重力式码头计算报告书
沉箱重力式码头课程设计报告计算书
寸录第一章设计资料----------------------- 3第二章码头标准断面设计--------------- 5第三章沉箱设计----------------------- 11第四章作用标准值分类及计算 ------------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。
（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LX型宽BX型深HX满载吃水T: 146 X 22X 13.1 X 8.7m第二章码头标准断面设计第一节码头各部分标高（一一）码头（胸墙）顶标咼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。
重力式码头
时的土压力计算
图2－3－2
二. 重力式码头上的作用
4 船舶荷载
船舶撞击力和挤靠力：验算稳定性时一般不考虑。 系缆力：平行码头线、垂直地面、垂直码头线 (要考虑)
分布：图2－3－3
5 地面使用荷载 一般只考虑堆货荷载、门机荷载和铁路
荷载 按最不利情况进行布置 6 波浪力
三 重力式码头的一般计算
2 剩余水压力 剩余水头：墙前计算低水位与墙后地下水位 的水位差。 剩余水压力：由剩余水头产生的水压力。 根据码头排水条件和填料透水性 能确定。
二 重力式码头上的作用
3 土压力 计算理论: 库仑理论、郎肯理论和索科洛夫斯基理论
1)码头墙后主动土压力 (1)无粘性填料的（ 150 '）墙背主动土压力 ' ：为第二破裂角
（图2－1－9）
适用码头：岸壁式码头
岸壁式码头缺点
解决办法－－开孔 开孔方法
三. 扶壁码头
扶壁结构是由立板、底 板和肋板互相整体连接 而成的钢筋混凝土结构
按肋板数分为单肋、双 肋和多肋
四. 大直径圆筒码头
主要有预制的大直径 薄壁钢筋混凝土无底 圆筒组成。
可沉入地基中，也可 放在抛石基床上。
优点 ：结构简单、混 凝土和钢材用量少、 适应性强，可不作抛 石基床，造价低，施 工速度快。
(1)土源丰富,运距近,取填方便； (2)回填易于密实,沉降量小，有足够的承载力； (3)产生的土压力小，通常用砂、块石、炉渣。
第三节 重力式码头的计算
一 重力式码头设计状况和计算内容 1.三种设计状况
(1)持久状况 (2)短暂状况 (3)偶然状况
一 重力式码头设计状态和计算内容
2.计算内容 表2－3－1
沉箱码头计算书
任务要求：码头设计高水位12米，低水位7.4米，设计船型20000吨，波高小于1米，地面堆货20kpa ，Mh —16—30门座式起重机，地基承载力不足，须抛石基床。
一．拟定码头结构型式和尺寸1． 拟定沉箱尺寸：船舶吨级为20000吨，查规得相应的船型参数：设计船型总长 （m ） 型宽 （m ） 满载吃水 （m ） 18327.610.5即吃水为10.5米。
其自然资料不足，故此码头的前沿水深近似估算为：1.1510.512.1D kT m ==⨯=，设计低水位7.4米，则底高程：7.412.1 4.7m -=-，因此定底高程-5.1m 处。
由于沉箱定高程即为胸墙的底高程，此处胸墙为现浇钢筋混凝土结构，要求满足施工水位高于设计低水位，因此沉箱高度要高于码头前沿水深12.1m 。
综上，选择沉箱尺寸为： 1310.214l b h m m m ⨯⨯=⨯⨯。
下图为沉箱的尺寸图：2．拟定胸墙尺寸：如图，胸墙的顶宽由构造确定，一般不小于0.8m，对于停靠小型河船舶的码头不小于0.5m。
此处设计胸墙的顶宽为 1.0m。
设其底宽为5.5m，检验其滑动和倾覆稳定性要否满足要求：（由于此处现浇胸墙部分钢筋直接由沉箱顶部插入，可认为其抗滑稳定性满足要求，只需验算其抗倾稳定性）设计高水位时胸墙有效重力小于设计低水位时，对于胸墙的整体抗倾不利，故考虑设计高水位时的抗倾稳定。
沉箱为现浇钢筋混凝土，其重度在水上为323.5/kN m ，水下为313.5/kN m ，则在设计高水位时沉箱的自重为：()][()5.511 1.511 1.5 1.5 5.5123.5 3.11 1.5 5.51 3.113.52 4.6 4.[{]62}G -=⨯+⨯⨯⨯-⨯+⨯+⨯+-⨯⨯⨯（）则 227.83G kN =。
自重G 对O 点求矩：G 77.10.533.4967 5.510.47922/3 5.51/3=733.56M kN m =⨯+⨯-⨯⨯+（）（） 。
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------------------------------------- 3第二章码头标准断面设计------------------------ 5第三章沉箱设计------------------------------------- 11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。
重力式码头算例
1、某重力式方块码头，初步拟定的断面尺寸见图，设计计算资料如下 （1）回填1层，水上γ=18KN/m3，水下γ=9KN/m3，φ=30°； 回填2层，水上γ=19KN/m3，水下γ=11KN/m3，φ=45°。
（2）计算水位：5.0m ；不考虑剩余水压力。
朗金主动土压力公式：20=tan 452nan K φ⎛⎫- ⎪⎝⎭，库伦主动土压力公式22cos =cos nan K φ⎡⎢⎢⎣绘制土压力分布图，计算土压力强度、总土压力及土压力产生的倾覆力矩。
