長沙霞凝國家糧庫碼頭一期工程沉箱碼頭設(shè)計(jì)

長沙霞凝國家糧庫碼頭一期工程沉箱碼頭設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)內(nèi)容

此次設(shè)計(jì)內(nèi)容包括外文專業(yè)文獻(xiàn)翻譯，長沙霞凝國家糧食儲(chǔ)備庫碼頭總平面布置，裝卸工藝設(shè)計(jì)以及碼頭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

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長沙霞凝國家糧庫碼頭一期工程沉箱碼頭設(shè)計(jì)

2自然條件

2.1氣象

多年平均風(fēng)速2.4m/s，強(qiáng)風(fēng)為WN，常風(fēng)向?yàn)镹、S，夏季多南風(fēng)，秋季多西北風(fēng)，歷年最大風(fēng)力為9級(jí)歷年最大風(fēng)速為20.7m/s。

2.1.2氣溫

多年平均氣溫17.2攝氏度，極端最高氣溫40.2攝氏度，極端最低氣溫負(fù)12攝氏度，無冰封史。

2.1.3降水

年平均降水量1400.6mm，多年平均降水日數(shù)158.4天，大部分降雨集中在4～9月。

2.1.4霧

多年平均霧日26.4天，多發(fā)生在冬春兩季。

2.2地形地貌

港址場地地貌單元為湘江現(xiàn)代河漫灘與河床的分界斜坡，坡度約40-50度。場地地形東北部為傾向河床的河漫斜灘，坡度約20度。場地的西南部為河床，河床枯水期水深約2m（鉆孔附件）。

2.3工程地質(zhì)

港區(qū)場地下伏基巖為燕山晚期花崗巖（r），基巖埋深一般較淺，在碼頭擬建場地內(nèi)及下游約百米處均有基巖出露，但因河流的侵蝕沖擊及風(fēng)化花崗巖的殘坡火破擊，在場地形成較厚的第四系松散覆蓋層。原散糧碼頭框架平臺(tái)處自上而下各地層依次為粉質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)粉土、沙混粘土和全風(fēng)化、強(qiáng)風(fēng)化、中等風(fēng)化、弱風(fēng)化花崗巖，巖石以上各層地基承載力均低且很不均。而中等風(fēng)化花崗巖單軸極限抗壓強(qiáng)度較高，為16MPa，埋深在14～25m左右。

原包糧碼頭前沿自上而下各地層依次為卵石混泥砂、粉質(zhì)粘土、粘土質(zhì)粉細(xì)砂和強(qiáng)風(fēng)化、中等風(fēng)化、微風(fēng)化花崗巖，強(qiáng)風(fēng)化巖出露標(biāo)高18.33m左右，允許承載力300kPa。

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場地地下水主要賦存于砂混粘土中，地下水類型為空隙承壓水。因粘土含量較高，含水量較弱。綜合地質(zhì)年代及各層的巖土特性，可劃分為8個(gè)工程地質(zhì)層，各層的主要特征自上而下分訴如下：

2.3.1質(zhì)粘土及泥質(zhì)粉土（Q）

棕黃色，成分為粉質(zhì)粘土，地下水位之上，可塑，地下水位以下軟塑，具水平層理，層理面含粉細(xì)砂，下部水下為深灰色淤泥質(zhì)粉土；軟塑為主，近河床處為流塑，為相隔水層。屬第四系全心統(tǒng)河漫及河床相沖積層，在鉆進(jìn)時(shí)該層不僅跨孔，且縮徑，該層整個(gè)場地均有分布，層厚4.40～8.00m，平均6.34m，底深標(biāo)高-11.90～-7.40m，平均-9.02m。該層可細(xì)分為兩下亞層：即河漫灘相的粉質(zhì)及河床相的淤泥質(zhì)軟土，因此該層各項(xiàng)的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)變化幅度較大，如液性指數(shù)（IL）為0.50～1.14，土樣承載力標(biāo)準(zhǔn)值（fk）為100～165kpa，標(biāo)貫試驗(yàn)承載力標(biāo)準(zhǔn)（fk）70～105Kpa。

2.3.2砂混粘土（Q）

灰黃色、黃灰色，砂的成分為花崗質(zhì)石英、長石中粗或礫砂，含量為60～70%，膠結(jié)物為黃色粘土，含量約10-20%。充填物為粉土，含量也為10～20%，稍密，分選性較好，因粘土含量高，透水性較差，滲透系數(shù)為0.00006-0.006cm/s，平均為0.003cm/s，屬花崗質(zhì)風(fēng)化物的洪坡積層。

2.3.3砂混粘土（Q）

褐紅色，棕紅色，砂粒成分為花崗質(zhì)長石、石英、礫砂或粗中砂，含量約70%，粘土膠結(jié)，粘土粉土含量約30%，中密，分選性較好，弱含水性，與第2層透水性相當(dāng)，滲透系數(shù)為0.00006cm/s，屬花崗巖殘坡積層。

2.3.4全風(fēng)化花崗巖（r）

褐黃、灰黃、灰褐色，原巖結(jié)構(gòu)清晰，因風(fēng)化徹底，巖心多內(nèi)松散砂狀，少量土塊狀且可用手捏碎。風(fēng)化裂縫水，因含泥沙少，滲透系數(shù)較高為0.006cm/s。

2.3.5強(qiáng)風(fēng)化花崗巖（r）

黃灰、灰白色，成分為裂隙發(fā)育的花崗巖碎塊，或部分長石風(fēng)化成白色粘土的塊狀花崗巖，巖心可用手折斷，下部可見較堅(jiān)硬原巖結(jié)構(gòu)較清晰的花崗巖，該層分布厚度為0.30-1.80m，平均0.93m。

2.3.6中風(fēng)化花崗巖（r）

淺灰色、灰白色，中粗粒結(jié)構(gòu)，長石、角閃石等礦物略有變質(zhì)、且顏色變淺，巖心呈短柱狀，裂隙較發(fā)育，裂隙面多變?yōu)辄S褐色，錘擊聲脆，不易擊碎。飽和抗壓強(qiáng)度為

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21.00～61.00Mpa，按GBJ7～89規(guī)范附錄九確定其飽和單軸抗壓強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值為16Mpa，該層分布范圍廣且連續(xù)，層厚0.5～1.80m，是良好的深基礎(chǔ)持力層。

2.3.7弱風(fēng)化花崗巖（r）

淺灰色、巖心呈長柱狀，巖石表面和裂面稍有風(fēng)化跡象，少量裂隙切割巖體，飽和單軸抗壓強(qiáng)度77.3～85.70Mpa，其標(biāo)準(zhǔn)值為77Mpa。該層分布連續(xù)、厚度穩(wěn)定且承載力大，厚度2.50～9.50m，平均5.89m。是理想的深基礎(chǔ)持力層。

2.3.8未風(fēng)化花崗巖（r）

淺灰色，巖心長柱狀，未見風(fēng)化跡象，堅(jiān)硬致密，粗粒結(jié)構(gòu)，局部斑粒狀，礦物成分為石英、正長石、云母、角閃石等。

2.4水文

長沙水文站位于港區(qū)上游約18.5km處，該水位站有關(guān)資料如下：歷史洪水位36.90m（1998年6月1日），歷史低水位23.25m，最大水位差13.65m，多年平均水位27.31m，歷年最大流量2.07萬m3/s，最小流量268m3/s，最大流速1.9m/s，最小流速0.2m/s,河段多年平均含沙量0.169kg/m3，屬清水河流。港址所處河道岸線微彎，據(jù)1998年與2001年測圖資料對(duì)比分析，該河段近岸河床穩(wěn)定，略沖，水域良好。根據(jù)水位站資料推出本碼頭處多年最高洪水頻率5%的水位為35.40m，多年歷時(shí)保證率98%的水位為23.37m。

2.5地震烈度

根據(jù)湘建【1992】設(shè)字第508號(hào)文，長沙市地震基本烈度為Ⅵ度，需對(duì)建筑物采

取適當(dāng)?shù)目拐饦?gòu)造措施

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3營運(yùn)資料

3.1吞吐量預(yù)測

作為國家和湖南省發(fā)揮宏觀調(diào)控作用的主要載體，霞凝糧庫良好的發(fā)展直接關(guān)系到糧食安全，其占地面積350畝，倉容設(shè)計(jì)總量為16萬噸，現(xiàn)有儲(chǔ)備糧食10多萬噸，大米加工能力5萬噸，已發(fā)展成集倉儲(chǔ)、加工、貿(mào)易、中轉(zhuǎn)于一體的重要骨干企業(yè)。每年經(jīng)營糧食10萬余噸，在省內(nèi)鏈?zhǔn)劫忎N活動(dòng)中成為價(jià)格導(dǎo)向標(biāo)。對(duì)外合作方面，現(xiàn)有兩家外資油脂跨國公司進(jìn)庫置業(yè)辦廠，目前長沙及周邊市場使用的油脂50%以上由駐庫企業(yè)提供，糧庫未來三年的發(fā)展目標(biāo)是：把霞凝糧庫打造成倉容20萬噸、大米加工能力8-10萬噸、油脂年吞吐達(dá)30萬噸、年購銷額305億元、年實(shí)現(xiàn)稅利500-800萬元的糧食產(chǎn)業(yè)集群。根據(jù)預(yù)測本港貨物吞吐量：一期工程糧食件雜貨為30萬噸。

