沉箱重力式码头课程教学设计计算书

目录

第一章设计资料

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第二章码头标准断面设计------------------------ 5

第三章沉箱设计

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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

1.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。

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-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

(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。

表1

(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7.0.3-2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：146×22×13.1×8.7m

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=沉箱顶标高－（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+Z1+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%－Z1=0.5×1.0－0.6=﹣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－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

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L b=L+2d（设计船长+富裕长度），其中L=146m，d=12~15m，取d=15m，L b=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11×16.00+10×0.05=176.50m。

2.沉箱长度

沉箱长度取16.00m。

3.沉箱高度

沉箱高度=沉箱顶标高－沉箱底标高=2.90－（﹣8.50）=11.40m

4.沉箱宽度