答1、土压力计算q=20kpa5.002、土压力计算（1）土压力系数计算回填一层按朗金公式计算土压力：n 0δ=，02020301=tan 45=tan 45=223n an K φ⎛⎫⎛⎫-- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭回填二层按库伦公式计算土压力：0n 15δ=，22cos ==0.194nan K φ⎡⎢⎢⎣（2）土压力强度计算：11183183H a e KP =⨯⨯=0211 1.50.194tan15 3.09H a e KP =⨯⨯⨯=03(18311 1.511 2.12)0.194tan1517.58H a e KP =⨯+⨯+⨯⨯⨯=04(18311 1.511 2.1211 1.38)0.194tan1520.43H a e KP =⨯+⨯+⨯+⨯⨯⨯=5120 6.673H a e KP =⨯=06200.194tan15 3.75H a e KP =⨯⨯=（3）水平土压力分块合力及对前趾的倾覆力矩永久作用：11183272aH E KN =⨯⨯= 1186108EH M KN m =⨯=• 213.09 1.5 2.322aH E KN =⨯⨯= 2 2.3249.28EH M KN m =⨯=• 3 3.09 2.12 6.55aH E KN =⨯= 3 6.55 2.4415.98EH M KN m =⨯=•412.12(17.583.09)15.362aH E KN=⨯⨯-=4115.36( 2.12 1.38)32.053EH M KN m =⨯⨯+=•517.58 1.3824.26aH E KN =⨯= 5124.26 1.3816.742EH M KN m =⨯⨯=•611.38(20.4317.58) 1.972aH E KN=⨯⨯-=611.97 1.380.903EH M KN m =⨯⨯=•77.46Hn E KN ∑= 182.95EHn M KN m ∑=•可变作用：7 6.67320aH E KN =⨯= 720 6.513EH M KN m =⨯=•813.75 2.12 3.982aH E KN=⨯⨯=813.98(1.38 2.12)8.303EH M KN m =⨯+⨯=•9 3.75 1.38 5.18aH E KN =⨯= 915.18 1.38 3.572EH M KN m =⨯⨯=•29.16Hn E KN ∑= 24.87EHn M KN m ∑=•（4）竖向土压力合力及其对后趾的稳定力矩 永久作用：01()tan (77.4627)tan1513.52Vn Hn aH E E E KNδ∑=∑-⨯=-⨯=3.713.52 3.750.03EVn vn M E KN m ∑=∑⨯=⨯=•可变作用：07()tan (29.1620)tan15 2.45qVn Hn aH E E E KNδ∑=∑-⨯=-⨯=3.7 2.45 3.79.07qEVn qvn M E KN m ∑=∑⨯=⨯=•2、某重力式方块码头，初步拟定的断面尺寸见图，设计计算资料如下 （1）重度：混凝土，水上γ=24KN/m3，水下γ=14KN/m3； （2）堆货：q=20KN/m 2。
第2章 重力式码头
三. 扶壁码头
扶壁结构是由立板、底 板和肋板互相整体连接 而成的钢筋混凝土结构 按肋板数分为单肋、双 肋和多肋
四. 大直径圆筒码头
主要有预制的大直径 薄壁钢筋混凝土无底 圆筒组成。
可沉入地基中，也可 放在抛石基床上。 优点 ：结构简单、混 凝土和钢材用量少、 适应性强，可不作抛 石基床，造价低，施 工速度快。
1.三种设计状况
(1)持久状况
(2)短暂状况
(3)偶然状况
一 重力式码头设计状态和计算内容
2.计算内容
表2－3－1
二 重力式码头上的作用
作用分三类 1.永久作用：建筑物自重、固定机械设 备自重力、墙后填料产生的土压力、剩余 水压力等； 2.可变作用：堆货荷载、流动机械荷载、 码头面可变作用产生的土压力、船舶荷载、 冰荷载和波浪力等；
水平分力标准值：
3 土压力
(2) 粘性土的墙后主动土压力计算
当地面水平时，在铅垂墙背或计算垂 面上按下式计算土压力强度（郎肯公式）： 永久作用部分：
eaH hKa 2c K a
eaqH qKa
可变作用部分：
3 土压力
2) 码头墙前被动土压力
当地面水平时，被动土压力
强度按下式计算（郎肯公式） ：
图2-1-1
图2-1-2
图2-1-3
图2-1-4
图2-1-5
图2-1-6
图2-1-7
工形 空 T形
图2-1-8
深层水泥拌合
图2-1-9
图2-1-10
图2-1-11
图2-1-12
图2-1-13
图2-1-14
图2-1-15
图2-1-16
图2-2-1
图2-2-2
某重力式煤码头设计方案及结构计算
某重力式煤码头设计方案及结构计算◎ 邓艳青 广东省航运规划设计院有限公司摘 要：重力式码头作为一种常见的码头结构型式，适用于较好的地基，该种码头结构具有整体性好、结构坚固耐久、对较大集中荷载的适应性以及抵抗船舶水平荷载的能力强、设计和施工较为简单、易于维修等优点。
本文以某重力式煤码头为例，详细阐述了码头结构设计方案，并根据自然条件、靠泊船型及工艺荷载进行结构计算，验证了码头结构的安全可靠性，可为类似工程实践提供参考。
关键词：重力式；煤码头；沉箱；结构设计1.项目概况某工程拟建1个7万吨级煤码头泊位（结构按10万吨级散货船设计预留），码头长366.2m，顶高程8.5m（以当地理论最低潮面为基准，下同），前沿底高程-15.6m。
码头采用重力墩式方沉箱结构，水工建筑物的结构安全等级为Ⅱ级。
2.主要设计参数本工程码头设计参数主要涉及自然条件、靠泊船型及工艺荷载，其中自然条件包括潮位、波浪、水流、风速、工程地质、地震等，靠泊船型包括设计代表船型、兼顾船型及结构预留船型等，具体内容如下：（1）设计水位。
设计高水位：1.81m（高潮累计频率10%）；设计低水位：0.08m（低潮累计频率90%）；极端高水位：3.62m（50年一遇高潮位）；极端低水位：-0.40m（50年一遇低潮位）。
（2）设计波浪要素（见表1）。