3.2設(shè)計(jì)船型

本工程設(shè)計(jì)船型既要考慮現(xiàn)有船舶的近期使用實(shí)況，又要適應(yīng)船舶向大型發(fā)展話的遠(yuǎn)期要求。依據(jù)本設(shè)計(jì)任務(wù)書，并根據(jù)腹地河流通航等級(jí)、運(yùn)輸船舶狀況確定，碼頭設(shè)計(jì)船型采用1000噸分節(jié)駁船?？紤]到今后一段時(shí)期人有較多的中小船營運(yùn)，兼顧設(shè)計(jì)船型為120t-500t機(jī)動(dòng)駁。

其具體資料如下：

表2-1設(shè)計(jì)船型尺度表

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4總平面布置

4.1港區(qū)布置的基本原則

在總平面布置時(shí)應(yīng)遵守的規(guī)則有：

（1）、港口應(yīng)按客運(yùn)量，吞吐量、貨種、流向、急疏運(yùn)方式，自然條件、安全和環(huán)

境等因素，合理的劃分港區(qū)。

（2）、在布置港區(qū)時(shí)，應(yīng)考慮風(fēng)向及水流流向的影響。對(duì)大氣環(huán)境有較大污染的港區(qū)宜布置在港口全年強(qiáng)風(fēng)向的下風(fēng)側(cè)；對(duì)水環(huán)境有嚴(yán)重污染的港區(qū)或危險(xiǎn)品港區(qū)宜布置在港口下游，并與其他碼頭或港區(qū)保持一定的距離。

（3）、港區(qū)總平面布置，應(yīng)根據(jù)港口總體布局規(guī)劃，結(jié)合裝卸工藝要求，充分利用自然條件，遠(yuǎn)近結(jié)合，合理布置港區(qū)的水域、路域，并應(yīng)符合下列要求：

a.、裝卸作業(yè)對(duì)大氣環(huán)境產(chǎn)生較大污染的貨種的泊位應(yīng)布置在港區(qū)常風(fēng)向的下風(fēng)側(cè);裝卸作業(yè)對(duì)水環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重污染的貨種的泊位,應(yīng)布置在港區(qū)的下游岸段,并應(yīng)注意水流的流向的影響.

b、順岸式碼頭的前沿線位置，宜利用天然水深沿水流方向及自然地形等高線布置。并應(yīng)考慮碼頭建成后對(duì)防洪、水流改變、河床沖淤變化及岸坡穩(wěn)定的影響。碼頭前應(yīng)有可供船舶運(yùn)轉(zhuǎn)的水域。

c、港區(qū)陸平面布置和豎向設(shè)計(jì)，應(yīng)根據(jù)裝卸工藝方案、港區(qū)自然條件、安全、衛(wèi)生、環(huán)保、拆遷、土石方工程量和節(jié)約用地等因素合理確定，并應(yīng)與城市規(guī)劃和建港的外部條件相協(xié)調(diào)。

d.、港口水域包括碼頭前停泊水域、回旋水域、進(jìn)港航道和錨地等，可根據(jù)具體情況組合設(shè)置或單獨(dú)設(shè)置。

e、改建、擴(kuò)建港區(qū)的總平面布置，應(yīng)與原有港區(qū)相協(xié)調(diào)，充分、合理地利用原有設(shè)施，并應(yīng)考慮減少建設(shè)過程中對(duì)原有港區(qū)生產(chǎn)的影響。

4.2碼頭平面布置

4.2.1碼頭前沿設(shè)計(jì)高程

碼頭前沿設(shè)計(jì)高程應(yīng)考慮碼頭的重要性、設(shè)計(jì)船型、裝卸工藝、碼頭布置及型式、前后方高程銜接條件、地形、地貌、和工程投資等因素、并參照鄰近現(xiàn)有碼頭前沿高程確定。

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表4-1碼頭前沿高程

所以：碼頭前沿高程=設(shè)計(jì)高水位+超高值

基本標(biāo)準(zhǔn):35.4+0.1～0.5=35.5～35.9m，取35.90m

復(fù)核標(biāo)準(zhǔn):36.9+0～0.5=35.9～37.4m，取37.00m

即：碼頭前沿高程為37.00m

4.2.2碼頭前沿設(shè)計(jì)水深

平原河流、山區(qū)河流、運(yùn)河和潮汐影像不明顯的感潮河段的碼頭前沿設(shè)計(jì)水深，可按下式計(jì)算：

Dm=T+Z+?Z（4-1）

式中：.1進(jìn)港航道平面布置原則

（1）、在保證船舶安全航行的前提下,充分利用天然水深,合理布局；

（2）、航道軸線宜順直,避免多次轉(zhuǎn)向,盡量減小航線與強(qiáng)風(fēng)及主流軸線的夾角,便于

船舶操縱。

4.3.2航道水深

航道水深按下式計(jì)算：

H0=T+?H（4-2）

式中：H—道航設(shè)計(jì)水深(m)；

T—船舶吃水（m）,根據(jù)航道條件和運(yùn)輸要求可取船舶、船隊(duì)設(shè)計(jì)吃水或

枯水期減載時(shí)的吃水，T=2m；

?H—富裕水深，可從《內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)》附錄A.表A中取，取為0.4m。

所以：H0=2+0.4=2.4m

4.3.3設(shè)計(jì)通航寬度

內(nèi)河航道的線數(shù)應(yīng)根據(jù)運(yùn)輸要求、航道條件和投資效益分析確定。除整治特別困難的局部河段可采用單線航道外，均應(yīng)采用雙線航道，本設(shè)計(jì)采用雙線航道。雙線航道寬度:

B=Bfd+Bfu+d1+d2+c（4-3）

Bfd=Bsd+ldsinβ

Bfu=Bsu+lusinβ

式中：B—直線段雙線航道寬度(m)；

Bfd—下行船舶或船隊(duì)航跡帶寬度(m)；

Bfu—上行船舶或船隊(duì)航跡帶寬度(m)；

d1—下行船舶或船隊(duì)外舷至航道邊緣的安全距離(m)；

d2—上行船舶或船隊(duì)外舷至航道邊緣的安全距離(m)；

c—船舶或船隊(duì)會(huì)船時(shí)的安全距離(m)；

Bsd—下行船舶或船隊(duì)寬度，取設(shè)計(jì)船寬(m)；

ld—下行頂推船隊(duì)長度或貨船長度，設(shè)計(jì)船長(m)；

β—船舶或船隊(duì)航行漂角,Ⅰ～Ⅴ級(jí)航道可取3°；

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Bsu—上行船舶或船隊(duì)寬度，取設(shè)計(jì)船寬(m)；

lu—上行頂推船隊(duì)長度或貨船長度，取設(shè)計(jì)船長(m)；

d1+d2+c—各項(xiàng)安全距離之和(m);船隊(duì)可取0.50～0.60倍上行和下行航跡帶寬度，貨船

可取0.67～0.80倍上行和下行航跡帶寬度。

所以：Bfd=10.8+67.5×sin3°=14.33m

Bfu=10.8+67.5×sin3°=14.33m

B=14.33+14.33+0.7×10.8=36.22m取B=37m

4.3.4碼頭前沿水域

碼頭前沿停泊水域是供船舶碼頭停泊之用。順岸式碼頭由于裝卸作業(yè)的需要，要考慮船舶在碼頭前并排停靠的可能性，因此，碼頭前沿水域的寬度B一般為并排停靠設(shè)計(jì)船舶寬度加0.5～1.5倍設(shè)計(jì)船寬。

