河段可采用单线航道外，均应采用双线航道，本设计采用双线航道。 双线航道宽度:

B=Bfd+Bfu+d1+d2+c （4-3） Bfd= Bsd+ldsinβ Bfu= Bsu+lusinβ

式中：B —直线段双线航道宽度(m)；

Bfd—下行船舶或船队航迹带宽度(m)； Bfu—上行船舶或船队航迹带宽度(m)；

d1 —下行船舶或船队外舷至航道边缘的安全距离(m )； d2 —上行船舶或船队外舷至航道边缘的安全距离(m )； c — 船舶或船队会船时的安全距离(m)； Bsd—下行船舶或船队宽度，取设计船宽(m)； ld —下行顶推船队长度或货船长度，设计船长(m)； β —船舶或船队航行漂角,Ⅰ～Ⅴ级航道可取3°；

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Bsu—上行船舶或船队宽度，取设计船宽(m)； lu —上行顶推船队长度或货船长度，取设计船长(m)；

d1+d2+c—各项安全距离之和(m);船队可取0.50～0.60倍上行和下行航迹带宽度，货船

可取0.67～0.80倍上行和下行航迹带宽度 。

所以： Bfd =10.8+67.5×sin3°=14.33 m Bfu=10.8+67.5×sin3°=14.33 m

B =14.33+14.33+0.7×10.8=36.22m 取B=37m

4.3.4 码头前沿水域

码头前沿停泊水域是供船舶码头停泊之用。顺岸式码头由于装卸作业的需要，要考虑船舶在码头前并排停靠的可能性，因此，码头前沿水域的宽度B一般为并排停靠设计船舶宽度加0.5～1.5倍设计船宽。

流向B

图4.1码头前沿水域

即：2B+0.5B=2.5×10.8=27m 4.3.5 调头水域

（1）.调头水域是供船舶在码头前调头用。内河船舶由于操纵的需要，一般都要顶流停靠码头，当船舶由上游抵港或离开码头向下游行驶时都要有一定的水域以供调头。其水域的尺度与船舶转弯性能、流速大小及船舶队形等因素有关。调头水域长度L0一般不小于2.5倍设计船长，当流速大于1.5m/s时，水域长度可适当加大，但不应大于单船长度的4倍，考虑到汛期时码头前沿流速可能大于1.5m/s，所以拟取回旋水域沿水流方向的长度为3L。

即：3L=3×67.5=205m。

（2）.调头水域沿垂直水流方向的宽度不宜小于单船长度的1.5倍；当船舶为单舵时，水域宽度不应小于其长度的2.5倍。调头水域沿垂直水流方向的宽度拟取2倍设计船长。

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即：2L×67.5=135m

3L=205m3L=205m2L=135m流向2L=135m流向 图4.2码头调头水域

4.3.6 锚地

河港锚地有共船舶待泊、待拖之用的编解队锚地，船舶过境临时停泊或换拖的过境锚地及进行船-船过驳作业用的水上作业锚地等三种类型。查《河港总平面规范》（JTJ-212-2006）按抛锚系泊锚位面积计算。

抛锚系泊锚位面积按下式计算：

A=sa （4-4）

式中：A—抛锚系泊锚位面积

s—锚位沿水流方向长度(m),可按表A.1.1选取s=1.8L；

a—锚位宽度（m），可按表A.1.1选取a=4B。 所以：A=sa=1.8L×4B=1.8×67.5×4×10.8=5250㎡

aa流向s

图4.3码头抛锚系泊锚位面积

4.4 泊位数和泊位利用率

4.4.1 泊位数

泊位数按下式计算：

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N=Qn/Pt （4-5）

式中 ：N—泊位数

Qn—根据货物类别确定的年吞吐量（t），Qn=300000 t； Pt—一个泊位的年通过能力（t）。 其中：Pt =

1??i （4-6）

Ps1式中：?i—当货种多样而船型单一时，?i为各种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，?i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（%），取

?i=1。

Ps1—与?i相对应的泊位年通过能力（t）。

Ps1=

TyGttz?ftd?tstd? （4-7）

其中 ：tz=

G （4-8） p式中： T—年日历天数，T=360d

G —设计船型的实际载货量， G =1000t ts —昼夜非生产时间之和， ts =5h tf—船舶辅助作业时间， tf=0.75h

td—昼夜小时数（h）,根据工作班次确定，三班制为24 h。 tz—装卸一艘设计船型所需时间， tz = 1000/100=10h ρ—泊位利用率,ρ=70% p—设计船时效率，p=50t/h。 所以：Ps1 =