（3）设计流速。
水流流速按1.05m/s计算，流向与码头前沿线基本平行。
（4）设计风速。
按瞬时9级风设计，设计风速为22m/s，当大于9级风时船舶按要求离开码头至附近锚地避风。
（5）工程地质。
工程场地陆域多为低山丘陵地貌，勘察区海岸地貌为岩质海岸，未发现不良地质作用的影响。
根据钻探揭示地层情况，拟建码头上覆土层为第四系全新统海相或海陆交互相形成的淤泥类土以及砂类土，下伏燕山期花岗岩的风化残积层、全风化岩、强风化岩、中风化岩等。
根据工程勘查报告提供的各岩、土层的主要涉及参数及物理力学性质指标、各土（岩）层的容许承载力建议值，确定码头持力层为强风化或局部全风化岩。
重力式码头计算报告书
重力式码头计算报告书工程编号: 计算: 校核: 审定:工程条件1.1 设计采用的技术规a．《重力式码头设计与施工规》(JTS 167-2-2009)b．《港口工程荷载规》(JTS 144-1-2010)c．《水运工程混凝土结构设计规》（JTS 151-2011）d．《水运工程抗震设计规》(JTS 146-2012)1.2 工程基本信息码头顶面高程(m):0.00码头前沿泥面高程(m):-6.00结构前水底坡度：1：0.00墙后泥面与水平面夹角(°):0.00不考虑剩余水压力设计高水位(m)：-.5设计低水位(m)：-7各区域角点坐标点编号点坐标X(m) 点高程(m)1 0 0各区域参数梯形挡土墙截面参数结构截面尺寸参数(m):b0(m)=0.80, b1(m)=0.00, b2(m)=1.00, b3(m)=3.50, b4(m)=0.80h1(m)=7.00, h2(m)=1.00墙后填料参数:墙后土层参数土层类型水上重度(kN/m^3)水下重度(kN/m^3)摩擦角(°)水下摩擦角(°)外摩擦角(°)墙后填土17 20 45 45 15基床水上重度(kN/m^3)17,基床水下重度(kN/m^3)20,摩擦系数.6,基床承载力设计值(kPa)600 1.3 土层物理参数土层名称饱和重度(m) 粘聚力(kPa)摩擦角(°)砂砾石20 0 36地基承载力计算按照《港口工程地基规》（JTS 147-1-2010）中5.3.8条条分法计算沉降计算参数沉降计算经验修正系数:0.70容许沉降设计值(mm):20.00开挖土平均重度(kN/m^3):19.00原始泥面线控制点1坐标X（m）:0.00 控制点1坐标Y（m）:0.00控制点2坐标X（m）:50.00 控制点2坐标Y（m）:0.001.4 地基参数1.5 地面均载(荷载向下为正)1.6 系缆力系缆力参数系船柱参数1.7组合信息荷载名称持久组合计算结果2.1荷载计算结果2.1.1,设计低水位自重结构上的计算集中力(竖向力向下为正,水平力向右为正)结构上受到的倾覆滑动力(FH向左为正,FV向下为正,MH向前倾覆为正,MV稳定为正)2.1.2,设计高水位自重结构上的计算集中力(竖向力向下为正,水平力向右为正)结构上受到的倾覆滑动力(FH向左为正,FV向下为正,MH向前倾覆为正,MV稳定为正)2.1.3,土压力(设计低水位)结构上竖向均布力(竖向力向下为正)结构上水平均布力(水平力向右为正)结构上受到的倾覆滑动力(FH向左为正,FV向下为正,MH向前倾覆为正,MV稳定为正)2.1.4,土压力(设计高水位)结构上竖向均布力(竖向力向下为正)结构上水平均布力(水平力向右为正)结构上受到的倾覆滑动力(FH向左为正,FV向下为正,MH向前倾覆为正,MV稳定为正)2.1.5,(设计低水位)地面荷载1结构上竖向均布力(竖向力向下为正)结构上水平均布力(水平力向右为正)结构上受到的倾覆滑动力(FH向左为正,FV向下为正,MH向前倾覆为正,MV稳定为正)2.1.6,(设计高水位)地面荷载1结构上竖向均布力(竖向力向下为正)结构上水平均布力(水平力向右为正)结构上受到的倾覆滑动力(FH向左为正,FV向下为正,MH向前倾覆为正,MV稳定为正)2.2抗倾、抗滑验算2.2.1,持久组合抗滑验算抗倾验算2.3基床承载力验算2.3.1,持久组合抗滑验算2.4地基承载力验算2.4.1,持久组合2.5地基沉降。
港口水工建筑物讲义重力式码头计算
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港口工程
重力式码头的计算
设计状态
重 力 持久状况
式
码
头 的 短暂状况
设
计
状
况
偶然状况
正常条件下，结构使用过程中的状况。 在结构使用期按承载能力极限状态和正常使用 极限状态设计。
结构施工和安装等持续时间较短的状况。 施工期或使用期可能临时承受某种特殊荷载时 按承载能力极限状态设计，必要时也需按正常 使用极限状态设计。
组合三：考虑波浪力作用，波浪力为主导可变作用
组合四：考虑波浪力作用，堆载土压力为主导可变作用
此为一种水位情况，若将水位作为一个组合条件，则可得十几种组合 情况。
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港口工程
重力式码头的一般计算
抗倾稳定性验算（以岸壁式码头为例）
计算时候按平面问题取单宽计算。
组合一：不考虑波浪力作用，可变作用产生的土压力为主导可变作用 ：
短暂效应组合 长期效应
(准永久)组合 长期效应
(准永久)组合
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港口工程
重力式码头的计算—码头上的作用
永久作用
结构自重力
在设计基准期内， 固定设备自重力
根 据 时
其量值随时间的变 化与平均值相比可 忽略不计
墙后填料土压力 剩余水压力
间 的
可变作用
堆货荷载
在设计基准期内， 其量值随时间变化
力 墙后为中砂或细于 潮差
的 确 定
中砂的填料（包括 粘性土）
河港：取决于排水措施和墙前、墙后 地下水位情况