圖4.1碼頭前沿水域

即：2B+0.5B=2.5×10.8=27m

4.3.5調(diào)頭水域

（1）.調(diào)頭水域是供船舶在碼頭前調(diào)頭用。內(nèi)河船舶由于操縱的需要，一般都要頂流停靠碼頭，當(dāng)船舶由上游抵港或離開碼頭向下游行駛時(shí)都要有一定的水域以供調(diào)頭。其水域的尺度與船舶轉(zhuǎn)彎性能、流速大小及船舶隊(duì)形等因素有關(guān)。調(diào)頭水域長度L0一般不小于2.5倍設(shè)計(jì)船長，當(dāng)流速大于1.5m/s時(shí)，水域長度可適當(dāng)加大，但不應(yīng)大于單船長度的4倍，考慮到汛期時(shí)碼頭前沿流速可能大于1.5m/s，所以擬取回旋水域沿水流方向的長度為3L。

即：3L=3×67.5=205m。

（2）.調(diào)頭水域沿垂直水流方向的寬度不宜小于單船長度的1.5倍；當(dāng)船舶為單舵時(shí)，水域?qū)挾炔粦?yīng)小于其長度的2.5倍。調(diào)頭水域沿垂直水流方向的寬度擬取2倍設(shè)計(jì)船長。

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即：2L×67.5=135m

圖4.2碼頭調(diào)頭水域

4.3.6錨地

河港錨地有共船舶待泊、待拖之用的編解隊(duì)錨地，船舶過境臨時(shí)停泊或換拖的過境錨地及進(jìn)行船-船過駁作業(yè)用的水上作業(yè)錨地等三種類型。查《河港總平面規(guī)范》（JTJ-212-2006）按拋錨系泊錨位面積計(jì)算。

拋錨系泊錨位面積按下式計(jì)算：

A=sa（4-4）

式中：A—拋錨系泊錨位面積

s—錨位沿水流方向長度(m),可按表A.1.1選取s=1.8L；

a—錨位寬度（m），可按表A.1.1選取a=4B。

所以：A=sa=1.8L×4B=1.8×67.5×4×10.8=5250㎡

圖4.3碼頭拋錨系泊錨位面積

4.4泊位數(shù)和泊位利用率

4.4.1泊位數(shù)

泊位數(shù)按下式計(jì)算：

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N=Qn/Pt（4-5）

式中：N—泊位數(shù)

Qn—根據(jù)貨物類別確定的年吞吐量（t），Qn=300000t；Pt—一個(gè)泊位的年通過能力（t）。

其中：Pt=1

∑i（4-6）

s1

式中：αi—當(dāng)貨種多樣而船型單一時(shí)，αi為各種貨種年裝卸量占泊位年裝卸

總量的百分比（%）；當(dāng)船型、貨種都不相同時(shí)，αi為各類船舶年裝載不同貨物的數(shù)量占泊位年裝卸總量的百分比（%），取αi=1。

Ps1—與αi相對(duì)應(yīng)的泊位年通過能力（t）。

Ps1=TyG

ttz+f

td-tstdρ（4-7）

其中：tz=G（4-8）p

式中：T—年日歷天數(shù)，T=360d

G—設(shè)計(jì)船型的實(shí)際載貨量，G=1000t

ts—晝夜非生產(chǎn)時(shí)間之和，ts=5h

tf—船舶輔助作業(yè)時(shí)間，tf=0.75h

td—晝夜小時(shí)數(shù)（h）,根據(jù)工作班次確定，三班制為24h。tz—裝卸一艘設(shè)計(jì)船型所需時(shí)間，tz=1000/100=10h

ρ—泊位利用率,ρ=70%

p—設(shè)計(jì)船時(shí)效率，p=50t/h。

所以：Ps1=360?1000?0.7=45.2×104t+24-524

30?104

N=Qn/Pt==0.66445.2?10

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即選定泊位為1個(gè)

4.4.2泊位利用率

根據(jù)《河港裝卸工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》泊位利用率可按下式計(jì)算：

Kcc=ncwNcw（4-9）

式中：Kcc—泊位利用率；

ncw—計(jì)算泊位數(shù)，ncw=0.66；

Ncw—取用泊位數(shù)，Ncw=1。

根據(jù)公式（4-13）算得的泊位利用率需滿足合理泊位利用率的要求，否則應(yīng)設(shè)法予以調(diào)整。件雜貨碼頭的合理泊位利用率確定根據(jù)《河港工程設(shè)計(jì)規(guī)范》件雜貨碼頭的合理泊位利用率范圍為0.60~0.75。

Kcc=0.66/1=0.66

綜上所述，該件雜貨碼頭的泊位利用率計(jì)算過程和結(jié)果合理，說明該假定是成立的。

4.5碼頭尺寸的確定

根據(jù)泊位數(shù)的計(jì)算本設(shè)計(jì)為單個(gè)泊位，由于考慮到二期工程的進(jìn)行，泊位的長度的按沿碼頭前沿線連續(xù)布置多個(gè)泊位長度計(jì)算。可按下列公式計(jì)算：

Lb1=L+1.5d（4-10）

式中：Lb1—端部泊位長度（m）

L—設(shè)計(jì)船型（m），L=67.5m

d—泊位富裕長度按（m）,查《河港總平面設(shè)計(jì)規(guī)范》表3.3.2-1，取d=10m。

所以：Lb1=67.5+2×10=90m

4.6陸域布置

倉庫和堆場主要根據(jù)計(jì)算確定的庫場面積結(jié)合具體的條件及其裝卸工藝流程進(jìn)行布置，原則上盡量安排在靠近碼頭區(qū)域。位于前方的倉庫、堆場一般都平行于碼岸線的布置，其他的后方堆場、倉庫則根據(jù)鐵路線和公路走向進(jìn)行布置。

庫場面積按下式計(jì)算：

E=QhKbkKrtdc（4-11）Tykak

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式中：

E—倉庫或堆場所需容量（t）；

Qh—年貨運(yùn)量（t）；

KBK—倉庫或堆場不平衡系數(shù),KBK=1.4；

Kr—貨物最大入堆場、入場百分比（%）,Kr=0.9；

Tyk—倉庫或堆場年?duì)I運(yùn)天數(shù)（d），取360d；

tdc—倉庫或堆場在堆場的平均堆存期（d）,tdc=7d；

αK—堆場容積利用系數(shù)，件雜貨取1.0，

A=

式中：

A——堆場總面積（m2）；

q——單位或有效面積的貨物堆存量（t/m2）,q=1.6t/m2；

Kk——堆場總面積利用率，為有效面積占總面積的百分比（%）,Kk=0.65。

30?104?1.4?0.9?7=7350t所以：E=360

A=E（4-12）qKk7350=7070㎡1.6?0.65

5裝卸工藝

5.1設(shè)計(jì)原則

裝卸工藝是進(jìn)行裝卸生產(chǎn)的基本工藝,是港口生產(chǎn)活動(dòng)的基礎(chǔ)。為了提高經(jīng)濟(jì)效益

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和社會(huì)效益的目標(biāo),設(shè)計(jì)出先進(jìn)的技術(shù),經(jīng)濟(jì)合理,安全可靠的裝卸工藝流程,來完成一定的貨物運(yùn)量。因此裝卸工藝設(shè)計(jì)必須遵守基本的原則和要求，并參考《河港裝卸工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》進(jìn)行設(shè)計(jì)。

5.2一般要求

（1）流程的各環(huán)節(jié)相互協(xié)調(diào)；裝卸機(jī)械的選型要立足于國內(nèi)，盡量采用定型的同類型

產(chǎn)品和系列設(shè)施，用于同港口的機(jī)械不宜過多以利于港口的管、用、養(yǎng)、修等

工作。

（2）對(duì)于裝卸機(jī)械的選型應(yīng)保證質(zhì)量安全

（3）對(duì)于裝卸機(jī)械的選型應(yīng)力求減少操作環(huán)節(jié)

（4）要對(duì)裝卸過程的移船和調(diào)式作業(yè)采用積極有效的措施

（5）選用隨伸距而變動(dòng)起重能力的起重裝卸船舶時(shí)考慮吊船窗外側(cè)貨物的情況下，起

重能力應(yīng)滿足要求。

（6）進(jìn)行裝卸工藝設(shè)計(jì)時(shí)要因地制宜考慮遠(yuǎn)近結(jié)合充分留有發(fā)展余地

（7）布置固定式裝卸機(jī)械設(shè)備時(shí)，應(yīng)考慮設(shè)備的安裝，檢修和拆卸和方便，積極推進(jìn)

