重力式码头设计2008
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。
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。
重力式码头毕业设计
第1章编制说明1.1 编制依据1、xxxx有限公司设计的《xxxxx工程重件码头工程施工图》；2、xxxx一期工程重件码头工程设计交底纪要；3、xxxx一期工程重件码头工程施工合同；1.2编制说明xxx一期工程重件码头工程施工组织设计的编写遵循合同文件及设计交底纪要要求、施工技术规范和工程质量检验评定标准，遵循的主要技术规范、标准和法规如下：《海港总平面设计规范》（JTJ211-99）《港口工程地基规范》（JTJ250-98）《海港水文规范》（JTJ213-98）《港口及航道护岸工程设计与施工规范》（JTJ300-2000）《重力式码头设计与施工规范》（JTJ290-98）《港口工程质量检验评定标准》（JTJ221-98）及其局部修订《水运工程混凝土质量控制标准》 JTJ269-96《港口工程混凝土结构设计规范》JTJ167-98《水运工程混凝土施工规范》 JTJ268-96《水运工程混凝土试验规程》 JTJ270-98《水运工程测量规范》（TJT203-94）《港口工程荷载规范》（JTJ215-98）《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）《港口消防监督实施办法》《港口工程劳动安全卫生设计规定》（JT320-1997）《港口设施维护技术规程》（JTJ289）表1-1第2章工程概况2.1 工程基本情况2.1.1工程地点：xxxxx。
2.1.2工程内容、范围及结构型式根据xxxx一期工程重件码头工程合同文件，重件码头工程范围为：沉箱码头、翼墙、码头后方陆域形成、重件码头道路外侧护岸、码头供电照明设备基础、码头道路及堆场、港池、回旋区及航道疏浚、助航设施的采购与安装、码头给水管道采购和安装、码头供电照明设备采购与安装。
重件码头泊位总长109.5m。
装卸作业区的宽度范围是50m，码头陆域纵深67m。
主体结构长80m，顶高程7.5m，前沿底标高为-7.8m。
码头面西侧设两座系船墩，前沿线长29.5m。
港口水工建筑物重力式码头
头≮0.5m。 • ３、底宽：按抗滑、抗倾稳定性计算确定。
• ４、底高程：原则上应尽量放低， 以增加胸墙的整体性和足够的刚度， 但对现浇或现砌的胸墙，底高程不 得低于施工水位。
• 施工水位：为了现浇若干节点（胸 墙，桩帽等），低于该节点底面的 水位在水位过程线上出现的时间为h ，施工队伍根据机具及组织能力， 在该时段内能保证完成该节点的现 浇施工任务，则该水位即为施工水 位。
第三章 重力式码头
• 重力式码头的结构型式及其特点 • 重力式码头的构造 • 重力式码头的一般计算 • 方块码头 • 沉箱码头 • 护壁码头 • 大直径圆筒码头
Ⅰ、重力式码头的结构型式及其特点
一、 重力式码头的一般特点
• 工作原理 • 优点 • 缺点 • 适用条件
二、重力式码头的主要组成部分及其作用
• 一、 基础 • (一)基础的形式
⑴扩散、减小地基应力，降低码头沉降； • ⑵有利于保护地基不受冲刷； • ⑶便于整平地基，安装墙身。
㈡、基础的形式
• １、岩基：
• ⑴、现浇砼和浆砌石结构 可不作基础整平，可把岩 基面凿成阶梯形断面最低 一层台阶宽度≮1m，1:10 倒坡。
• ⑵、对预制结构（易倾 斜），须用二片石和碎石 整平，厚度≮0.3m
• １、胸墙和墙身：是重 力式码头的主体结构， 挡土、承受并传递外力、 构成整体、便于安装码 头设备。
• ２、基础：⑴扩散、减 小地基应力，降低码头 沉降；⑵有利于保护地 基不受冲刷；⑶便于整 平地基，安装墙身。
• ３、墙后回填：（主 要指抛石棱体，倒滤 层）减小土压力，减 小水土流失。
• ４、码头设施：供船 舶系靠，装卸作业。
《重力式码头》课件
3 结构加固
在工厂或预制场制作码头的预制构件，确保构件的质量 和尺寸精度。
4 防腐防锈处理