360?1000?0.7=45.2×104 t

100.75?24?52430?104N=Qn/Pt= =0.66 445.2?10第12页 共59页

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即选定泊位为1个 4.4.2 泊位利用率

根据《河港装卸工艺设计手册》泊位利用率可按下式计算：

Kcc?ncw Ncw （4-9）

式中：Kcc—泊位利用率；

ncw—计算泊位数，ncw=0.66； Ncw—取用泊位数，Ncw=1。

根据公式（4-13）算得的泊位利用率需满足合理泊位利用率的要求，否则应设法予以调整。件杂货码头的合理泊位利用率确定根据《河港工程设计规范》件杂货码头的合理泊位利用率范围为0.60~0.75。

Kcc=0.66/1=0.66

综上所述，该件杂货码头的泊位利用率计算过程和结果合理，说明该假定是成立的。

4.5 码头尺寸的确定

根据泊位数的计算本设计为单个泊位，由于考虑到二期工程的进行，泊位的长度的按沿码头前沿线连续布置多个泊位长度计算。可按下列公式计算：

Lb1=L+1.5d （4-10）

式中：Lb1—端部泊位长度（m）

L—设计船型（m），L=67.5m

d—泊位富裕长度按（m）,查《河港总平面设计规范》表3.3.2-1，取d =10m。

所以：Lb1=67.5+2×10=90m

4.6 陆域布置

仓库和堆场主要根据计算确定的库场面积结合具体的条件及其装卸工艺流程进行布置，原则上尽量安排在靠近码头区域。位于前方的仓库、堆场一般都平行于码岸线的布置，其他的后方堆场、仓库则根据铁路线和公路走向进行布置。

库场面积按下式计算：

E?QhKbkKrtdc （4-11）

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式中：

E—仓库或堆场所需容量（t）； Qh—年货运量（t）；

KBK—仓库或堆场不平衡系数, KBK=1.4；

Kr—货物最大入堆场、入场百分比（%）,Kr =0.9； Tyk—仓库或堆场年营运天数（d），取360d； tdc—仓库或堆场在堆场的平均堆存期（d）,tdc =7d； αK—堆场容积利用系数，件杂货取1.0， A?式中：

A——堆场总面积（m2）；

q——单位或有效面积的货物堆存量（t/ m2）, q=1.6 t/ m2；

Kk——堆场总面积利用率，为有效面积占总面积的百分比（%）,Kk=0.65。

30?104?1.4?0.9?7=7350t 所以：E =

360 A=

E （4-12） qKk7350=7070㎡

1.6?0.65

5 装卸工艺

5.1 设计原则

装卸工艺是进行装卸生产的基本工艺,是港口生产活动的基础。为了提高经济效益

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和社会效益的目标,设计出先进的技术,经济合理,安全可靠的装卸工艺流程,来完成一定的货物运量。因此装卸工艺设计必须遵守基本的原则和要求，并参考《河港装卸工艺设计手册》进行设计。

5.2 一般要求

（1）流程的各环节相互协调；装卸机械的选型要立足于国内，尽量采用定型的同类型

产品和系列设施，用于同港口的机械不宜过多以利于港口的管、用、养、修等工作。

（2）对于装卸机械的选型应保证质量安全 （3）对于装卸机械的选型应力求减少操作环节

（4）要对装卸过程的移船和调式作业采用积极有效的措施

（5）选用随伸距而变动起重能力的起重装卸船舶时考虑吊船窗外侧货物的情况下，起

重能力应满足要求。

（6）进行装卸工艺设计时要因地制宜考虑远近结合充分留有发展余地

（7）布置固定式装卸机械设备时，应考虑设备的安装，检修和拆卸和方便，积极推进

大宗散货专业化，件杂货物的成组集装化。

5.3 装卸工艺的布置

河港件杂货装船和卸船作业一般采用下面两种形式：

（1）、输送机系统。主要是用于大宗的货装货物装船和卸船，如粮食、化肥、水泥等

袋装货的专用进、出口码头。

（2）、起重机系统。主要适用于货种比较杂的货物，如日用百杂货、五金钢材生铁、

机械设备等件杂货装卸的通用性进、出口码头。 本设计采用用起重机系统。 5.3.1 装卸机械选择

本设计采用门座式起重机，轨距10.5m，最大起重吨10t，吊臂幅度25m该机型的周期循环作业机械，可同时起升变幅和旋转，幅度变化范围大（7.5—30m）,可装卸船舶舱口范围内任何一点的货物。组成的件杂货可直接吊放在轨道后幅度范围内的堆场上暂存，等待再行装船或装车，可以减少其他流动机械的搬运作业距离。也可以直接装车离开码头。 5.3.2 工艺布置

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在内河港口，门座起重机装卸工艺的布置应根据码头型式、码头前沿作业地带宽度、道路宽度以及有无临时堆放货物的要求等因素来确定。在确定工艺布置时，应注意与今后装卸机械的发展相适应，并留有发展余地。 5.3.2.1 外侧距

