重力式沉箱码头结构整体稳定性计算书

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LNG码头沉箱浮游稳定计算

LNG码头沉箱浮游稳定计算共有三种沉箱计算后的干旋高度如下：（1）甲型沉箱干舷高度F=18.40-13.45=4.95米（压水1.80米）（2）乙型沉箱干舷高度F=18.00 -13.24=4.76米（压水1.80米）（3）丙型沉箱干舷高度F=21.00-15.66=5.34米（压水3.50米）（4）丙型沉箱干舷高度F=21.00-15.26=5.81米（压块石2.00米）计算甲型沉箱：高h=18.4m1，沉箱自重时的重心位置沉箱材料体积和体积矩的计算表 2006年 5 月24 日沉箱自重时的重心位置X c=7.75mY c= 4564.36÷635.91=7.18m2，有压舱水和封舱盖板时：沉箱总体重G=2.45×635.91+5+175.13=1738.11t计算沉箱排水体积和趾的排水体积，钢混凝土重度取2.5 t/m3沉箱和压舱水、封舱盖板排水体积V=（2.5×635.91+5+175.13）÷1.025=1726.74m3趾的排水体积v=73.64+3.13=76.77 m3沉箱吃水T=（1726.74-76.77）÷6.252×3.14=13.45m沉箱总体重心高度：Y c1= （2.45×635.91×7.18+5×18.37+175.13×1.6）÷1738.11=6.65m 浮心：Yw1=[（1726.74-76.77）×13.45×0.5+18.76+18.71+51.37]÷1726.74=6.47mρ=[（π/64×12.54=1198.42）-4.85×5.853/36]÷1769.91=0.55a= Y c1- Y w1=6.65-6.47=0.18m=ρ-a=0.55-0.18=0.38m＞0.20稳定m大于0.20计算乙型沉箱：高h=18. m1，沉箱自重时的重心位置沉箱材料体积和体积矩的计算表2006年 5 月24 日沉箱自重时的重心位置X c=7.75mY c= 4371.22÷625.13=6.99m2，有压舱水和封舱盖板时：沉箱总体重G1=2.45×625.13+5+175.03=1711.59t有压舱水和封舱盖板时：沉箱总体重心Y1c=11075.56÷1711.62=6.47（m）1，计算沉箱总体排水体积：钢混凝土重度取2.5 t/m3V 1c =（2.5×625.13+5+175.05）÷1.025=1742.88÷1.025 m3=1700.37t2，沉箱趾的排水体积：v=73.64+3.13=76.77 m3沉箱吃水T=（1700.37-76.77）÷6.252×3.14=13.24m沉箱总体重心高度：= 11075.56÷1711.62=6.47mY1c浮心：Y1w=[（1700.37-76.77）×13.24×0.5+18.76+18.71+51.37] ÷1700.37=6.38mI=π/64×12.54=1198.42；∑Ir=（4.85×5.853÷36）×8=215.61ρ=（1198.42-215.61）÷1700.37=0.55a= Y c1- Y w1=6.47-6.38=0.09m=ρ-a=0.55-0.09=0.49m＞0.20 稳定m大于0.20计算丙型沉箱：高h=21. m1，沉箱自重时的重心位置沉箱材料体积和体积矩的计算表2006年 5 月24 日沉箱自重时的重心位置X c=7.75mY c= 5951.91÷663.18=8.97m2，有压舱水和封舱盖板时：沉箱总体重G1=2.45×663.18+5+340.92=1970.63有压舱水和封舱盖板时：沉箱总体重心Yc= 15512.43÷1970.63=7.87m11，计算沉箱总体排水体积：钢混凝土重度取2.5 t/m3V 0 =（2.5×663.18+5）÷1.025+332.61=1955.002，沉箱趾的排水体积：v=19.83+8.71+5.49=34.03 m3沉箱吃水T=（V0-v）÷AT=（1955-34.03）÷6.252×3.14=15.66m沉箱总体浮心高度：Yw=[（V0-v）×T/2+∑v.y]÷V0Yw1=[（1955-34.03）×15.66×0.5+7.38+6.94+96.12] ÷1955=7.75m ρ=（I-∑Ir）÷V 0I=π/64×12.54=1198.42；∑Ir=（4.85×5.853÷36）×8=215.61 ρ=（1198.42-215.61）÷1955=0.50a= Y c1- Y w1=7.87-7.75=0.12m=ρ-a=0.50-0.12=0.38m＞0.20 稳定（m大于0.20）计算丙型沉箱：高h=21. m 用290t块石压舱本沉箱压水3.5m时吃水15.66m，为减少其吃水，改用290t块石，块石的重度为1.55t/m3。