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港口工程
重力式码头的计算—码头上的作用
重力式码头施工实习报告
重力式码头施工实习报告实习时间：2022年6月1日至2022年8月31日一、实习单位概况某重力式码头施工现场位于海边，是一家专业从事海上码头建设的大型施工公司。
公司拥有先进的设备和技术，以及一支经验丰富的施工团队，致力于为客户提供高质量的码头建设服务。
在实习期间，我有幸能够深入到施工现场中，了解到重力式码头施工的整个过程，并参与了一些实际的施工工作，收获颇丰。
二、实习内容及收获1.了解重力式码头施工原理在实习的第一周，我首先进行了理论学习，了解了重力式码头的施工原理和技术要点。
重力式码头是一种以重力固定在海底的码头结构，能够承受海浪和风浪的冲击，具有稳定性强的优点。
通过学习，我对重力式码头的构造和设计有了更深入的了解，为后续的实际操作打下了基础。
2.参与施工现场的实际工作在实习的过程中，我有幸能够参与到施工现场的实际工作中，学习到了很多实用的技术和技巧。
我参与了浇筑混凝土、安装钢筋和模板等工作，学会了如何操作各种施工机械设备，以及如何保障施工现场的安全。
通过实际操作，我不仅提高了自己的实践能力，还加深了对重力式码头施工的了解。
3.学习管理和协作能力在实习期间，我还有幸能够学习到了管理和协作的重要性。
在施工现场中，要保证施工进度和质量，需要各个部门之间的紧密配合和协作。
我了解到了如何与同事合作共同完成任务，如何与领导沟通协调工作，提高了自己的团队合作和沟通能力。
三、实习总结通过这次实习，我不仅学到了关于重力式码头施工的知识和技术，还培养了自己的实践能力和团队合作意识。
在未来的学习和工作中，我会继续努力，不断提升自己的专业能力，成为一名优秀的码头建设工程师。
感谢实习单位的培养和指导，让我在这里收获了很多宝贵的经验和教训。
四、致谢在实习的这段时间里，我要特别感谢实习单位对我的培养和指导，感谢同事们的关心和帮助。
感谢我的指导老师对我的耐心教导和指导，让我在实习中学到了更多的知识和技能。
希望在未来的工作中，我能够继续保持学习的热情，不断提升自己的能力，为社会做出更大的贡献。
论文重力式码头开题报告
论文重力式码头开题报告1. 引言随着国内外贸易的发展，港口的运输需求日益增加。
而传统的码头设施存在一些问题，如高昂的建设成本、工期长、维护费用高等。
为了解决这些问题，各国纷纷开始探索新型的码头设计和建设方案，其中重力式码头备受关注。
本文旨在研究重力式码头的关键技术和优势，为重力式码头的设计和建设提供参考，并对其进行系统的分析和评估。
通过论文的研究，我们希望能够提供一种更加经济、高效且环保的港口解决方案。
2. 研究背景和目的传统的码头多采用填方与砂石垫层构筑，这种构筑方式存在以下几个问题：（1）建设成本高，工期长；（2）维护费用昂贵；（3）存在土质沉降问题。
为了解决这些问题，重力式码头作为一种新型码头建设方案被提出。
重力式码头采用预制混凝土模块化结构，通过模块的自重来承受水平承载力和垂直承载力。
相比传统的码头，重力式码头具有以下优势：（1）建设速度快，工期短；（2）成本相对较低；（3）具备良好的抗震能力；（4）可实现再利用和可持续发展。
本文旨在研究重力式码头的关键技术和优势，评估其适用性和可行性，并提出一种完善的重力式码头设计方案。
3. 研究方法和步骤本论文的研究方法主要包括文献综述和数值分析。
首先，我们将对已有的文献进行综合分析和归纳，了解重力式码头的发展历程、技术原理和应用案例。
通过文献综述，我们可以了解重力式码头在不同地理条件下的适用性和优势。
其次，我们将通过数值分析的方法对重力式码头的结构和基础进行模拟与计算。
数值分析将基于有限元分析理论，通过搭建数值模型和施加荷载来评估重力式码头的力学性能和稳定性。
通过数值分析，我们可以得出结构设计的关键参数和优化方案。
最后，我们将综合文献综述和数值分析的结果，提出一个完善的重力式码头设计方案，并对其进行可行性和经济性的评估。
4. 预期结果通过本次研究，我们预计能够得出以下几个结果：1.通过文献综述，我们将全面了解重力式码头的发展历程、技术原理和应用案例，为进一步的研究提供基础和参考。
重力式沉箱码头稳定性计算书
码头结构整体稳定性计算书设计:校对:审核:1、设计条件1）设计船型设计代表船型见下表。
设计船型表2）结构安全等级结构安全等级为二级。
3）自然条件（1）设计水位设计高水位（高潮位累计频率10%）： 1.76m设计低水位（低潮位累计频率90%）: +0.0m极端高水位（重现期50年一遇）：+2.66m极端低水位（重现期50年一遇）：-1.71m施工水位： 1.40m（2）波浪海西湾内波高H1%=2.67m。
（3）地质资料码头基床底面全部座落在全风化花岗岩层，风化岩承载力容许值为f=340kPa。
（4）码头面荷载a.门座起重机靠海侧轨道至码头前沿20kPa,其余30kPa。
b.起重机荷载：码头设40吨门座起重机。
轮数48,轮压垂直方向（非工作状态）200kN，（工作状态）250kN，水平轮压35kN，基距12m，轮距840-980-840-840-840-980-840-840-840 -980-840（5）材料重度材料重度及内摩擦角标准值2、作用分类及计算2.1结构自重力计算（1）极端高水位情况：计算图示见下图极端高水位作用分布图极端高水位自重作用计算表(2)设计高水位情况:设计高水作用分布图设计低水作用分布图(3)设计低水位情况:2.2 土压力强度计算码头后方填料为积砂石(按粗砂计算)，35，根据《重力式码头设计与施工规范》(JTJ290-98)第3.5.1.2条规定K an tg2(45 /2)则K an tg2(45 /2) 0.271沉箱顶面以下考虑- 更11.673 3根据(JTJ290-98)表B.0.3-1,查的 j 0.24K ax K an cos 0.24 