起重机外侧轨（靠江侧）中心至码头前沿岸线的距离。为保证装卸作业的正常进行，针对我国目前生产和适用情况，一般定为3m。 5.3.2.2 内侧距

起重机内侧轨中心线至前沿库场或道路边缘的距离应考虑起重机支腿上的支架和扶梯不碰货堆，并留有人行通道，一般定为1.5m。 5.3.2.3 门座起重机的吊幅

根据《河港工程设计规范》,门座起重机的吊幅至少应达到设计船型舱口外侧，且应考虑橡胶护舷的宽度（拟取0.6m）和船只的摆动幅度(拟取1m)，则门座起重机的吊幅为：

R=10.5/2+0.6+1+10.8=17.65m（m）

一般情况下起重量为10t的门机最大幅度可达30m，取R?30m。 5.3.2.4 前方作业地带宽度

门座起重机装卸码头的前方作业地带指码头前沿至一线仓库外墙或一线堆场外边缘或前沿堆场内边缘的距离。其宽度应根据前沿堆场的大小、作业通道的宽度、装卸工艺要求及装卸工艺布置形式等因素来确定，本设计取为50m。 5.3.2.5 前方堆场

前方堆场指在码头前沿门座起重机幅度范围内堆场。使用该堆场，可加快货物周转，减少操作环节，使用率高。本设计预留前方堆场的宽度15m。 5.3.2.6 前方道路

前方道路的位置一般根据码头的性质、作业方式等情况而定，其宽度根据车辆类型、流通量而定。考虑作业的安全，前方道路与前方堆场应留1.5m的距离。本设计前方道路宽度为7m,双向车道。 5.3.2.7 货物交接地带

货物交接地带是保证门座起重机和其它流动机械有一定的交接作业宽度，并在此范围内不堆货，此交接地带一般和前方道路结合在一起考虑的。但在选用流动起重机装卸船或选用门坐起重机装卸船，且不在码头前沿设铁路线时，可不需另行考虑

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交接地带。门座起重机和流动接卸交接货物地带一般是布置在垂直岸线的道路中，其宽度一般情况不小于6m。当交接地带布置在前沿堆场后时，或交接地带的纵向宽度一般不小于3m。本设计取为4m。 5.3.2.8 仓库跨度

仓库的跨度愈大，面积利用率就高，但单位面积造价也相应增加。根据施工条件合理选择仓库的跨度，仓库跨度不应小于12m，拟取40m；库中柱间距离取12m；仓库长度一般与泊位长度相适应，拟取80m；件杂货仓库选用单层，净高不得小于6m，拟取6m。 5.3.2.9 制动距离

仓库与前方作业通道或一、二线道路相邻接时，仓库至道路之间应留有装卸运输机械的制动距离。此距离应根据进出库的机械类型和进出库门的行驶速度而确定，一般对于流动机械采用6m。 5.3.2.10 站台

仓库站台宽度应按装卸火车或汽车的撰写机械类型和作业方式确定。仓库站台宜设雨棚，雨棚的净空高度和支柱设置应符合铁路建筑界限的有关规定，不得影响汽车装卸作业。霞凝港拟建港区没有铁路运输线，所以件杂货仓库一般可不必设置专门站台。

5.4 设计主要参数

（1）年设计吞吐量：30万吨。 （2）设计船型：1000t驳舶。 （3）年作业天数：

码头作业天数：360天。 堆场作业天数：360天。

（4）、泊位利用率：综合考虑装卸效率、泊位数等，定为66%。 （5）、作业班次：三班制。

5.5 装卸工艺流程

件杂货装卸工艺：

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驳船门机牵引车叉车仓库叉车汽车门座式起重机

图5.1装卸工艺流程图

5.6 装卸机械台时效率

装卸机械确定后，即可确定各装卸机械的台时效率。 5.6.1 装卸船机械

件杂货码头门座起重机台时效率可取45~50 t/台时，拟取50 t/台时。 5.6.2 库、场装卸机械 （1）、仓库装卸机械

电池叉式装卸车台时效率可取25~30 t/台时，拟取25 t/台时。 （2）、堆场装卸机械

件杂货码头内燃叉式装卸车台时效率可取15~18 t/台时，拟取15t/台时。 5.6.3 水平运输机械

牵引车台时效率的确定方法如下：

内河码头纵深一般不超过400m，考虑牵引车转向、绕弯等因素，牵引车的平均运距拟取为600m。

牵引车在港区内的行车速度，根据《河港工程设计规范》（GB 50192-93）附录E拟取15km/h，即4.17m/s。

牵引车在码头前沿作业地带和库场之间的来回时间为：

600600??288（s） 4.174.17牵引车脱钩换挂车时间（前沿作业地带和库场各一次）拟取：

60×2=120（s）

则牵引车完成一次循环作业所需时间为：

288+120=408（s）

牵引车一小时内的循环作业次数为：

3600?8.82（次） 408考虑出勤率及其它因素的影响，牵引车一小时内的循环作业次数拟取为8次。

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牵引车载重量选用5t，则牵引车的台时效率为：

8×5=40 （t/台时）

5.6.4 装卸车辆机械

内燃叉式装卸车台时效率可取15~18 t/台时，拟取18t/台时。

5.7 装卸机械选型

表5-1 主要装卸工艺设备表

序号 1 2 3 4 5 机械类型 门座式起重机 内燃叉车 牵引车 平板车 载重汽车 规格及型号 10t-25m G2141 5t / 20 年操作吨（t） 300000 300000 300000 300000 300000 设备生产率(t/台) 50 15 40 — 20 5.8 装卸机械数量