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。

沉箱重力式码头课程设计计算书

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与计算----------------- 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)码头结构安全等级与用途：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与其重度、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》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》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。

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。

沉箱码头稳定验算和内力计算

2013 届港口航道与海岸工程毕业设计（论文）
言就是圆弧通过岸壁后趾的总半径)画出圆弧，圆弧中包括建筑和一部分土的体积，用垂线将圆弧分成6个条体。每个条体的自重力连同作用于其上的垂直荷载为g。整体稳定安全系数为：计算图示见图，计算结果见表
土坡稳定计算表
土条编号
1
2
3
4
5
6
bi (m)
8.58 4.99
悬臂形心高度：
yv
y1 S三角形 y2 S矩形 S梯形
(0.7 0.8 0.3)0.50.4 0.70.7 2 0.5(0.7 1.1)1
0.487m
沉箱浮心高度：
yw
(V
v)T / 2 vyv V
1190.6 31.86 5.89 / 2 31.86 0.487
1190.6
2.88m
结论
0
E
M EH
M EqH
P
M PB 结果 d G
MG
M EV
M Eqv
u
组合 1
1
1.35 3834 1027.9 0.7 1.3 2361.6 8713 1.35 1 21118.4 1439.1 271.96 1.3
M PBu
结果
稳
0
17354.3 定
组合项目
波浪力为主导可变作用时 o E M EH PM PB E M EqH
0.487m
沉箱浮心高度： yw
(V
v)T / 2 vyv V
1431 31.86 7.12 / 2 31.86 0.31 3.48m
1431
a yc yw 4.9 3.48 1.41m
LB3 l1l23

重力式码头沉箱结构浮游稳定性分析

沉箱本身
329.38×25.0
8234.5
4.64
平台木材全部舱加水深2.5m
∑
8.44×8
[4.1×3.7×2.5×8－2.50－ 0.5×0.22×2.5×32]×10.25
67.52 3067.83 11369.85
11.60 1.65
表3 沉箱重力和重心高度计算表
38208.08 783.23 5061.91
（假设船舶航速 6 k N，船、浪夹角 45°），D取10.10m，则T＜航道水深－富裕深度=10.10－0.5=9.6m，所以航道中吃水满足要求。 3.3沉放地点吃水验算
沉箱加压载水后吃水为 T=7.61 m ，考虑富裕深度为 0. 5m ，基床顶面水深为 9.7m ，则 T＜基床顶面水深－富裕深度=8.5－0.5=8m，所以沉放地点吃水满足要求。 3.4沉箱干舷高度验算
4．结语沉箱结构是一种常见的重力式码
头结构型式，计算沉箱浮游稳定性是保证沉箱在水下漂浮、拖运和沉放的过程中不发生倾覆的重要依据。本文以实际工程为例，对沉箱结构的浮游稳定性进行验算分析，并对沉箱吃水与干舷高度进行验算，同时对沉箱拖运施工工艺进行了简单介绍。另外，为了准确运算沉箱结构的浮游稳定性，还可以借助3D软件对计算结果进行校核，在C A D中将沉箱的三视图做成面域，分别在三维空间进行长度、宽度和高度方向的拉伸，然后叠加到一起，用布尔运算取并集，完成沉箱建模。在后续研究中可以采用这种方法进行进一步探讨。
游稳定计算沉箱的重力和重心高度计算如表

