华北水院沉箱码头设计

第一章港口设计基本资料

一．港口

港口是具有水陆联运设备和条件，供船舶安全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。由于港口是联系陆腹地和海洋运输(国际航空运输)的一个天然界面，因此，人们也把港口作为国际物流的一个特殊结点。

在中国沿海港口建设重点围绕煤炭、集装箱、进口铁矿石、粮食、陆岛滚装、深水出海航道等运输系统进行，特别加强了集装箱运输系统的建设。政府集中力量在、、、、、和等多个港口建设了一批深水集装箱码头，为中国集装箱枢纽港的形成奠定了基础；煤炭运输系统建设进一步加强，新建成一批煤炭装卸船码头。同时，改建、扩建了一批进口原油、铁矿石码头。到2004年底，沿海港口共有中级以上泊位2500多个，其中万吨级泊位650多个；全年完成集装箱吞吐量6150万标准箱，跃居世界第一位。一些大港口年总吞吐量超过亿吨，港、港、港、港、港、港、港、港八个港口已进入集装箱港口世界50强。

二．沉箱码头设计基本资料

某港口根据发展需要，拟建一个2000DWT的钢铁码头，共3个泊位。该工程为顺岸式平面布置形式。经过方案比选，决定采用重力式沉箱码头形式。沉箱填料采用块石，沉箱后填料采用块石、中砂，沉箱顶面以上填中砂。

(1).船型

规划设计时按以下设计船型考虑

(2).结构安全等级

结构安全等级为二级

(3).自然条件

1.水文条件

施工水位：2.0m；设计风速(取台风过境情况时最大风速)：V x=V y=25m/s；水流速度：V=1.5m/s；波浪高度：H1%=2.40m/s；波浪周期：T=3.3s

2.地质资料

码头所在地为淤泥粘土地基，地基承载力设计值[σ]=240kPa；码头设抛石机床，抛石机床承载力设计值[σr]=600kPa。

混凝土沉箱与抛石基床摩擦系数设计值为f=0.60；抛石基床与地基摩擦力系数设计值为f=0.38。

3.地震基本烈度为6级。

(4).码头面荷载

1.堆货荷载：q=30kPa，距码头前沿

2.6m，共3m。

2.门机荷载

荷载代号：M n-3-25，最大起重量10t，最大幅度25m，自重145t，轨距10.5m，支腿纵距10.5m，荷载250kN。

(5).材料重度标准值

第二章港池特征水位、特征尺寸计算及

沉箱尺寸拟定

一．港池特征水位及特征尺寸

(1).码头前沿设计高程

设计高程=Max(设计高程，极端高程)

在本次设计中，设计高程=设计高水位+超高值=4.10m

设计高水位取3.10m超高值取1.0m

极端高程=极端高水位+超高值=4.5m

极端高水位取4.05m,超高值取0.45m

显然，设计高程=4.5m

(2).码头前沿设计水深

D=T+Z1+Z2+Z3+Z4=5.1m

T为设计船型满载吃水本设计中T取4.2m

Z1为龙骨下最小富裕深度本设计中取0.2m

Z2为波浪富裕深度本设计中取0m

Z3为船舶因配载不均匀而增加的尾吃水本设计中取0.3m Z4为备淤深度本设计中取0.4m

(3).码头前沿设计底高程

码头前沿设计底高程=设计低水位-D=0.6-5.1=-4.5m

本设计中设计低水位为0.6m

(4).码头前沿长度

L1=3L+2d+1.5*2*d=288m

L为船长，取76m，d为船宽，取12m

(5).码头前沿水域宽度

D1取3~4倍设计船型宽度，取36m

(6).船舶掉头水域(回旋水域)

为1.5~3倍设计船型长度，取2倍，为152m

(7).航道宽度(双向)

W=8B=96m

其中B为船宽

(8).港池锚地面积

A m=L m*

B m=7296m2

L m=(1.6~2.0)*L=152m

取2.0倍，L为设计船型长度。

B m=(4.0~4.5)*B=48m

取4.0倍，B为设计船型宽度。

二．沉箱码头结构尺寸拟定

1.沉箱结构及尺寸

1.1.沉箱高度H

H=箱顶高程-底高程=7.0m

箱顶高程一般比施工水位高0.4~0.6m，施工水位为2.0m，取

2.5m。底高程为前文所得，为-4.5m。

1.2.沉箱宽度

B=(0.45~0.6)H=4.0m。

1.3.前后趾

按规定宽度取0.8m~1m，在这里取0.8m。前端面高0.3m，后断面高0.5m。

1.4.沉箱前后壁厚度以及底板厚度

取沉箱前后壁厚度为300mm，底板厚度为400mm。

1.5.缝宽

按规定取20~50mm，在这里取50mm。

1.6.沉箱长度

取24m，一共12个沉箱。

1.7.分隔板(侧板)厚度及个数

厚度为200mm，取横隔板，间距为4m, 共5个。

1.8.前后面板厚度及底板厚度

前后面板厚度为300mm，底板厚度为400mm。

1.9.加强角

加强角的尺寸为200mm*200mm。

1.10.胸墙

胸墙的高度=码头前沿设计高程-胸墙底高程=2.2m

码头前沿设计高程为4.5m，胸墙底高程低于沉箱顶高程0.2m

为2.3m。

胸墙的宽度和沉箱宽度相同，为4.0m，为阶梯状，顶宽不小于0.8m，取1.5m，胸墙二级宽度为2.5m。一级高度为0.45m。

1.11.沉箱填料及接头形式

沉箱填料为块石，高度为填满整个沉箱。回填的沉箱之间应选用平接，选取裂缝为5cm。

2.基床结构设计

2.1.基床底宽

底宽=B+前趾+后趾宽度+1.5d+0.5d=9.6m

B为沉箱宽度为4m，前趾+后趾宽度为1.6m，d为基床厚度，取2m。

2.2.基床肩宽

外肩宽为1.5d=3m，肩宽为0.5d=1m。

2.3.基床底坡

底坡为1:2。

3.墙后回填

3.1.抛石棱体设计