装卸机械数量应根据作业线数和工艺流程的需要配置，可根据货种、运量和台时效率计算。装卸机械数量按下式确定：

N??Qj8760KjLpj （5-1）

式中： N—某种装卸机械数量台数（台）；

； Qj—某种装卸机械数量分货种的年起重运输吨（t）

KjL—机械利用率，应按各港统计资料分析确定，新建港口可按下值用：

一班制取0.15～0.20；两班制取0.30～0.35；三班制取0.4～0.5，电动机取大值，内燃机取小值；本设计取三班制，KjL=0.45；

pj—各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 主要装卸机械数量表

序号 1 机械类型 门座式起重机 Qj（t） 300000 KjL 0.45 pj(吨/台时) 50 实取值N（台） 2 第19页 共59页

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2 3 4 5 内燃叉车 牵引车 平板车 载重汽车 300000 300000 300000 300000 0.45 0.45 / 0.45 15 40 / 20 6 2 6 4 5.9 装卸工人数

装卸工人总数应为装卸工人数和辅助工人数之和。装卸工人数应根据泊位作业线数、班次、和每条作业线的配工人数等确定。

装卸工人数在装卸工艺方案设计时，可按下式计算：

NZ?nZnbnr （5-2）

(1?Kzl)KZZ式中：Nz—装卸工人数（人）

nZ—作业线数，取nZ=2；

nb—昼夜作业班次数（人）nb=3；

（人）, 根据《港口码头劳动定员标准—件杂货码头》（JT/T nr—每条作业线配工数

331.2—1996）第2.1条和表1，对非成组件货，“船←→库场”操作过程每条作业线配工人数可取12~17人，拟取12人；“车←→库场”可取10~12人，拟取12人；加权平均后，每条作业线配工人数为12人,即nr=12人。

KZL—装卸工人轮休率，可取2/7；

KZZ—装卸工人出勤率，一般取90%～95%，KZZ=0.95。

所以： NZ?2?3?12?102人。

(1?2/7)?0.95辅助工人数一般按装卸工人数的5%～10%计算，取8%； 所以 102×8%=9 取9人。

机械司机人数可根据机械类型及数量按表5-3确定。

表5-3 司机数目计算表

序号 1 机械类型 门座起重机 单位 台 数量 2 定额（人/台） 7 司机（人） 14 第20页 共59页

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2 内燃叉车 台 6 7/2 21 3 牵引车 台 2 7/2 7 4 平板车 台 3 / 6 5 载重汽车 台 4 7/2 14 合计 62 5.10 主要技术经济指标

5.10.1 劳动生产率

劳动生产率按下列公式计算：

Pgz=

QnN r?NZ式中：

Pgz—劳动生产率；

Qn—年操作吨数（t）

，Qn=300000t； Nr—装卸工人总数（人）

，Nr=111人； NZ—司机人数（人），NZ=62人； 所以： Pgz= 300000111?62=1734.1 t/人

5.10.2 设计年通过能力

由4.6泊位数计算得设计年通过能力为：

Pt=45.2×104t

5.10.3 装卸一艘设计船型时间

装卸一艘设计船型的时间可按下式计算：

tc =

tz?tft d?t s式中：

tc—装卸一艘设计船型的时间（昼夜/艘次）

； tz—装、卸一艘该类船舶所需的纯装、卸时间；

第21页 共59页

5-3）5-4）（

（

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，内河船舶可取0.75~2.5h,tf—该类型船舶装卸辅助与技术作业时间之总和（h）

拟取1.5h；

td—昼夜法定工作小时数(h)，根据工作班次确定：三班制取24h； ts—昼夜泊位非生产时间之和(h)，三班制可取4.5~6h，拟取5h。

所以： tc =5.10.4 主要技术经济指标表

霞凝粮食码头主要技术经济指标列于表5-4.