cos11.67 0.235K ay K an Sin 0.24 sin11.67 0.0485土压力标准值按(JTJ290-98) 3.5条计算:n 1e n1 i h i K an cosi 0ne n2 i h i K an cosi 1式中：cos 11)码头后方填料土压力(永久作用)(1)极端高水位情况(2.66m):e4.0=0e2.66=18x 1.34x 0.271=6.54 (kPa)e1.4= (18x 1.34+ 9.5X 1.26)x 0.271=9.78 (kPa) e ‘ 1.4= (18x1.34+ 9.5X 1.26)x 0.235=8.48 (kPa)e-9.0= (18x 1.34+ 9.5X 1.26+ 9.5X 10.4)x 0.235=31.7 (kPa) 土压力强度分布图见图土压力引起的水平作用:1 6.54 1.34 1 (6.54 9.78) 1.26 1 (8.48 31.7) 10.42 2 24.382 10.28 208.94 223.602(kN /m)土压力引起的竖向作用:E V 208.94 tg11.6743.16(kN/m)土压力引起的倾覆力矩:M E H4.382 (- 1.34 11.66)10.283208.94(2&48 31.7) 10・43 (8.48 31.7)土压力引起的稳定力矩:M EV43.16 11.02475.62(kN m/m)(2) 设计高水位情况e 4.o =0B .76=18X 2.24X 0.271=10.93 (kPa)e 1.4= (18X 2.24+ 9.5X 0.36)x 0.271=11.85 (kPa) e ‘ 1.4= (18X 2.24+ 9.5X 0.36)x 0.235=10.28 (kPa)e -9.0= (18X 2.24+ 9.5X 0.36+ 9.5X 10.4)x 0.235=33.5 (kPa)土压力强度分布图见 图土压力引起的水平作用：1 1 1E H - 10.93 2.24 § (10.93 11.85) 0.36 ? (10.28 33.5) 10.412.24 4.1227.66244.0(kN / m)土压力引起的竖向作用:E V 227.66 tg11.6747.02(kN/m)土压力引起的倾覆力矩:4.1(2 10.93“85)°3610.43 (10.93 11.85)(2&549.78)「3410.4 3 (6.54 9.78)1043.58( kN m/m)M EH 12.24 (- 2.24 10.76)3227.66 (2 10・28 33・5) 10・41158.75(kN m/m)3 (10.28 33.5)土压力引起的稳定力矩:M EV 47.02 11.02 518.16(kN m/m)(3)设计低水位情况e4.o=Oe1.4=18x 2.6X 0.271=12.68 (kPa)e ‘ 1.4=18X 2.6X0.235=11.0 (kPa)e o.o二(18X 2.6+18X 1.4)X 0.235=16.92 ( kPa)e-9.0= (18X 2.6 + 18X 1.4+9.5X 9)X 0.235=37.01 (kPa) 土压力强度分布图见图土压力引起的水平作用：1 1 1E H12.68 2.6 (11 16.92) 1.4 (16.92 37.01) 916.484 19.544 242.69 278.72(kN/m)土压力引起的竖向作用：E V (19.544 242.69) tg11.67 54.16(kN / m)土压力引起的倾覆力矩：1 (2 11 16 92) 1 4M EH 16.484 (— 12.86 10.4) 19.544 93 3 (11 16.92)242.69 (2 16.92 37.01) 91387.21(kN|m/m)3 (16.92 37.01) '土压力引起的稳定力矩：M EV 54.16 11.02 596.84( kN |m / m)2)均布荷载产生的土压力(可变作用)各种水位时，均布荷载产生的土压力标准值均相同。
重力式码头稳定计算书
码头稳定性验算1.计算模型2.计算荷载设计高水位=2.77m ;设计低水位=-2.89m1) 结构自重力①重力（设计高水位2.77m）G1护栏作用力不计G2胸墙=(1.73*23+0.02*13)*1.3=52.065KN G3砼挡墙=0.5*(1.914+2.589)*1.75*13+0.5*(2.589+3.375)*1.0*13=93.21kn力臂计算:稳定力矩计算:②重力（设计低水位-2.89m ） G1护栏 作用力不计G2胸墙=1.75*1.3*23=52.325KN G3砼挡墙=0.5*(1.914+2.589)*1.75*23+ 0.5*(2.589+3.375)*1.0*23=164.91kn 力臂计算:稳定力矩计算:2)土压力强度计算后方回填碎石,二片石,开山石 ︒=45ϕ γ=18kn/m第二破裂角： 005.22)(21)90(21'=---=βεϕθ=β0=ε005.224521=⨯=δ有 15°<α1,α2<θ' ，故土压力可按公式2.4.1.1计算 对胸墙: α=0 ,cos α=1对砼挡墙: 0195.155.31==-tgα ; cos α=0.9613.