大宗散貨專業(yè)化，件雜貨物的成組集裝化。

5.3裝卸工藝的布置

河港件雜貨裝船和卸船作業(yè)一般采用下面兩種形式：

（1）、輸送機(jī)系統(tǒng)。主要是用于大宗的貨裝貨物裝船和卸船，如糧食、化肥、水泥等

袋裝貨的專用進(jìn)、出口碼頭。

（2）、起重機(jī)系統(tǒng)。主要適用于貨種比較雜的貨物，如日用百雜貨、五金鋼材生鐵、

機(jī)械設(shè)備等件雜貨裝卸的通用性進(jìn)、出口碼頭。

本設(shè)計(jì)采用用起重機(jī)系統(tǒng)。

5.3.1裝卸機(jī)械選擇

本設(shè)計(jì)采用門座式起重機(jī)，軌距10.5m，最大起重噸10t，吊臂幅度25m該機(jī)型的周期循環(huán)作業(yè)機(jī)械，可同時(shí)起升變幅和旋轉(zhuǎn)，幅度變化范圍大（7.5—30m）,可裝卸船舶艙口范圍內(nèi)任何一點(diǎn)的貨物。組成的件雜貨可直接吊放在軌道后幅度范圍內(nèi)的堆場上暫存，等待再行裝船或裝車，可以減少其他流動(dòng)機(jī)械的搬運(yùn)作業(yè)距離。也可以直接裝車離開碼頭。

5.3.2工藝布置

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在內(nèi)河港口，門座起重機(jī)裝卸工藝的布置應(yīng)根據(jù)碼頭型式、碼頭前沿作業(yè)地帶寬度、道路寬度以及有無臨時(shí)堆放貨物的要求等因素來確定。在確定工藝布置時(shí)，應(yīng)注意與今后裝卸機(jī)械的發(fā)展相適應(yīng)，并留有發(fā)展余地。

5.3.2.1外側(cè)距

起重機(jī)外側(cè)軌（靠江側(cè)）中心至碼頭前沿岸線的距離。為保證裝卸作業(yè)的正常進(jìn)行，針對(duì)我國目前生產(chǎn)和適用情況，一般定為3m。

5.3.2.2內(nèi)側(cè)距

起重機(jī)內(nèi)側(cè)軌中心線至前沿庫場或道路邊緣的距離應(yīng)考慮起重機(jī)支腿上的支架和扶梯不碰貨堆，并留有人行通道，一般定為1.5m。

5.3.2.3門座起重機(jī)的吊幅

根據(jù)《河港工程設(shè)計(jì)規(guī)范》,門座起重機(jī)的吊幅至少應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)船型艙口外側(cè)，且應(yīng)考慮橡膠護(hù)舷的寬度（擬取0.6m）和船只的擺動(dòng)幅度(擬取1m)，則門座起重機(jī)的吊幅為：

R=10.5/2+0.6+1+10.8=17.65m（m）

一般情況下起重量為10t的門機(jī)最大幅度可達(dá)30m，取R30m。

5.3.2.4前方作業(yè)地帶寬度

門座起重機(jī)裝卸碼頭的前方作業(yè)地帶指碼頭前沿至一線倉庫外墻或一線堆場外邊緣或前沿堆場內(nèi)邊緣的距離。其寬度應(yīng)根據(jù)前沿堆場的大小、作業(yè)通道的寬度、裝卸工藝要求及裝卸工藝布置形式等因素來確定，本設(shè)計(jì)取為50m。

5.3.2.5前方堆場

前方堆場指在碼頭前沿門座起重機(jī)幅度范圍內(nèi)堆場。使用該堆場，可加快貨物周轉(zhuǎn)，減少操作環(huán)節(jié)，使用率高。本設(shè)計(jì)預(yù)留前方堆場的寬度15m。

5.3.2.6前方道路

前方道路的位置一般根據(jù)碼頭的性質(zhì)、作業(yè)方式等情況而定，其寬度根據(jù)車輛類型、流通量而定?？紤]作業(yè)的安全，前方道路與前方堆場應(yīng)留1.5m的距離。本設(shè)計(jì)前方道路寬度為7m,雙向車道。

5.3.2.7貨物交接地帶

貨物交接地帶是保證門座起重機(jī)和其它流動(dòng)機(jī)械有一定的交接作業(yè)寬度，并在此范圍內(nèi)不堆貨，此交接地帶一般和前方道路結(jié)合在一起考慮的。但在選用流動(dòng)起重機(jī)裝卸船或選用門坐起重機(jī)裝卸船，且不在碼頭前沿設(shè)鐵路線時(shí)，可不需另行考慮

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交接地帶。門座起重機(jī)和流動(dòng)接卸交接貨物地帶一般是布置在垂直岸線的道路中，其寬度一般情況不小于6m。當(dāng)交接地帶布置在前沿堆場后時(shí)，或交接地帶的縱向?qū)挾纫话悴恍∮?m。本設(shè)計(jì)取為4m。

5.3.2.8倉庫跨度

倉庫的跨度愈大，面積利用率就高，但單位面積造價(jià)也相應(yīng)增加。根據(jù)施工條件合理選擇倉庫的跨度，倉庫跨度不應(yīng)小于12m，擬取40m；庫中柱間距離取12m；倉庫長度一般與泊位長度相適應(yīng)，擬取80m；件雜貨倉庫選用單層，凈高不得小于6m，擬取6m。

5.3.2.9制動(dòng)距離

倉庫與前方作業(yè)通道或一、二線道路相鄰接時(shí)，倉庫至道路之間應(yīng)留有裝卸運(yùn)輸機(jī)械的制動(dòng)距離。此距離應(yīng)根據(jù)進(jìn)出庫的機(jī)械類型和進(jìn)出庫門的行駛速度而確定，一般對(duì)于流動(dòng)機(jī)械采用6m。

5.3.2.10站臺(tái)

倉庫站臺(tái)寬度應(yīng)按裝卸火車或汽車的撰寫機(jī)械類型和作業(yè)方式確定。倉庫站臺(tái)宜設(shè)雨棚，雨棚的凈空高度和支柱設(shè)置應(yīng)符合鐵路建筑界限的有關(guān)規(guī)定，不得影響汽車裝卸作業(yè)。霞凝港擬建港區(qū)沒有鐵路運(yùn)輸線，所以件雜貨倉庫一般可不必設(shè)置專門站臺(tái)。

5.4設(shè)計(jì)主要參數(shù)

（1）年設(shè)計(jì)吞吐量：30萬噸。

（2）設(shè)計(jì)船型：1000t駁舶。

（3）年作業(yè)天數(shù)：

碼頭作業(yè)天數(shù)：360天。

堆場作業(yè)天數(shù)：360天。

（4）、泊位利用率：綜合考慮裝卸效率、泊位數(shù)等，定為66%。

（5）、作業(yè)班次：三班制。

5.5裝卸工藝流程

件雜貨裝卸工藝：

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駁船門機(jī)牽引車叉車倉庫叉車汽車

門座式起重機(jī)

圖5.1裝卸工藝流程圖

5.6裝卸機(jī)械臺(tái)時(shí)效率

裝卸機(jī)械確定后，即可確定各裝卸機(jī)械的臺(tái)時(shí)效率。

5.6.1裝卸船機(jī)械

件雜貨碼頭門座起重機(jī)臺(tái)時(shí)效率可取45~50t/臺(tái)時(shí)，擬取50t/臺(tái)時(shí)。

5.6.2庫、場裝卸機(jī)械

（1）、倉庫裝卸機(jī)械

電池叉式裝卸車臺(tái)時(shí)效率可取25~30t/臺(tái)時(shí)，擬取25t/臺(tái)時(shí)。

（2）、堆場裝卸機(jī)械件雜貨碼頭內(nèi)燃叉式裝卸車臺(tái)時(shí)效率可取15~18t/臺(tái)時(shí)，擬取15t/臺(tái)時(shí)。

5.6.3水平運(yùn)輸機(jī)械

牽引車臺(tái)時(shí)效率的確定方法如下：

內(nèi)河碼頭縱深一般不超過400m，考慮牽引車轉(zhuǎn)向、繞彎等因素，牽引車的平均運(yùn)距擬取為600m。

牽引車在港區(qū)內(nèi)的行車速度，根據(jù)《河港工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50192-93）附錄E擬取15km/h，即4.17m/s。

牽引車在碼頭前沿作業(yè)地帶和庫場之間的來回時(shí)間為：

600600+=288（s）4.174.17

牽引車脫鉤換掛車時(shí)間（前沿作業(yè)地帶和庫場各一次）擬取：

60×2=120（s）

則牽引車完成一次循環(huán)作業(yè)所需時(shí)間為：

288+120=408（s）

牽引車一小時(shí)內(nèi)的循環(huán)作業(yè)次數(shù)為：

3600=8.82（次）408

考慮出勤率及其它因素的影響，牽引車一小時(shí)內(nèi)的循環(huán)作業(yè)次數(shù)擬取為8次。

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牽引車載重量選用5t，則牽引車的臺(tái)時(shí)效率為：