表5- 霞凝粮食码头头主要技术经济指标表

序号 1 2 3 4 5 项目 泊位数 年吞吐量 年设计通过能力 小时生产效率 库场面积 生产工人数 6 其中： 装卸工人数 机械司机人数 7 8 9 10 昼夜作业班次 泊位利用率 劳动生产率 装卸一艘设计船型时间 单位 个 10t 10t 4410?0.75=0.57 h

24?5件杂货码头 1 30 45.2 50 184 175 111 73 3 0.66 1734.1 0.57 t/h m2 人 人 人 班 % t/人·年 d/艘次

6 荷载计算

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6.1 设计依据

6.1.1 设计船型

长×宽×满载吃水深=67.5×10.8×2（米） 6.1.2 结构安全等级

对于一般港口的主要建筑物，结构安全等级为2级。 6.1.3 建筑物尺度

码头总长90米，码头前沿设计水深2.6米，码头前沿高程取37米，码头底高程为19米，码头高度为18米。 6.1.4 自然条件 （1）设计水位

设计高水位：35.4米； 设计低水位：23.37米；施工水位： 30米。 （2）地震设计烈度：Ⅵ度

6.2 荷载确定

6.2.1 堆货荷载

对于1000吨的散货码头，门座起重机的轨距是10.5米，前轨道距码头前沿线 3米，后轨安全距离为1.5米。根据《港口工程荷载规范》，取q1?30kpa。 6.2.2 材料重度标准值 见下表6-1

表6-1 材料重度标准表

重度KN/m 水上 混凝土胸墙 钢筋混凝土沉箱 块石 24 25 18 水下 14 15 10 45 3材料名称 内摩擦角（度） 6.2.3 船舶荷载

船舶荷载主要有系缆力，撞击力和挤靠力。

船舶系缆力按《港口工程荷载规范》第10.4条计算 矿石船受风面积按下列公式计算：

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半载或压载时： logAxw?0.283?0.727logDW （6-1） logAyw?0.283?0.628logDW （6-2） 式中： Axw、Ayw—分别为船体水面以上横向和纵向受风面积（㎡）。 DW—船舶载重量（t）。

算出： Axw?291.07m2 Ayw?79.98m2 6.2.3.1 作用于船舶上的水流力

（1）水流对船舶上作用产生的水流力，船首横向和船尾横向分力按下式计算：

??Cxscv2B' （6-3） Fxsc2? Fxmc?Cxmcv2B' （6-4）

2式中：Fxsc，Fxmc——分别为水流对船首横向分力和船尾横向分力（KN）；

Cxsc，Cxmc——分别为水流力船首、船尾横向分力系数；

?——水的密度，对淡水?=1.025t/m3； ； v——水流速度（m/s）

2'； B——船舶吃水线以下的横向投影面积（m）

水流力船首、船尾横向分力系数Cxsc，Cxmc按表6-2确定：

表6-2 水流船首船尾分力系数

相对水深 d / D 1.1 1.3 1.5 ??00~150（船首来流） Cxsc 0.14 0.10 0.09 ??1650~1800（船尾来流） Cxsc 0.08 0.07 0.06 Cxmc 0.08 0.05 0.04 Cxmc 0.11 0.08 0.06 注：d——系靠船结构前沿水深（m）；

D——与船体计算装载度时相对应的平均吃水（m）。

由上述计算：d=2.6m；D=2m，d / D=1.3，??1650~1800 ，由此可知：

Cxsc=0.1，Cxmc=0.05

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船舶水面线以下的横向投影面积B'由下式确定：

logB'?4.84?0.612logDW （6-5）

可得B'=208.9m2； 水流流速为V水=1.0 m/s，则：

Fxsc=0.1×

1×0.5×12×208.9=10.45(KN) Fxmc=0.05×

1×0.5×12×208.9=5.22(KN) (2)水流对船舶作用产生的水流纵向分力按下式计算：

Fyc?C?yc2v2S 式中：Fyc——水流对船舶作用产生的水流力纵向分力（KN）；

Cyc——水流力纵向分力系数；

?——水的密度，对淡水?=1t/m3； v——水流速度（m/s）

； S——船舶吃水线以下的表面积（m2）；

其中，水流纵向分力系数可按下式确定：

Cyc?0.046R?e0.314?b 式中：Re——水流对船舶作用的雷诺数；

b——系数；

水流对船舶作用的雷诺数按下式算：

Re?vL? 式中：v——水流速度（m/s）；

L——船舶吃水长度（m）；

?——水的运动粘性系数（m2/s）

； 船舶吃水线以下的表面积S按下式确定：

S?1.7LD?CbL B 式中： L——船长（m）；

D——船舶吃水（m）；

第25页 共59页

6-6）

6-7）

6-8）

6-9）

（ （ （ （

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B——船宽（m）；

Cb——船舶方形系数；

船舶方形系数Cb取0.625，B / D=5.4；查荷载规范附录E表E.0.9，得b取0.004；由荷载规范附录E表E.0.8，查得?取1.1?10?4m2/s；故有：

Re?vL1?67.5?2410==122.7× ?4?1.1?10 104)?0.314+0.004=0.0096 Cyc=0.046?(122.7× S=1.7?250?14.3+0.825?250?43=14946.25(m2) Fyc=0.0096?0.5?1?12?685.25=32.86(KN)