作用分析1) 永久作用①设计高水位2.77m永久作用土压力强度 cos α1=1 ,cos α2=0.96111e = 0e 12=(18×1.48+11×0.02)×Kan ×cos α1=26.86×0.1597 =4.29kpa1597.0)841.01(924.05.00cos 5.22cos 45sin 5.67sin 1)5.22cos(145cos )cos()cos()sin()sin(1)cos(cos )(cos 2000002222=+⨯=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡︒+⨯=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+-+++-=βαδαβϕδϕδαααϕαn n n n n n n k 2835.0)9319.01(723.0765.095.15cos 45.38cos 45sin 5.67sin 1)45.38cos()95.15(cos 05.29cos )cos()cos()sin()sin(1)cos(cos )(cos 20000202222=+⨯=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡︒+⨯=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+-+++-=βαδαβϕδϕδαααϕαn n n n n n n ke 21 =(18×1.48+11×0.02)×0.2835×0.961=7.318kpa e 2=57.11×kan ×cos α2=57.11×0.2835×0.961=15.559kpa 胸墙后土压力合力水平合力:Eh n =竖直合力:Ev n = 计算得:(按填料分层，单位kn)力臂计算水平力壁di 和倾覆力矩MEHi 计算竖直力壁di 和稳定力矩MEVi 计算)cos(25.011n an n n i n n i i K h h r h r δα+⎪⎭⎫⎝⎛+∑-=)sin(25.011n an n n i n n i i K h h r h r δα+⎪⎭⎫ ⎝⎛+∑-=②设计低水位-2.89m永久作用土压力强度 cos α1=1 ,cos α2=0.961 e 11=0e 12=(18×1.5)×Kan ×cos α1=27×0.1597×1 =4.312kpa e 21=(18×1.5)×Kan ×cos α1=27×0.2835×0.961 =7.356kpae 22=76.5×kan ×cos α2=76.5×0.2835×0.961=20.842kpa 胸墙后土压力合力水平合力:Eh n =竖直合力:Ev n = 计算得:(按填料分层，单位kn)力臂计算水平力臂di 和倾覆力矩MEHi 计算)cos(25.011n an n n i n n i i K h h r h r δα+⎪⎭⎫⎝⎛+∑-=)sin(25.011n an n n i n n i i K h h r h r δα+⎪⎭⎫ ⎝⎛+∑-=竖直力臂di和稳定力矩MEVi计算2)可变作用取可变荷载Q=30kn/m①可变作用土压力强度胸墙Eq1=q·kq·Kan·hn=30×1×0.1597×1.5=7.187kn 砼挡墙Eq2=q·kq·Kan·hn=30×1×0.2835×2.75=23.389kn胸墙后土压力合力水平分力Eqh1=7.19×cos22.5°= 6.64kn竖向分力Eqv1=7.19×sin22.5°= 2.752kn砼挡墙后土压力合力水平分力Eqh2=23.39×cos38.45°= 18.313kn 竖向分力Eqv2=23.39×sin38.45°= 14.548kn 可变土压力合力水平力 Eqh=6.64+18.304 = 24.954kn 竖向力 Eqv=2.75+14.56 = 17.300kn ②可变土压力力臂及力矩计算水平力臂di 和倾覆力矩MEqhi 计算竖直力臂di 和稳定力矩MEqvi 计算3）波浪作用,地震作用和系缆力,剩余水压力暂不考虑。
港口专业码头毕业设计计算书重力式
总平面布置上海港改建码头是河口港码头，平面布置与工艺设计按《海港总平面设计规范》和《河港总平面设计规范》的有关规定确定。
根据水文、地质、地形、货种、装卸工艺及施工条件等因素综合分析，采用高桩码头结构型式（上层土为淤泥）。
码头前沿大致平行于黄浦江主流向，由于码头前江面宽约500米，水域面积不大，为了不使水流结构发生变化选用顺岸式。
码头前沿布置在规划前沿线，考虑到当地陆域面积紧张，采用满堂式，1#和2#码头连片布置，拆掉原有的防洪墙，将后桩台至陆地之间的短距离水域用当地廉价的砂石料抛填，当汛期来临时，码头停止作业，采用堆沙包的方法来防汛。
由资料得到的水位值：设计高水位：高潮位累积频率曲线的10%处————3.75 m设计低水位：高潮位累积频率曲线的90%处————1.22 m极端高水位：高潮位累积频率曲线的2%处————4.63m极端低水位：高潮位累积频率曲线的98%处————0.60 m1．1一号码头总平面布置1．1．1停靠方式停靠方式采用两点系泊（如图），受力系船柱数目根据船长查得为n=2，系船柱间距最大为20m，最少系船柱个数为6个。
1．1．2一号码头主要尺度的拟定1．1．2．1 泊位长度单个泊位长度：L=L+2dbL————单个泊位长度（m）bL————设计船长（m）,L=82.6m;d————富裕长度（m）,按《海港总平面设计规范》查表取值为8～10mL=82.6+2×(8～10)=98.6～102.6m,取码头长度为118m, 已b有岸线满足要求.1．1．2．2泊位宽度为了不占用主航道，泊位宽度：B=2bb————设计船宽（m）,b=13.6mB=2×13.6=27.2m，取28m1．1．2．3 码头前沿顶高程（按有掩护港口的码头计算）基本标准：E=HWL + 超高值(1.0～1.5)复核标准：E=极端高水位+超高值(0～0.5)E————码头面高程（m）HWL————设计高水位（m）基本标准：E=3.75+(1.0～1.5)=4.75～5.25 m复核标准：E=4.63+(0～0.5)=4.63～5.13 m 由资料知，当地万吨级泊位的码头面标高一般为+4.8m，所以取E=4.8m1．1．2．