8×5=40（t/臺(tái)時(shí)）

5.6.4裝卸車輛機(jī)械

內(nèi)燃叉式裝卸車臺(tái)時(shí)效率可取15~18t/臺(tái)時(shí)，擬取18t/臺(tái)時(shí)。

5.7裝卸機(jī)械選型

表5-1主要裝卸工藝設(shè)備表

5.8裝卸機(jī)械數(shù)量

裝卸機(jī)械數(shù)量應(yīng)根據(jù)作業(yè)線數(shù)和工藝流程的需要配置，可根據(jù)貨種、運(yùn)量和臺(tái)時(shí)效率計(jì)算。裝卸機(jī)械數(shù)量按下式確定：

N=∑

Qj8760KjLpj

（5-1）

式中：N—某種裝卸機(jī)械數(shù)量臺(tái)數(shù)（臺(tái)）；

；Qj—某種裝卸機(jī)械數(shù)量分貨種的年起重運(yùn)輸噸（t）

KjL—機(jī)械利用率，應(yīng)按各港統(tǒng)計(jì)資料分析確定，新建港口可按下值用：

一班制取0.15～0.20；兩班制取0.30～0.35；三班制取0.4～0.5，電動(dòng)機(jī)取大值，內(nèi)燃機(jī)取小值；本設(shè)計(jì)取三班制，KjL=0.45；

pj—各裝卸機(jī)械按不同操作過程裝卸或搬運(yùn)不同貨種的臺(tái)時(shí)效率(噸/臺(tái)時(shí))。

表5-2主要裝卸機(jī)械數(shù)量表

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5.9裝卸工人數(shù)

裝卸工人總數(shù)應(yīng)為裝卸工人數(shù)和輔助工人數(shù)之和。裝卸工人數(shù)應(yīng)根據(jù)泊位作業(yè)線數(shù)、班次、和每條作業(yè)線的配工人數(shù)等確定。

裝卸工人數(shù)在裝卸工藝方案設(shè)計(jì)時(shí)，可按下式計(jì)算：

NZ=

nZnbnr

（5-2）

(1-Kzl)KZZ

式中：Nz—裝卸工人數(shù)（人）

nZ—作業(yè)線數(shù)，取nZ=2；

nb—晝夜作業(yè)班次數(shù)（人）nb=3；

（人）,根據(jù)《港口碼頭勞動(dòng)定員標(biāo)準(zhǔn)—件雜貨碼頭》（JT/Tnr—每條作業(yè)線配工數(shù)

331.2—1996）第2.1條和表1，對(duì)非成組件貨，“船←→庫場”操作過程每條作業(yè)線配工人數(shù)可取12~17人，擬取12人；“車←→庫場”可取10~12人，擬取12人；加權(quán)平均后，每條作業(yè)線配工人數(shù)為12人,即nr=12人。

KZL—裝卸工人輪休率，可取2/7；

KZZ—裝卸工人出勤率，一般取90%～95%，KZZ=0.95。

所以：NZ=

2?3?

12

=102人。

(1-2/7)?0.95

輔助工人數(shù)一般按裝卸工人數(shù)的5%～10%計(jì)算，取8%；所以102×8%=9取9人。

機(jī)械司機(jī)人數(shù)可根據(jù)機(jī)械類型及數(shù)量按表5-3確定。

表5-3司機(jī)數(shù)目計(jì)算表

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5.10主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

5.10.1勞動(dòng)生產(chǎn)率

勞動(dòng)生產(chǎn)率按下列公式計(jì)算：Pgz=Qn

N

r+NZ

式中：

Pgz—?jiǎng)趧?dòng)生產(chǎn)率；

Qn—年操作噸數(shù)（t），Qn=300000t；

Nr—裝卸工人總數(shù)（人），Nr=111人；

NZ—司機(jī)人數(shù)（人），NZ=62人；

所以：Pgz=300000

111+62=1734.1t/人

5.10.2設(shè)計(jì)年通過能力

由4.6泊位數(shù)計(jì)算得設(shè)計(jì)年通過能力為：

Pt=45.2×104t

5.10.3裝卸一艘設(shè)計(jì)船型時(shí)間

裝卸一艘設(shè)計(jì)船型的時(shí)間可按下式計(jì)算：

tc=tz+tf

t

d-t

s

式中：

tc—裝卸一艘設(shè)計(jì)船型的時(shí)間（晝夜/艘次）；

tz—裝、卸一艘該類船舶所需的純裝、卸時(shí)間；

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5-3）5-4）（（

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，內(nèi)河船舶可取0.75~2.5h,tf—該類型船舶裝卸輔助與技術(shù)作業(yè)時(shí)間之總和（h）

擬取1.5h；

td—晝夜法定工作小時(shí)數(shù)(h)，根據(jù)工作班次確定：三班制取24h；ts—晝夜泊位非生產(chǎn)時(shí)間之和(h)，三班制可取4.5~6h，擬取5h。

所以：tc=5.10.4主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表

霞凝糧食碼頭主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)列于表5-4.

表5-霞凝糧食碼頭頭主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表

10+0.75

=0.57h

24-5

6荷載計(jì)算

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6.1設(shè)計(jì)依據(jù)

6.1.1設(shè)計(jì)船型

長×寬×滿載吃水深=67.5×10.8×2（米）

6.1.2結(jié)構(gòu)安全等級(jí)

對(duì)于一般港口的主要建筑物，結(jié)構(gòu)安全等級(jí)為2級(jí)。

6.1.3建筑物尺度

碼頭總長90米，碼頭前沿設(shè)計(jì)水深2.6米，碼頭前沿高程取37米，碼頭底高程為19米，碼頭高度為18米。

6.1.4自然條件

（1）設(shè)計(jì)水位

設(shè)計(jì)高水位：35.4米；設(shè)計(jì)低水位：23.37米；施工水位：30米。

（2）地震設(shè)計(jì)烈度：Ⅵ度

6.2荷載確定

6.2.1堆貨荷載

對(duì)于1000噸的散貨碼頭，門座起重機(jī)的軌距是10.5米，前軌道距碼頭前沿線3米，后軌安全距離為1.5米。根據(jù)《港口工程荷載規(guī)范》，取q130kpa。

6.2.2材料重度標(biāo)準(zhǔn)值

見下表6-1

表6-1材料重度標(biāo)準(zhǔn)表

6.2.3船舶荷載

船舶荷載主要有系纜力，撞擊力和擠靠力。

船舶系纜力按《港口工程荷載規(guī)范》第10.4條計(jì)算

礦石船受風(fēng)面積按下列公式計(jì)算：

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半載或壓載時(shí)：logAxw=0.283+0.727logDW（6-1）logAyw=0.283+0.628logDW（6-2）式中：Axw、Ayw—分別為船體水面以上橫向和縱向受風(fēng)面積（㎡）。DW—船舶載重量（t）。

算出：Axw=291.07m2Ayw=79.98m26.2.3.1作用于船舶上的水流力

（1）水流對(duì)船舶上作用產(chǎn)生的水流力，船首橫向和船尾橫向分力按下式計(jì)算：

ρ

=Cxsv2B‘（6-3）Fxsc

2ρ

Fxmc=Cxmcv2B‘（6-4）

2

式中：Fxsc，F(xiàn)xmc——分別為水流對(duì)船首橫向分力和船尾橫向分力（KN）；

Cxsc，Cxmc——分別為水流力船首、船尾橫向分力系數(shù)；

ρ——水的密度，對(duì)淡水ρ=1.025t/m3；；v——水流速度（m/s）

2’

；B——船舶吃水線以下的橫向投影面積（m）

水流力船首、船尾橫向分力系數(shù)Cxsc，Cxmc按表6-2確定：

表6-2水流船首船尾分力系數(shù)

注：d——系靠船結(jié)構(gòu)前沿水深（m）；

D——與船體計(jì)算裝載度時(shí)相對(duì)應(yīng)的平均吃水（m）。

由上述計(jì)算：d=2.6m；D=2m，d/D=1.3，θ=1650~1800，由此可知：

Cxsc=0.1，Cxmc=0.05

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船舶水面線以下的橫向投影面積B‘由下式確定：

logB‘=4.84+0.612logDW（6-5）

可得B‘=208.9m2；水流流速為V水=1.0m/s，則：

Fxsc=0.1×1×0.5×12×208.9=10.45(KN)

Fxmc=0.05×1×0.5×12×208.9=5.22(KN)