（3）作用与船舶上计算风压力的垂直与码头前沿线的横向风力和平衡于平行于码头前

沿线的纵向风力计算：

Fxw?73.6?10?5AxwVx? （6-10）

Fyw?49.0?105AywVy? （6-11） 式中 Fxw,Fyw—— 作用在船舶上的计算风压力的横向与纵向分力； Axw,Ayw—— 船体水面以上横向和纵向受风面积；

Vx,Vy —— 设计风速的横向和纵向分量，取Vx,Vy=22m/s； ? —— 风压不均匀折减系数，内插法求得为0.9。 算出： Fxw=93.32KN Fyw=18.91KN

（4）系缆力标准值N及其垂直于码头前沿线的横向分力Nx，平行于码头纵向分力

Ny和垂直于码头面的竖向分力Nz按下列公式计算：

N?22Kn??FxFy????? （6-12） ?sin?cos?cos?sin?? Nx?Nsin?cos? （6-13）

?si?n （6-14） Ny?Ncos第26页 共59页

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Nz?Nsin? （6-15）

式中：N，Nx，Ny，Nz——分别为系缆力标准值及其横向、纵向和竖向分力（KN）

?Fx，

?Fy——分别为可能同时出现的风和水流对船舶作用产生的横

向分力和及纵向分力总和（KN）；

K——系船柱受力分布不均匀系数，取1.3；

n——计算船舶同时受力的系船柱数目；

； ?——系船缆的水平投影与码头前沿线所成的夹角（度）； ?——系船缆与水平面之间的夹角（度）

由分析计算，可能同时出现的风和水流对船舶作用产生的横向总和及纵向总和： 情形1：vx=22 m/s，vy=0；

?Fx=Fxw+Fxsc+Fxmc=93.32+10.45+5.22=108.28 KN

?F情形2：vx=0，vy=22 m/s；

y=Fyc=32.86 KN

?Fx=Fxsc+Fxmc=10.45+5.22=15.67 KN =Fyw+Fyc=32.86+18.91=51.77 KN

?Fy受力系船柱数目和间距可按表6-3选用：

表6-3 受力系船柱数目和间距

船舶总长（m） 受力系船柱数目n 系船柱间距a（m） ?100 120~150 2 20 3 25 150~200 4 30 200~250 5~6 30 250~300 7~8 30 根据总长为67.5m的设计船型，选n = 2，a =20 m,1个泊位共2个。 系船缆夹角?,?确定见表6-4：

表6-4 系船缆绳夹角

系船缆夹角（结构类型 0） ? 第27页 共59页

? 长沙霞凝国家粮库码头一期工程沉箱码头设计

河港码头 海港码头 30 30 0 15 由于本码头水位落差较大，按海港码头规范取值，а=300，β=300 ，

船舶总长67.5m，取N=6，K=1.2。

由上可以算得两种情形下的系缆力标准值N：

情形1：N?1.2?108.2832.86? =197.76 KN ??????2?sin30cos30cos30cos30??1.2?15.6751.77? =94.11 KN ???????2?sin30cos30cos30cos30?情形2：N?算得： N=197.76 KN

根据“荷载规范”第10.4.5条规定，1000吨级船舶计算系缆力小于100KN时，应按100KN计算。因此，取系缆力标准值为100KN。 NX=200sin300cos300=86.6KN Ny=200cos300sin300=86.6KN Nz=200sin300=100KN

由系缆力引起的垂直，水平作用的倾覆力矩分别为： PRV?Nz/15?29.69KN/m 6.2.3.2 挤靠力

船舶挤靠力应考虑风向和水流对计算船舶作用产生的横向分力总和∑Fx，当橡胶护舷间断布置时，挤靠力标准值可按下式计算： Fj'?Kj'?FxnPRH?Nx/15?25.71KN/mMPR??2.88?3?2.88?19?46.8KN?m/m

（6-16）

Fj′— 橡胶护舷间断布置时，作用于一个橡胶护舷上的挤靠力标准值（KN）； Kj′— 挤靠力不均匀系数，取1.2；

n — 与船舶接触的橡胶护舷的组数或个数； Fj'?6.2.3.3 撞击力

第28页 共59页

Kj'?Fxn=1.2×(93.32+10.45+5.22)/6=21.66 kN

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船舶靠岸时的有效撞击能量可按下式计算： Eo? 式中：

M—船舶质量（t）,按满载排水量计算；

V—船舶靠岸法向速度，河船满载排水量1000＜W＜2000t时，Vn为

?2?M?Vn2 （6-17）

0.25-0.35m/s，取Vn=0.3m/s；

满载排水量：

log?f?0.177?0.991logDW log?f?3.15

M??f?1412.5t E0?1412.5?0.3?0.32?47.7KJ

选用H500L1500L-5Z-D型橡胶护舷,则吸收47.7KJ的能量反力为700 KN。

7 码头结构方案设计

7.1 码头结构形式选择原则

第29页 共59页

6-18） （ 长沙霞凝国家粮库码头一期工程沉箱码头设计

码头建筑物是港口的重要组成部分和主干工程。码头的特点是荷载复杂（包括各种自然力、使用荷载和施工荷载等），施工条件差、投资大。码头结构型式一般应根据当地自然条件、码头建筑物的使用要求和施工条件决定。自然条件、使用要求和施工条件简称为选型的“三要素”。