4码头前沿设计水深D=T+Z1+Z2+Z3+Z4Z2 =KH- Z14%D————码头前沿设计水深（m）T————设计船型满载吃水（m）,T=4.47m；Z1————龙骨下最小富裕深度（m），查得Z1=0.2mZ2————波浪富裕深度（m）,K————系数，顺浪取0.3，横浪取0.5H————码头前的允许波高（m）4%由于地处黄浦江中，码头前江面宽度只有500米，波浪主要为顺浪，查《港口规划与布置》得3000吨级的杂货船的允许波高为H=0.8m，%4所以：Z2 =0.3 0.8-0.2=0.04 mZ3————船舶因配载不均而增加的船尾吃水值（m）,杂货船可不计，Z3=0 m；Z4————备淤富裕深度（m）,Z4=0.5mD=4.47+0.2+0.04+0+0.5=5.21m,所以码头前沿水底高程=设计最低水位-码头前沿设计水深=1.22-5.21=-3.99m,由于码头前沿布置在规划前沿线处，且规划挖至-9.0 m，所以水深条件肯定满足。
重力式码头2jky
扩散线遇竖缝截止,然后从缝底端向下继续扩散。 对于分段长度内为一个整体结构的码头(如沉箱码 头、现浇 混凝土和浆砌石码头等),验算沿墙底的稳定性时, 系缆力的分布长度等于一个分段的长度。
5.地面使用荷载
设计重力式码头时,地面使用荷载 一般只考虑堆货荷载、门机荷载 和铁路荷载。对于重件码头,当地 面设置重形固定起重机和大形平 板车运行时,还应考虑这些设备产 生的集中荷载和局部均布荷载。
干舷高度验算
• 为了保证沉箱在溜放、漂浮、拖 运时水不没顶，沉箱应有足够的 干舷高度
B0 2h F H T tg S 2 3
浮游稳定性验算
沉箱靠自身浮游稳定时,必须计算其以定倾高度表示的浮游稳 定性。定倾高度应按下式计算:
m=ρ-α
式中:m—定倾高度(m),应符合表2-3-8的规定; ρ —定倾半径(m),按《重力式码头设计与施工规范》附录D计算; α —沉箱重心到浮心的距离(m)。
② ③
6.波浪力 ⑴当墙前进行波波高小于1 m时,一般不考虑波浪力。 ⑵对于墙后有填土的码头,如需考虑波力,也只考虑墙前 波谷的情况（波吸力）,墙后按静水位考虑。
7.地震荷载
见《抗震设计规范》。
三、 重力式码头的一般计算
㈠、码头稳定性验算（以岸壁式码头为例）
１、抗滑稳定性验算(沿墙底面、墙身各水平缝和基床底面的抗滑稳 定性) ① 可不考虑波浪力作用，由可变作用产生的土压力为主导可变作用:
2.地基承载力验算
• 基床顶面应力通过基床向下扩散。扩散宽度 为B1+2d1,并按直线分布。 • 基床底面最大、最小应力标准值和合力作用 点的偏心距按下式计算:
•地基承载力能否满足要求，按《港口工程地 基规范》验算。
(三)整体滑动稳定性及地基沉降计算
重力式码头稳定性验算
重力式码头稳定性验算及地基应力的计算填料回填砂内摩擦角为32°，砂土的浮容重、湿容重分别为9.5KN/m3、18.5KN/m3。
码头强背与铅垂线的夹角为25°，地面水平，墙背为俯斜式设计。
1. 设计思路为对码头进行稳定性验算，需计算作用于墙背的主动土压力。
由于卸荷板、不同区域填料重度标准值的差异会对土压力强度分布产生影响，所以此计算以设计高低水位的不同，以及码头不同深度进行分区域计算主动土压力。
据此，在低水位时将回填土分成HL、LO、OM、MN、NP四部分在高水位时将回填土分成HK、KL、LO、OM、MN、NP五部分其中706.2tan 5.1ON 9373.0tan 5.1OM ===⨯=θϕ 2. 相关系数的确定 外摩擦角δ的确定墙背与填料的摩擦角的标准值根据地基条件、墙背形式、粗糙程度等确定。
俯斜的混凝土或砌体墙背采用1/3倍填料内摩擦角标准值。
δ=1/3φ=10.6667°破裂角θ的确定第二破裂角按下式计算：29)sin sin (sin 5.0--905.01=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=-βϕβϕθ）（ 第n 层填料主动土压力系数的确定第n 层填料主动土压力系数K an 按下式计算：222)cos()cos()sin()sin(1)cos(cos )(cos K ⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+-+++-=βαδαβϕδϕδαααϕan因墙背后只用一种填料回填，该填料的内摩擦角在水上、水下均取32°。
但墙背与铅垂线的夹角HL 部分为25°，其余部分为0°，所以此计算中填料主动土压力系数K an 有两个取值。
在HL 段0.5118)cos()cos()sin()sin(1)cos(cos )(cos K 222=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+-+++-=βαδαβϕδϕδαααϕan在其余部分0.2843)cos()cos()sin()sin(1)cos(cos )(cos K 222=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+-+++-=βαδαβϕδϕδαααϕan地面荷载系数Kq 的确定地面荷载系数Kq 按下式计算：1)cos(cos K =-=βααq3. 各部分土压力强度的计算 设计低水位各部分土压力强度的计算第n 层填料顶层的土压力强度按下式计算： 永久作用αγcos )(e 1-11an n i i i n K h ∑==可变作用αcos qK e 1an q n K =第n 层填料底层的土压力强度按下式计算：永久作用αγcos )(e 12an ni i i n K h ∑==可变作用αcos qK e 2an q n K =由上式求出设计低水位时各层顶层与底层的土压力强度设计高水位各部分土压力强度的计算如上，求出设计高水位时各层顶层与底层的土压力强度4. 各部分土压力的计算 设计低水位各部分土压力的计算第n 层填料土压力的合力按下列公式计算 永久作用ahe E n n n n cos e 5.021）（+=可变作用n an q qn h K qK =E由上式求出设计低水位时各层的土压力设计高水位各部分土压力的计算如上，求出设计高水位时各层的土压力5. 码头稳定性验算重力式码头应进行稳定性验算，设计低水位与高水位的相关参数取不同值，所以应分别验算两种情况下码头的稳定性。