在工厂或预制场制作码头的预制构件，确保构件的质量 和尺寸精度。
配套设施的建设
装卸设备安装
根据货物装卸需求，安装相应 的装卸设备，提高码头的装卸
效率。
仓库和堆场建设
建设必要的仓库和堆场，满足 货物存储和转运的需求。
重力式码头的历史与发展
历史
重力式码头最早可追溯到古代的石头堆码头，现代重力式码头起源于20世纪初 ，随着技术的进步和材料的发展，重力式码头在设计和施工方面得到了不断改 进。
发展
目前，重力式码头已成为一种重要的码头结构形式，广泛应用于港口、码头、 石油化工等领域。
重力式码头的类型与结构
类型
根据结构形式和功能的不同，重力式码头可分为整体式、分离式、沉箱式等类型 。
结构
重力式码头的结构主要包括墙身、基床、抛石棱体等部分，其中墙身是重力式码 头的主体结构，承受着码头的重量和外力作用；基床是墙身的基础，起到传递荷 载的作用；抛石棱体则是防止波浪和潮流对码头的侵蚀和冲刷。
02
重力式码头的建设流程
建设前的准备工作
设计规划
根据项目需求和目标，制定详细 的设计方案和施工计划。
《重力式码头》PPT课件
目录
• 重力式码头的概述 • 重力式码头的建设流程 • 重力式码头的优缺点 • 重力式码头的维护与保养 • 重力式码头的未来发展
01
重力式码头的概述
定义与特点
定义
重力式码头是一种利用自身重量 和结构的稳定性来承受荷载的码 头结构形式。
特点
具有较大的承载能力和稳定性， 适用于各种地质条件，施工难度 相对较小，使用寿命较长。
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。
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适用 规范
3、设计离泊风速
安全
一般情况，港内取V=22m/s（九级风）。
等级 4、紧急离泊波高
基本 参数
根据码头、船舶、拖轮等综合确定。一般
情况取：
H＝1.5~2.0m
5、船舶的法向靠岸速度
根据船舶的满载排水量、泊位的掩护情况，
按照《港口工程荷载规范》选取。 21
码头概述 设计标准 一般构造 设计计算 典型结构 综合练习
设计 自身重量维持稳定。根据使用要求的不同，从 条件 平面布置上又划分为重力式岸壁码头和重力墩
设计 原则
式码头。
结构
码头主要包括：
型式
基础、墙身、胸墙、
棱体、倒滤层、回填
料、面层、码头设施
等。
5
码头概述 设计标准 一般构造 设计计算 典型结构 综合练习
组成 特点
重力式码头宜建在较好的地基上，如岩基、砂
适用 规范
6、地震设计烈度
采用《中国地震烈度区划图（1990）》
安全
等级 确定的基本烈度作为设计烈度。需要采用高于
基本 或低于基本烈度作为设计烈度时，应经批准。
参数
7、地基土物理力学指标
8、建筑材料、回填材料的物理力学指标
宜试验确定，无实测资料，按规范选取。
9、码头水深、顶面高程等总体布置参数
码头概述 设计标准 一般构造 设计计算 典型结构 综合练习
适用 规范
1、设计潮位
安全 设计高水位、设计低水位 等级 极端高水位、极端低水位
基本 参数
2、设计波浪
①重现期
50年；施工期考虑5～10年。
②波高累积频率
结构稳定及强度：H1%； 基床护肩、护底块石稳定验算：H5%。 20
码头概述 设计标准 一般构造 设计计算 典型结构 综合练习
码头概述 设计标准 一般构造 设计计算 典型结构 综合练习
适用 规范
结构安全等级
安全
主要根据结构破坏后，危害人的生命、造成
等级
经济损失以及产生社会影响的严重程度来划分。
基本
参数
破坏后果
结构安全等级
结构重要性系数
r0
很严重
一级
1.1
严重
二级
1.0
不严重
三级
0.9
一般港口的主要建筑物宜采用二级。 19
原则
要根据码头的水深、使用要求、工程地点水域
结构
型式 掩护条件、周边大型施工设施、大型船机、施
工队伍的能力和经验，最后通过技术经济综合
比较后确定。
16
码头概述 设计标准 一般构造 设计计算 典型结构 综合练习
17
码头概述 设计标准 一般构造 设计计算 典型结构 综合练习