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。

码头沉箱结构整体稳定性验算

五、整体稳定性验算按照《港口工程地基规范》第5.1.3条规定，取极端低水位进行验算。

计算采用费伦纽斯提出的圆弧滑动法。

土层资料见表5-4-48。

表5-4-48 土层资料土质平均顶面标高 (m) 平均厚度(m)容重3(/)kN m γ粘聚力 (/)C kN m 内摩擦角()ϕ° 淤泥质粉质粘土 -8.00 2.35 18.0 4 14 粉砂 -10.35 4.00 18.0 0 33 砾砂 -14.35 3.47 18.0 0 32 粉质粘土 -17.82 3.47 19.0 10 24 卵石 -21.29 3.47 18.0 0 45 淤泥质粉质粘土 -22.09 0.80 39.0 20 18 砂质粘土 -25.74 3.65 19.0 38 21 最危险滑动面圆心位置的确定：最危险滑动面圆心位置是任意的，因此求得的K 值并不代表建筑物的最小稳定系数。

需计算一系列的圆心位置和半径。

因此，初选圆心位置，以最小半径R(对重力式码头而言就是圆弧通过岸壁后趾的总半径)，求出1O 对应稳定安全系数1K 。

然后通过1O 作水平线，沿此直线在1O 的左右逐次取圆心2O 、3O 、4O等，直到做出一圆心n O ，其左右的安全系数均比它大为此。

通过n O 作垂线，沿此直线在n O 的上下逐次取圆心，及其对应稳定安全系数，直到做出一圆心m O 其上下的安全系数均比它大，与m O 相应的安全系数即为所求最小安全系数min K 。

（如图5-4-13）根据大量计算分析，发现最危险的滑弧中心、荷载和滑动面及水底下的深度之间存在着一定的关系（如图5-4-14），据此作出表5-4-49。

图5-4-13 码头圆弧滑动示意图h —码头高度根据以上经验公式初定圆心位置1O ，其坐标为表中参数X、Y 分别乘以后h 的值，将O 点定为坐标原点（如图5-4-13）0,13.69, 5.16,0,0.38ht h h m t m h hΔΔ=====查表5-4-49得：0.248,0.311x y ==因此，初选圆心位置( 3.40,4.26)−，以最小半径R=21.26m(对重力式码头而言就是圆弧通过岸壁后趾的总半径)画出圆弧，圆弧中包括建筑和一部分土的体积，用垂线将圆弧分成8个条体。

5千吨级码头稳定性验算

一、设计资料1．1 设计船型1．2 结构安全等级1．3 自然条件1．4 码头地面荷载1．5 船舶荷载1．6 其它有关计算指标二、设计内容1．1 根据条件及相应规范要求确定码头结构主要尺度1．2 码头结构断面尺寸确定1．3 设计计算内容三、成果资料1．1 码头结构断面设计图1．2 沉箱结构尺寸设计图（平面图、纵横剖面图）1．3 胸墙横断面图1．4 设计计算书四、参考书或资料一、设计资料某万吨级的多用途码头，其结构形式拟采用沉箱结构。

1．1设计船型:设计的代表船型为五万吨级的集装箱船，设计船型的主要尺度为：240米（总长）×34米（型宽）×17.5（型深），满载吃水为为：12.7米。

1．2 结构安全等级为：二级1．3 自然条件1）水位：设计高水位4.32米，设计低水位：0.47米，极端高水位5.5米，施工水位2.5米。

2）设计波浪要素：表13）地质条件：码头基床底面全部坐落在风化岩面上，风化岩承载力设计值「f d」=500KPa。

基床顶面承载力「σr」=600 KPa4）地震设计裂度6度，不考虑抗震设防。

1．4 码头地面荷载:q=30KPa（距码头前沿线3米开始至沉箱后趾线），1）、堆货荷载：码头前沿堆货荷载2q=40 KPa（从沉箱后壁线开始）。

后方推货荷载22）门机荷载：机距16米，轨距16米。

前轨位置距离码头前沿线3.5米。

三种工作状态下的每个轮压分别为：前轨最大轮压200KN，后轨最大轮压375KN，前轨最大轮压375KN，后轨最大轮200KN，前轨最大轮压77KN，后轨最大轮压240KN。