ZMJS重力式码头计算系统用户手册范本
ZMJS重力式码头计算系统用户手册第1章系统简介1.1 系统功能《ZMJS重力式码头计算系统》是码头结构计算机辅助设计系统系列软件之一,它是根据新版港口工程技术规范〔1998年〕针对多种结构类型的重力式码头的设计而开发的一套辅助计算软件。
该系统能进行实心方块、空心块体、扶壁、岸壁式沉箱、座床式圆筒等多种重力式码头结构类型以及梯形、衡重式、L型等挡土墙的辅助设计,采用可视化的界面录入数据,可进行自重、土压力、波浪力、剩余水压力、地震惯性力等荷载标准值计算、抗滑抗倾稳定验算、卸荷板后倾稳定及配筋计算、基床顶面应力计算、地基承载力验算和沉降计算,对于沉箱码头,还可以进行沉箱浮游稳定验算、构件内力和配筋计算,并具有输出结构断面示意图和输出完整的计算报告书等功能。
1.2 系统组成该系统主要由数据输入模块、计算核心模块、图形显示模块及后处理模块四部分组成。
数据输入模块：主要完成计算所需要的各种参数的输入,如项目参数、基本参数、水位波浪参数、结构断面参数、填料参数、基床参数、地基参数、荷载参数、组合信息等的输入,并将各数据完整的保存至数据库。
计算核心模块：从数据库中调入原始数据,分别进行自重、土压力、波浪力、系缆力、剩余水压力、地震惯性力等荷载标准值计算、抗滑抗倾稳定验算、卸荷板后倾稳定性验算及配筋计算、基床和地基承载力验算、沉降计算以及构件内力和配筋计算。
图形显示模块：根据输入的水位、结构断面参数和基床信息,提供结构断面图。
后处理模块：输出计算报告书,并在报告书中插入荷载标准值分布图和沉降计算示意图。
第2章系统的安装2.1 系统运行环境项目最低推荐处理器Pentium II 350 Pentium III450内存128MB 256MB可用硬盘50MB 100MB显示分辨率800*600 1024*768打印机Windows支持的图形打印机激光打印机操作系统Windows 98 Windows 20002.2 系统的安装第一步,双击setup.exe图标,启动安装程序。
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重力式码头计算报告书
工程编号:
计算:
校核:
审定:
工程条件1.1 设计采用的技术规范
a．《重力式码头设计与施工规范》 (JTS 167-2-2009) b．《港口工程荷载规范》 (JTS 144-1-2010)
c．《水运工程混凝土结构设计规范》（JTS 151-2011） d．《水运工程抗震设计规范》(JTS 146-2012)
1.2 工程基本信息
码头顶面高程(m):0.00
码头前沿泥面高程(m):-6.00
结构前水底坡度： 1：0.00
墙后泥面与水平面夹角(°):0.00
不考虑剩余水压力
设计高水位(m)：-.5
设计低水位(m)：-7
各区域角点坐标
梯形挡土墙截面参数
结构截面尺寸参数(m):
b0(m)=0.80, b1(m)=0.00, b2(m)=1.00, b3(m)=3.50, b4(m)=0.80
h1(m)=7.00, h2(m)=1.00
墙后填料参数:
墙后土层参数
基床水上重度(kN/m^3)17,基床水下重度(kN/m^3)20,摩擦系数.6,基床承载力设计值(kPa)600
1.3 土层物理参数
地基承载力计算按照《港口工程地基规范》（JTS 147-1-2010）中5.3.8条条分法计算
沉降计算参数
沉降计算经验修正系数:0.70
容许沉降设计值(mm):20.00
开挖土平均重度(kN/m^3):19.00
原始泥面线
控制点1坐标X（m）:0.00 控制点1坐标Y（m）:0.00
控制点2坐标X（m）:50.00 控制点2坐标Y（m）:0.00 1.4 地基参数
1.5 地面均载(荷载向下为正)
1.6 系缆力
系缆力参数
系船柱参数
1.7组合信息
荷载名称
持久组合
计算结果
2.1荷载计算结果
2.1.1,设计低水位自重
结构上的计算集中力(竖向力向下为正,水平力向右为正)
结构上受到的倾覆滑动力(FH向左为正,FV向下为正,MH向前倾覆为正,MV稳定为正)
2.1.2,设计高水位自重
结构上的计算集中力(竖向力向下为正,水平力向右为正)
结构上受到的倾覆滑动力(FH向左为正,FV向下为正,MH向前倾覆为正,MV稳定为正)
2.1.3,土压力(设计低水位)
结构上竖向均布力(竖向力向下为正)
结构上水平均布力(水平力向右为正)
结构上受到的倾覆滑动力(FH向左为正,FV向下为正,MH向前倾覆为正,MV稳定为正)
2.1.4,土压力(设计高水位)
结构上竖向均布力(竖向力向下为正)
结构上水平均布力(水平力向右为正)
结构上受到的倾覆滑动力(FH向左为正,FV向下为正,MH向前倾覆为正,MV稳定为正)
2.1.5,(设计低水位)地面荷载1
结构上竖向均布力(竖向力向下为正)
结构上水平均布力(水平力向右为正)
结构上受到的倾覆滑动力(FH向左为正,FV向下为正,MH向前倾覆为正,MV稳定为正)
2.1.6,(设计高水位)地面荷载1
结构上竖向均布力(竖向力向下为正)
结构上水平均布力(水平力向右为正)
结构上受到的倾覆滑动力(FH向左为正,FV向下为正,MH向前倾覆为正,MV稳定为正)
2.2抗倾、抗滑验算
2.2.1,持久组合
抗滑验算
抗倾验算
2.3基床承载力验算
2.3.1,持久组合
抗滑验算
2.4地基承载力验算
2.4.1,持久组合
2.5地基沉降。