7.1.1 使用要求与结构选型的关系

结构型式必须满足使用上的要求。在一定的自然和施工条件下，使用要求是码头结构型式的决定因素。使用对结构型式的要求主要有以下几方面： （1）满足码头装卸工艺的要求

这是在选型之前必须确定的首要问题。主要包括：码头平面的形状（顺岸或突堤）码头面高程及水深、装卸运输机械的类型、布置、使用荷载等。

（2）满足船舶泊稳的要求

对掩护条件较差的码头，结构选型必须考虑满足船舶泊稳的要求。应选择透空式或局部透空的码头结构型式。对港池波浪集中的局部地区，码头结构型式亦应选择透空消浪的结构型式，以改善码头的泊稳条件。 （3）码头实用耐久

码头前方结构要便于船舶停靠。在各种可能的最不利荷载的组合作用下具有足够的强度和整体稳定性，不得发生过大的位移和沉降而影响使用。 (4) 便于码头附属设备的设置及安装 7.1.2 自然条件与结构的选型的关系

自然条件往往对结构的型式的选择起着关键的作用，它一般决定着结构选型的类别而且是影响造价的主要因素。 （1）地质条件

结构型式必须和地质条件相适应，否则会增加码头的造价，甚至产生过大的位移或沉降，影响正常的使用。对于岩石、砂及其较硬的粘性土地基（其内摩擦角大于250）。一般采用重力式结构；对中等密实的土壤地基且其下部无较坚硬的持力层时，一般采用板桩结构；对上部地基较软弱（如淤泥质黏土或淤泥），在地基的适当深度存在较坚硬的持力层时，主要采用高桩结构。对表层有不厚的软土层且下卧有坚硬的土壤或岩石地基时，可在换砂处理后，采用重力式结构。工程实践证明，适合重力码头的地质条件下，建造高桩式码头，将使工程造价大幅度的增加。 （2）水位变化条件

第30页 共59页

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37.035.434.034.5堆货荷载产生的土压力贮仓压力6.19.6212.2土压力26.04.56kpa4.95kpa7.6kpa5.16kpa19.032.43kpa

图7.1 设计高水位作用分布图（标高单位：m）

37.05.16kpa8.37kpa土压力34.034.59.29kpa38.03kpa45.48kpa堆货荷载产生的土压力23.3726.0贮仓压力6.19.6212.219.04.56kpa

图7.2 设计低水位作用分布图（标高单位：m）

表7-2 设计高水位自重计算

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计算结果项目 15.4×15×15 沉箱前、后面板、0.8×纵隔墙 沉箱侧板、横隔墙 沉箱底板 沉箱前后趾 沉箱竖抹角 沉箱底抹角 沉箱内填石1 7.0×0.4×15×15 0.5×（0.5+0.8）×1.0×15×15×2 0.5×0.22×15.4×32×15 0.5×0.22×（2.8+3）×2×8×15 〔（3.35×3.1×7.4-0.5×0.22×7.4×4-0.5×0.22×（2.8+3）×2〕×4×11 沉箱内填石2 〔（3.7×3.1×15.4-0.5×0.22×15.4×4-0.5×3345.72 0.22×（2.8+3）×2〕×4×11 胸墙1 胸墙2 胸墙3 沉箱上填石1 沉箱上填石2 沉箱后趾填石 1.5×24×2×15 （0.1×24+0.9×14）×3.5×15 0.5×14×7×15 18×1.5×6×15 （0.1×18+0.9×11）×4.5×15 0.5×（14.7+15）×15×11 1080 787.5 735 2430 789.75 2450.75 24179.36 1161.96 630 292.5 147.84 27.12 6973.08 1.2×15.4×3.1×2×15 1718.60 计算式 （KN） 2772 力臂（m） 稳定力矩KN?m 4.5 12474 4.5 7733.7 4.5 4.5 4.5 4.5 6.05 2835 1316.25 665.28 122.04 42187.134 2.85 9535.30 2 2.75 4.5 6 6.25 8.5 2160 2165.63 3307.5 14580 4935.94 20827.13 124844.01 8322.93 ?