(2)水流對(duì)船舶作用產(chǎn)生的水流縱向分力按下式計(jì)算：Fyc=Cρ

yc2v2S

式中：Fyc——水流對(duì)船舶作用產(chǎn)生的水流力縱向分力（KN）；

Cyc——水流力縱向分力系數(shù)；

ρ——水的密度，對(duì)淡水ρ=1t/m3；

v——水流速度（m/s）；

S——船舶吃水線以下的表面積（m2）；

其中，水流縱向分力系數(shù)可按下式確定：

Cyc=0.046R-e0.314+b

式中：Re——水流對(duì)船舶作用的雷諾數(shù)；

b——系數(shù)；

水流對(duì)船舶作用的雷諾數(shù)按下式算：

Re=vL

υ

式中：v——水流速度（m/s）；

L——船舶吃水長度（m）；

υ——水的運(yùn)動(dòng)粘性系數(shù)（m2/s）；

船舶吃水線以下的表面積S按下式確定：

S=1.7LD+CbLB

式中：L——船長（m）；

D——船舶吃水（m）；

第25頁共59頁6-6）6-7）6-8）6-9）（（（（

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B——船寬（m）；

Cb——船舶方形系數(shù)；

船舶方形系數(shù)Cb取0.625，B/D=5.4；查荷載規(guī)范附錄E表E.0.9，得b取0.004；由荷載規(guī)范附錄E表E.0.8，查得υ取1.1?10-4m2/s；故有：

Re=vL1?67.5?2410==122.7×-4υ1.1?10

104)-0.314+0.004=0.0096Cyc=0.046?(122.7×

S=1.7?250?14.3+0.825?250?43=14946.25(m2)

Fyc=0.0096?0.5?1?12?685.25=32.86(KN)

（3）作用與船舶上計(jì)算風(fēng)壓力的垂直與碼頭前沿線的橫向風(fēng)力和平衡于平行于碼頭前

沿線的縱向風(fēng)力計(jì)算：

Fxw=73.6?10-5AxwVxξ（6-10）

Fyw=49.0?105AywVyξ（6-11）式中Fxw,Fyw——作用在船舶上的計(jì)算風(fēng)壓力的橫向與縱向分力；

Axw,Ayw——船體水面以上橫向和縱向受風(fēng)面積；

Vx,Vy——設(shè)計(jì)風(fēng)速的橫向和縱向分量，取Vx,Vy=22m/s；

ξ——風(fēng)壓不均勻折減系數(shù)，內(nèi)插法求得為0.9。

算出：Fxw=93.32KN

Fyw=18.91KN

（4）系纜力標(biāo)準(zhǔn)值N及其垂直于碼頭前沿線的橫向分力Nx，平行于碼頭縱向分力Ny和垂直于碼頭面的豎向分力Nz按下列公式計(jì)算：

N=22K

n?FxFy?+??（6-12）

?sinαcosβcosαsinβ?

Nx=Nsinαcosβ（6-13）

αsiβn（6-14）Ny=Ncos

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Nz=Nsinβ（6-15）

式中：N，Nx，Ny，Nz——分別為系纜力標(biāo)準(zhǔn)值及其橫向、縱向和豎向分力（KN）

∑F

x

，

∑F

y

——分別為可能同時(shí)出現(xiàn)的風(fēng)和水流對(duì)船舶作用產(chǎn)生的橫

向分力和及縱向分力總和（KN）；

K——系船柱受力分布不均勻系數(shù)，取1.3；

n——計(jì)算船舶同時(shí)受力的系船柱數(shù)目；

；α——系船纜的水平投影與碼頭前沿線所成的夾角（度）；β——系船纜與水平面之間的夾角（度）

由分析計(jì)算，可能同時(shí)出現(xiàn)的風(fēng)和水流對(duì)船舶作用產(chǎn)生的橫向總和及縱向總和：情形1：vx=22m/s，vy=0；

∑F

x

=Fxw+Fxsc+Fxmc=93.32+10.45+5.22=108.28KN

∑F

情形2：vx=0，vy=22m/s；

y

=Fyc=32.86KN

∑F

x

=Fxsc+Fxmc=10.45+5.22=15.67KN=Fyw+Fyc=32.86+18.91=51.77KN

∑F

y

受力系船柱數(shù)目和間距可按表6-3選用：

表6-3受力系船柱數(shù)目和間距

根據(jù)總長為67.5m的設(shè)計(jì)船型，選n=2，a=20m,1個(gè)泊位共2個(gè)。系船纜夾角α,β確定見表6-4：

表6-4系船纜繩夾角

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由于本碼頭水位落差較大，按海港碼頭規(guī)范取值，а=300，β=300，

船舶總長67.5m，取N=6，K=1.2。

由上可以算得兩種情形下的系纜力標(biāo)準(zhǔn)值N：

情形1：N=1.2?108.2832.86?=197.76KN+?2?sin30cos30cos30cos30??

1.2?15.6751.77?=94.11KN+??2?sin30cos30cos30cos30?情形2：N=

算得：N=197.76KN

根據(jù)“荷載規(guī)范”第10.4.5條規(guī)定，1000噸級(jí)船舶計(jì)算系纜力小于100KN時(shí)，應(yīng)按100KN計(jì)算。因此，取系纜力標(biāo)準(zhǔn)值為100KN。

NX=200sin300cos300=86.6KN

Ny=200cos300sin300=86.6KN

Nz=200sin300=100KN

由系纜力引起的垂直，水平作用的傾覆力矩分別為：

PRV=Nz/15=29.69KN/m

6.2.3.2擠靠力

船舶擠靠力應(yīng)考慮風(fēng)向和水流對(duì)計(jì)算船舶作用產(chǎn)生的橫向分力總和∑Fx，當(dāng)橡膠護(hù)舷間斷布置時(shí)，擠靠力標(biāo)準(zhǔn)值可按下式計(jì)算：

Fj‘=Kj‘Fx

nPRH=Nx/15=25.71KN/mMPR=-2.88?3+2.88?19=46.8KN?m/m（6-16）

Fj′—橡膠護(hù)舷間斷布置時(shí)，作用于一個(gè)橡膠護(hù)舷上的擠靠力標(biāo)準(zhǔn)值（KN）；Kj′—擠靠力不均勻系數(shù)，取1.2；

n—與船舶接觸的橡膠護(hù)舷的組數(shù)或個(gè)數(shù)；

Fj‘=

6.2.3.3撞擊力

第28頁共59頁

Kj‘Fxn=1.2×(93.32+10.45+5.22)/6=21.66kN

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船舶靠岸時(shí)的有效撞擊能量可按下式計(jì)算：

Eo=

式中：

M—船舶質(zhì)量（t）,按滿載排水量計(jì)算；

V—船舶靠岸法向速度，河船滿載排水量1000＜W＜2000t時(shí)，Vn為ρ2?M?Vn2（6-17）

0.25-0.35m/s，取Vn=0.3m/s；

滿載排水量：

log?f=0.177+0.991logDWlog?f=3.15

M=?f=1412.5t

E0=1412.5?0.3?0.3

2=47.7KJ

選用H500L1500L-5Z-D型橡膠護(hù)舷,則吸收47.7KJ的能量反力為700KN。

7碼頭結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)

7.1碼頭結(jié)構(gòu)形式選擇原則

第29頁共59頁6-18）（

長沙霞凝國家糧庫碼頭一期工程沉箱碼頭設(shè)計(jì)

碼頭建筑物是港口的重要組成部分和主干工程。碼頭的特點(diǎn)是荷載復(fù)雜（包括各種

自然力、使用荷載和施工荷載等），施工條件差、投資大。碼頭結(jié)構(gòu)型式一般應(yīng)根據(jù)當(dāng)

地自然條件、碼頭建筑物的使用要求和施工條件決定。自然條件、使用要求和施工條件

簡稱為選型的“三要素”。

7.1.1使用要求與結(jié)構(gòu)選型的關(guān)系

結(jié)構(gòu)型式必須滿足使用上的要求。在一定的自然和施工條件下，使用要求是碼頭結(jié)