注：后轨轮压所产生的土压力分布范围影响点按从地面45度角向下传递到后趾线的立面上开始计算（h′）。

每个沉箱上按16个轮子同时作用。

1．5船舶荷载:系缆力标准值P=650KN；α=30°β=15°；作用在码头地面上0.45米处。

系船柱位置为距码头前沿线2米处。

1．6其它有关计算指标1）材料重度和内摩擦角标准值：表22）摩擦系数设计值：混凝土墙底与抛石基床：f=0.60抛石基床与地基土：f=0.403）墙后回填为块石棱体回填。

港口水工建筑物讲义重力式码头计算

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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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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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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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重力式码头的计算—码头上的作用

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。

重力式码头抗滑、抗倾稳定性分析

四、抗倾稳定性分析根据《重力式码头设计与施工规范》（JTS167-2-2009） 2.5 中的规定来进行码头沿基床顶面的抗倾稳定性验算。（1）不考虑波浪的作用时，主要由堆货荷载产生的主动土压力产生影响，则抗倾稳定性计算表达式为：
γ 0 (γ E1 M EH + γ E 2 M EqH + ψγ PR M RH ) ≤
γ 0 γ P PB ≤ (γ G G − γ u PBu ) f
2．沿基床底面的抗滑稳定性基床底面的抗滑稳定性与基床顶面的抗滑稳定性相比，自重力中应包含抛石基床部分的自重力，由于地基土较好，还需考虑基床前被动土压力 Ep，其分项系数 γEp=1.0。沿基床底面水平滑动稳定性验算图式见图 1。基床厚度 d=2m，基槽底宽 16.9m，其中前底边距墙前趾 3m，后底边距后趾 2m。抛石基床 BDEE’部分的水下自重力标准值为：
γ 0 (γ E1 E H + γ E 2 E qH + ψγ PR PRH ) ≤
1
γd
(γ
G
G + γ E1 EV + γ E 2 E qV ) f
（2）应该考虑波浪力，当堆货荷载产生的土压力为主导可变作用时，抗滑稳定性按下式验算：
γ 0 (γ E1 EH + γ E 2 EqH +ψγ P PB ) ≤
1
γd
(γ
G
G + γ E1 EV + γ E 2 EqV +ψγ u PBu ) f
内摩擦角
（3）应该考虑波浪力，当波浪力为主导可变作用时，抗滑稳定性按下式验算：
γ 0 (γ E1 E H + γ P PB + ψγ E 2 E qH ) ≤

某重力式码头设计方案及结构计算

某重力式码头设计方案及结构计算摘要：重力式码头具有整体性好、结构坚固耐久、对较大集中荷载的适应性强、设计和施工较为简单等优点，在港口工程中被广泛应用。

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、船舶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。

关键字：重力式；煤码头；沉箱；结构设计一、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），前沿底高程-15.6m。

水工建筑物的结构安全等级为Ⅱ级。

二、主要设计参数（1）设计水位200年重现期高潮位：4.58m100年重现期高潮位：3.96m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）设计流速水流流速按1.05m/s计算。

（3）设计风速按瞬时9级风设计，设计风速为22m/s，大于9级风时船舶离开码头避风。

（3）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。

（4）工艺荷载1）码头面均布荷载：20kPa；2）桥式抓斗卸船机：基距16m，每腿8轮，轮距1.0m；工作状态和非工作状态最大轮压分别为500kN/轮和550kN/轮，卸船机轨道采用QU120。

两台卸船机之间最小距离为2m。

三、码头结构选型码头结构型式一般根据当地自然条件、使用要求、投资最优、施工工艺和外部协作条件等因素综合决定。