每延米自重 （2）、设计低水位

示意图式见图7.2，计算见表7-3

表7-3 设计低水位自重计算

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项目 计算式 计算结果（KN） 力臂（m） 稳定力矩KN?m 4.5 17620.02 沉箱前、后面板、0.8×（10.73×25+3.87×15）×15 纵隔墙 沉箱侧板、横隔墙 沉箱底板 沉箱前后趾 沉箱竖抹角 沉箱底抹角 沉箱内填石1 7.0×0.4×15×15 0.5×（0.5+0.8）×1.0×15×15×2 0.5×0.22×（10.73×25+3.87×15）×32 0.5×0.22×（2.8+3）×2×8×15 〔（3.35×3.1×2.73-0.5×0.22×2×4）〕×4×25+3.35×3.1×3.87-0.5×0.22×3.8×4-0.5×0.22×（2.8+3）〕×4×11 沉箱内填石2 〔（3.35×3.1×8-0.5×0.22×8×4）〕×4×25+3.35×3.1×10.73-0.5×0.22×（2.8+3）×2〕×4×11 胸墙1 胸墙2 胸墙3 沉箱上填石1 沉箱上填石2 沉箱后趾填石 1.5×24×2×15 1×3.5×15×24 0.5×24×7×15 18×1.5×6×15 1×4.5×15×18 0.5×12.7×15×11+1×8.5×15×18 （10.73×25+3.87×15）×2×15 3915.6 2427.67 4.5 10924.52 630 292.5 208.83 27.12 4558.26 4.5 4.5 4.5 4.5 6.05 2835 1316.25 939.74 122.04 12991.04 13099.224 2.85 79250.31 1080 1260 1260 2430 1215 3342.75 35747.55 2383.17 2 2.75 4.5 6 6.25 8.5 2160 3465 5670 14580 7593.75 28413.38 188884.91 12525.42 ?

每延米自重 （3）施工期计算

施工期自重力由沉箱和沉箱内填石组成，按设计高水位计算，根据上表中沉箱自重和沉箱内填石自重的计算结果得

?Gi?15906.86KN

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?Mi6.05+后仓填石×2.85 ?沉箱自重力矩+前仓填石重×

=25146.27+6973.08×6.05+3345.72×2.85 =76868.71（KN?m）

G?15906.86/15?1060.46?KN/m?

M?76868.71/15?5124.58?KN/m?

7.4.2 土压力标准值

码头后填料为块石，水上重度为18KN/m3，水下重度为11KN/m3，内摩擦角?=450，沉箱顶面以下考虑墙背外摩擦角δ=

?3?150。

作用与码头墙背的土压力按《重力式码头设计与施工规范》有关规定进行计算。 主动土压力系数按下列公式计算：

Kan?tg2(450?)， （7-1）

2?则：Kan450?tg(45?)?0.172

220沉箱顶面以下查规范表B.0.3-1得Kan?0.16

Kax?Kancos??0.16?cos150?0.15 （7-2）

Kay?Kansin??0.16?sin150?0.041 （7-3）

土压力标准值按下式计算：

en1?(??ihi)Kanco?s （7-4）

i?0nn?1 en2?(??ihi)Kanco?s （7-5）

i?0式中：cos??1 7.4.2.1 码头后填料土压力 A 设计高水位情况：

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e37.0?0kpae35.4?18?1.6?0.172?4.95kpa e34.0?(18?1.6?1.4?1)?0.172?7.6kpa'e34)?0.155?6.85kpa.0?(18?1.6?1.4?11

e19.0?(18?1.6?1.4?11?15?11)?0.155?32.43kpa土压力强度分布见图7.1。 土压力引起的水平作用：

EH?111?4.95?1.6?(4.95?7.6)?1.4?(6.85?32.43)?15 222 =3.96+8.785+294.6=307.35（KN/m）

土压力引起的竖向作用：

EV?294.6?tg150?78.94(KN/m) 土压力引起的倾覆力矩：

?(2?4.95?7.6)?1.4?1MEH?3.96?(?1.6?16.04)?8.875???15??3?3(4.95?7.6)?294.6?15?(2?6.85?32.43)?1933.83(KN?m/m)3(6.85?32.43)

土压力引起的稳定力矩：

MEV?78.94?8?631.52(KN?m/m) B 设计低水位情况：

e37.0?0kpae34.0?18?3?0.172?9.29kpa e34.0?18?3?0.155?8.37kpa'e23.37?(18?3?18?10.63)?0.155?38.03kpa

e19.0?(18?3?18?10.63?11?4.37)?0.155?45.48kpa土压力分布见图7.2 土压力引起的水平作用：

EH?111?3?9.29?(8.37?38.03)?10.63?(38.03?45.48)?4.37 222 =13.92+246.61+182.46=443.0（KN/m）

土压力引起的竖向作用：

EV?(246.61?182.46)?tg150?114.97(KN/m) 土压力引起的倾覆力矩：

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