構(gòu)型式的決定因素。使用對(duì)結(jié)構(gòu)型式的要求主要有以下幾方面：

（1）滿足碼頭裝卸工藝的要求

這是在選型之前必須確定的首要問題。主要包括：碼頭平面的形狀（順岸或突堤）

碼頭面高程及水深、裝卸運(yùn)輸機(jī)械的類型、布置、使用荷載等。

（2）滿足船舶泊穩(wěn)的要求

對(duì)掩護(hù)條件較差的碼頭，結(jié)構(gòu)選型必須考慮滿足船舶泊穩(wěn)的要求。應(yīng)選擇透空式或

局部透空的碼頭結(jié)構(gòu)型式。對(duì)港池波浪集中的局部地區(qū)，碼頭結(jié)構(gòu)型式亦應(yīng)選擇透空消

浪的結(jié)構(gòu)型式，以改善碼頭的泊穩(wěn)條件。

（3）碼頭實(shí)用耐久

碼頭前方結(jié)構(gòu)要便于船舶?？俊Ｔ诟鞣N可能的最不利荷載的組合作用下具有足夠的

強(qiáng)度和整體穩(wěn)定性，不得發(fā)生過大的位移和沉降而影響使用。

(4)便于碼頭附屬設(shè)備的設(shè)置及安裝

7.1.2自然條件與結(jié)構(gòu)的選型的關(guān)系

自然條件往往對(duì)結(jié)構(gòu)的型式的選擇起著關(guān)鍵的作用，它一般決定著結(jié)構(gòu)選型的類別

而且是影響造價(jià)的主要因素。

（1）地質(zhì)條件

結(jié)構(gòu)型式必須和地質(zhì)條件相適應(yīng)，否則會(huì)增加碼頭的造價(jià)，甚至產(chǎn)生過大的位移或

沉降，影響正常的使用。對(duì)于巖石、砂及其較硬的粘性土地基（其內(nèi)摩擦角大于250）。

一般采用重力式結(jié)構(gòu)；對(duì)中等密實(shí)的土壤地基且其下部無較堅(jiān)硬的持力層時(shí)，一般采用

板樁結(jié)構(gòu)；對(duì)上部地基較軟弱（如淤泥質(zhì)黏土或淤泥），在地基的適當(dāng)深度存在較堅(jiān)硬

的持力層時(shí)，主要采用高樁結(jié)構(gòu)。對(duì)表層有不厚的軟土層且下臥有堅(jiān)硬的土壤或巖石地

基時(shí)，可在換砂處理后，采用重力式結(jié)構(gòu)。工程實(shí)踐證明，適合重力碼頭的地質(zhì)條件下，

建造高樁式碼頭，將使工程造價(jià)大幅度的增加。

（2）水位變化條件

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長沙霞凝國家糧庫碼頭一期工程沉箱碼頭設(shè)計(jì)

當(dāng)潮差較小時(shí)，由于受到施工條件的限制，碼頭的上部結(jié)構(gòu)不能做的很高（如天津海河沿岸）；因水位的變幅小，多采用上部結(jié)構(gòu)較小的高樁無梁大板或板狀結(jié)構(gòu)。當(dāng)潮差大而船形較小時(shí)，若采用直立式碼頭的結(jié)構(gòu)型式不僅造價(jià)高，而且裝卸工藝也不方便。因此沿海許多漁碼頭以及長江下游的一些大、中型油、客碼頭多采用浮碼頭。

（3）波浪條件

對(duì)開敞式碼頭或無防波堤掩護(hù)的碼頭應(yīng)盡量避免或減少波浪力對(duì)碼頭的直接作用，其結(jié)構(gòu)型式多采用墩式或透空式的結(jié)構(gòu)型式。在施工期，尚應(yīng)考慮碼頭施工各階段的結(jié)構(gòu)抗浪的穩(wěn)定性。

（4）水流沖刷條件

在泥沙活動(dòng)較強(qiáng)的地區(qū)修建突堤式碼頭時(shí)，需考慮它對(duì)原有沖刷平衡的影響，一般易采用透空式結(jié)構(gòu)，在沖刷嚴(yán)重的岸邊修建碼頭時(shí)，應(yīng)預(yù)留沖刷厚度必要時(shí)還應(yīng)采取適當(dāng)?shù)淖o(hù)底措施。

（5）冰凌條件

若冬季的水域有較厚的冰凌，則易采用透空式結(jié)構(gòu)，以免影響靠船，同時(shí)還應(yīng)設(shè)法防止流冰及船舶擠壓冰塊時(shí)對(duì)構(gòu)件的破壞作用。

7.2碼頭結(jié)構(gòu)選型論證

7.2.1結(jié)構(gòu)一般形式

碼頭建筑物結(jié)構(gòu)型式繁多，按其受力條件及工作特點(diǎn)大致可劃分為重力式、板樁式、高樁式和混合式等幾種類型。

7.2.1.1重力式碼頭

重力式碼頭是靠自身的重力來抵抗建筑物的滑動(dòng)和傾覆。由于結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的應(yīng)力直接傳給上部地基，對(duì)上部地基和其下臥的土層都需要較高的承載（垂直承載和水平承載）能力，因此他要求要由比較好的地基，適用于各類巖基、砂、卵石地基和硬黏土地基。

7.2.1.2板樁式碼頭

板樁碼頭是碼頭主要的結(jié)構(gòu)型式之一，其特點(diǎn)是依靠樁入土部分的橫向土抗力和安設(shè)在上部的錨碇結(jié)構(gòu)來保持其整體的穩(wěn)定性，除特別堅(jiān)硬或軟弱的地基外均可適用。過去由于對(duì)板樁都采用打樁法施工，故鋼筋混凝土板樁的斷面的形式設(shè)計(jì)受到限制，因此多用于中小型碼頭。對(duì)于深水碼頭，要求板樁有較大的抗彎能力，此時(shí)可采用圓形鋼管樁或組合型鋼板樁截面；對(duì)于可在陸上施工的深水碼頭，可采用先成孔后載樁（或就地澆注）的板樁結(jié)構(gòu)。

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長沙霞凝國家糧庫碼頭一期工程沉箱碼頭設(shè)計(jì)

7.2.1.3高樁碼頭

其特點(diǎn)是利用打入地基一定深度的樁，將作用在碼頭結(jié)構(gòu)上的荷載傳至地基中。這種結(jié)構(gòu)類型在現(xiàn)有的碼頭結(jié)構(gòu)中占有很大的比例，我國沿海近代沉積地層的港口中多采用高樁碼頭，它是在具有較厚的軟土地基上修建碼頭的合理結(jié)構(gòu)型式。當(dāng)上部軟土層下臥有硬土或砂層時(shí)，可大大提高樁的承載力，使此種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)更為突出?，F(xiàn)在由于大能量的樁錘的出現(xiàn)以及鋼樁的應(yīng)用，使樁基可以沉入硬土或砂層，擴(kuò)大了高樁碼頭對(duì)地基的條件的適用。

表7-1各種碼頭形式適應(yīng)條件

7.2.2結(jié)構(gòu)選型論證

重力式一般適用于較好的地基；板樁式適用于所有板樁可沉入的地基，但板樁上薄壁結(jié)構(gòu)，抗彎能力有限，一般適用于萬噸級(jí)以下的碼頭；高樁碼頭一般適用于軟土地基。

重力式結(jié)構(gòu)具有堅(jiān)固耐久，可承受較大的碼頭地面荷載，對(duì)碼頭地面超載和裝卸工藝變化適應(yīng)性強(qiáng)，施工比較簡單等優(yōu)點(diǎn)，在使用上，碼頭面荷載較大，采用重力式結(jié)構(gòu)合適，將淤泥挖除填以塊石或中砂。

根據(jù)擬建港區(qū)的地基條件，綜合各方面的因素，結(jié)構(gòu)方案初步擬定為重力式碼頭和高樁碼頭兩種方案。

7.2.3重力式碼頭選型

重力式碼頭的結(jié)構(gòu)型式主要取決于墻身結(jié)構(gòu)。按墻身結(jié)構(gòu)分類，重力式碼頭可分為方塊碼頭、沉箱碼頭、扶壁碼頭、漿砌石碼頭、大直徑圓筒碼頭、和格形鋼板樁碼頭。

方塊碼頭和漿砌石碼頭是運(yùn)用較早的一種碼頭斷面形式，適合于中小型碼頭，其碼頭的整體性和抗震能力都不好，抗傾能力小。因此，現(xiàn)代大型散雜貨碼頭不宜采用此種形式。

扶壁碼頭結(jié)構(gòu)整體差，土壓力的大小對(duì)結(jié)構(gòu)的外型尺寸的影響較大，結(jié)構(gòu)造價(jià)也相當(dāng)高；格形鋼板樁碼頭用鋼量大，造價(jià)比較昂貴而且容易產(chǎn)生銹蝕，格體未填充之前穩(wěn)定性很差，鋼板樁往往需要進(jìn)口等缺點(diǎn)。因此，這兩種形式也不在考慮之列。

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長沙霞凝國家糧庫碼頭一期工程沉箱碼頭設(shè)計(jì)