适用 规范
重力式码头设计适用规范
安全 1、《重力式码头设计与施工规范》
等级
（JTJ290-98）
基本 参数
2、《港口工程荷载规范》
（JTJ215-98）
3、《海港水文规范》
（JTJ213-98）
4、《港口工程地基规范》 （JTJ250-98）
5、《港口工程混凝土结构设计规范》
（JTJ267-98）
6、《水运工程抗震设计规范》（JTJ225-98）18
设计 土、密实的粘土。如果地基较差，仍需要采用时， 条件 应进行地基处理，并在结构上采取适当措施。
设计 原则
优点：
结构
整体性好、结构坚固耐久、对荷载适应性强 ；
型式 施工简单、维修量小、用钢量少，在砂石料来源丰
富的地区，造价低。
缺点：
砂石用量较大；墙前波浪反射大。 6
码头概述 设计标准 一般构造 设计计算 典型结构 综合练习
组成 特点
设计
设计施工、遵守规范；
条件
创新设计、先试后施。
设计
原则
水文地质、资料可靠；
结构
方案比选、综合分析。
型式
沉降变位、定期观测；
安全合理、适用耐久。
8
码头概述 设计标准 一般构造 设计计算 典型结构 综合练习
组成
特点
重力式码头的结构型式种类繁多，归纳起Leabharlann 设计 条件设计 原则
结构 型式
来主要包括5大类： 实心方块
特点
设计 条件
设计 原则
结构
型式
整体性好，水上安装工作量小，施工速度
快，箱内填砂石等，节省费用；
耐久性不如方块码头，用钢量大，需要预
制场及大型设备。
12
码头概述 设计标准 一般构造 设计计算 典型结构 综合练习
组成
扶壁码头
特点
设计 条件
设计 原则
结构 型式
较沉箱节省混凝土和钢材，不需要专门预制
场和下水设施；较方块安装量小，施工速度快；
1、方块码头
空心方块
阶梯式 衡重式 卸荷板式 “口”形
“工”形 “日”形
“ T ”形
“Ⅱ”形 9
码头概述 设计标准 一般构造 设矩计计形算沉箱典型结构 综合练习
组成 特点
设计
2、沉箱码头
圆形沉箱 开孔沉箱
条件
3、扶壁码头
设计 原则
座床式
结构 型式
4、圆筒码头
沉入式*
梯形
5、现浇混凝土或浆砌块石码头
组成
特点
设计条件
主要内容
设计
条件 设计
自然条件
水文（潮位、波浪、风、冰等） 地质（地形、地质、地震等）
原则
泊位吨级、船舶尺度、装卸工艺、
结构
使用要求 作业要求、水电供应、环保消防
型式
等
材料来源 块石、回填料、材料单价等
施工条件 预制场、船机、作业天、工期等
7
码头概述 设计标准 一般构造 设计计算 典型结构 综合练习
重力式码头设计2008
2008年度注册土木工程师（港口与航道工程） 执业资格考试（专业部分）
考前辅导
2008.08
2
第十九篇
重力式码头设计
3
码头概述 设计标准 一般构造 设计计算 典型结构 综合练习
4
码头概述 设计标准 一般构造 设计计算 典型结构 综合练习
组成 特点
重力式码头是码头主要结构型式之一，靠
特点
设计 条件
设计 原则
结构 型式
整体性好，就地取材，施工简单、不需要 钢材，不需要大型船机设备；
要求有干地施工条件，且砂石料丰富。 15
码头概述 设计标准 一般构造 设计计算 典型结构 综合练习
组成
特点
结构选型
设计
条件
在地基条件较好的地方，都可以采用重力
设计 式码头，至于采用上述哪种具体结构，往往需
施工期抗浪性差，整体性差。
13
码头概述 设计标准 一般构造 设计计算 典型结构 综合练习
组成 特点
圆筒码头
设计 条件
设计 原则
结构 型式
结构简单，受力条件好，混凝土和钢材用 量少；
耐久性不如方块，需要大型船机设备。 14
码头概述 设计标准 一般构造 设计计算 典型结构 综合练习
组成
现浇混凝土或浆砌块石码头
衡重式 卸荷板
10
码头概述 设计标准 一般构造 设计计算 典型结构 综合练习
组成 特点
方块码头
设计 条件
设计 原则
结构 型式
结构坚固耐久、除卸荷板外基本不用钢材、
施工简单，维修量小；
水下安装工作量大、整体性差、砂石料用
量大。
11
码头概述 设计标准 一般构造 设计计算 典型结构 综合练习
组成
沉箱码头