沉箱碼頭和大圓筒碼頭是近年來國內(nèi)外運(yùn)用較多的一種碼頭結(jié)構(gòu)形式，具有整體性好，抗震能力強(qiáng)，地基應(yīng)力小，水上安裝工作量少，施工速度快，結(jié)構(gòu)形式簡單，受力條件好等許多共同的優(yōu)點(diǎn)，但要求地基承載能力高和有大型起重和運(yùn)輸設(shè)備。根據(jù)所給具體條件，地基條件好，碼頭所需吃水深等要求，初步選定具有一定整體性能，施工方便，造價(jià)便宜，能滿足大型深水碼頭構(gòu)造的沉箱結(jié)構(gòu)和高樁結(jié)構(gòu)進(jìn)行方案比選。下面就這兩種形式進(jìn)行比較。

7.2.4沉箱碼頭方案

沉箱按平面形狀分為矩形和圓形兩種。

矩形沉箱的斷面一般采用對(duì)稱布置，也可采用非對(duì)稱式，非對(duì)稱式節(jié)約混凝土，前者構(gòu)造簡單，便于制作，浮運(yùn)和安放，是主要采用的一種斷面形式。后者雖然節(jié)省一些混凝土，但其制作比較麻煩，拖運(yùn)時(shí)需密封艙蓋，安放時(shí)易發(fā)生不均勻下沉，故較少采用。矩形沉箱制作簡單，浮游穩(wěn)定性好，施工經(jīng)驗(yàn)成熟，但受力情況不如圓形沉箱好，鋼筋用量也大。

圓形沉箱呈環(huán)形，受力條件較好，一般按構(gòu)造配筋，箱內(nèi)可不設(shè)內(nèi)隔壁，既省混凝土又大大減輕沉箱的重量，同時(shí)箱內(nèi)空間大；環(huán)形箱壁對(duì)水流的阻力小。但其缺點(diǎn)是模板比較復(fù)雜，一般適用于墩式棧橋碼頭，特別是水流流速大，冰凌嚴(yán)重或風(fēng)浪大地區(qū)。

綜合優(yōu)缺點(diǎn)，重力式碼頭采用矩形沉箱碼頭。

7.3矩形沉箱結(jié)構(gòu)

7.3.1斷面尺寸的擬定

7.3.1.1沉箱外形尺寸

沉箱長度由施工設(shè)備能力，施工要求和碼頭變形縫間距確定，該碼頭施工條件較好，沒有特殊的要求與限制，重力式碼頭變形縫間距一般采用10到30米，取沉箱長度15米，碼頭總長90米，共6個(gè)沉箱。沉箱高度取決于基床頂面高程與沉箱頂面高程，箱頂高程要高于胸墻混凝土澆筑的施工水位，取30米，基床頂高程取港池底高程19米，沉箱高度15米。沉箱寬度主要由碼頭的水平滑動(dòng)及傾覆的穩(wěn)定性和基床及地基的承載力確定，根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)一般為碼頭墻高的0.6倍，初步取9米，包括前趾和后踵各1米的懸臂。

7.3.2箱內(nèi)隔墻設(shè)置

對(duì)于平面為矩形的沉箱，為了增強(qiáng)沉箱的剛度和減小箱壁和箱底的計(jì)算跨度，箱內(nèi)設(shè)置橫向隔墻。隔墻兼具一般采用3-5米。為了節(jié)省混凝土，減輕沉箱重量和降低重心

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長沙霞凝國家糧庫碼頭一期工程沉箱碼頭設(shè)計(jì)

可在隔墻上部留孔洞。本設(shè)計(jì)設(shè)置一道縱隔墻，3道橫隔墻，不設(shè)置孔洞。

7.3.3胸墻

胸墻位于水位變化區(qū)，受干濕交替，波浪和水流的作用，以及船舶的碰撞，所以，胸墻設(shè)計(jì)時(shí)除要保證其水平滑動(dòng)和抗傾穩(wěn)定外，還要考慮有足夠的剛度，良好的整體性和耐久性。

胸墻的結(jié)構(gòu)形式：為了滿足胸墻的穩(wěn)定性，足夠的剛度，良好的整體性和耐久性，碼頭的胸墻采用階梯式素混凝土結(jié)構(gòu)。

胸墻的寬度：胸墻的寬度一般由滑動(dòng)和傾覆穩(wěn)定確定。為了承受船舶的撞擊力胸墻頂寬不宜小于0.8m。本次設(shè)計(jì)初設(shè)為2m。

7.3.4基床

基床是重力式碼頭建筑物的重要組成部分，它將墻身傳來的外力擴(kuò)散到較大范圍的地基上，以減小地基應(yīng)力和建筑物的沉降；保護(hù)地基免受波浪和水流的淘刷；整平基面，便于墻身的砌筑或安裝。基礎(chǔ)的形式取決于地基土的性質(zhì)，碼頭建筑物的結(jié)構(gòu)形式和施工方法。根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)海流條件，本身就是巖石地基，堅(jiān)固，承載力大，地基沉降小，所以采用暗基床，不需要作特別的地基，只需將開鑿后凹凸不平的地面，用填平，然后用二片石和碎石進(jìn)行細(xì)平和極細(xì)平，拋填塊石厚度為2.5m，外肩為2.0m，內(nèi)肩為1.0m。寬度不宜小于碼頭墻底寬度加2倍基床厚度，取14米

7.3.5沉箱構(gòu)件尺寸

根據(jù)規(guī)范對(duì)沉箱構(gòu)件要求與本碼頭受荷載情況及工程經(jīng)驗(yàn)，考慮使用的耐久性和方便混凝土澆灌施工，箱壁厚度不宜小于250mm，一般采用300-500mm?？紤]底受力比較復(fù)雜，底板厚度不宜小于隔壁厚度，一般采用350-500mm。隔墻的厚度一般由構(gòu)造要求確定，為了保證對(duì)箱壁和底板起到支承的作用和使沉箱整體有足夠的剛度，隔墻厚度可為隔墻間距的1/25-1/20，并不小于200mm。隔墻多采用雙面配筋。初步擬定沉箱各構(gòu)件尺寸為：箱壁厚度30厘米，底板厚度40厘米，隔墻厚度20厘米，各構(gòu)件連接處設(shè)置20×20厘米的加強(qiáng)角。以減少應(yīng)力集中。

7.3.6沉箱接頭形式

當(dāng)墻后設(shè)有拋石棱體或全部用塊石回填時(shí)，沉箱之間可采用平接，當(dāng)墻后不設(shè)拋石棱體全部采用砂或山皮土回填是，沉箱之間采用對(duì)頭接，空腔內(nèi)設(shè)置倒慮層，空腔寬度一般采用300-500mm，接縫寬度一般采用500mm。本設(shè)計(jì)墻后設(shè)有拋石棱體，故沉箱之間采用平接。

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長沙霞凝國家糧庫碼頭一期工程沉箱碼頭設(shè)計(jì)

7.3.7門機(jī)軌道梁

門機(jī)軌道梁兩根，設(shè)置胸墻后方，即距前沿3.0m和10.5m處。寬度為0.80m，每段軌道梁的長度同碼頭長度，即86m，即到距碼頭邊的2.00m處。

7.3.8回填料

A箱內(nèi)填料

箱內(nèi)回填塊石，振沖達(dá)到中密。卸荷板上部同樣回填塊石，振密。

B后方填料

選擇碼頭建筑物墻后回填料的原則是：

（1）能就地取材；

（2）對(duì)墻體產(chǎn)生的土壓力小；

（3）透水性好。

根據(jù)以上要求和現(xiàn)場條件，圓筒墻后回填料選用當(dāng)?shù)禺a(chǎn)量大，價(jià)格低廉，內(nèi)摩擦角為45o的塊石。

7.3.9碼頭面層

前沿50m范圍碼頭面層內(nèi)，結(jié)構(gòu)采用C50混凝土聯(lián)鎖塊鋪設(shè)，C50混凝土聯(lián)鎖塊厚300mm,之下鋪設(shè)300mm的碎石墊層，相鄰聯(lián)鎖塊的縫隙不得大于5mm,縫隙間用細(xì)砂塞填搗實(shí)。

7.4作用分類及計(jì)算

7.4.1結(jié)構(gòu)自重力

（1）設(shè)計(jì)高水位

示意圖見圖7.1，計(jì)算見表7-2。

第35頁共59頁

長沙霞凝國家糧庫碼頭一期工程沉箱碼頭設(shè)計(jì)

37.0

35.4

34.0

堆貨荷載產(chǎn)生的土壓力

貯倉壓力

9.62土壓力

26.0

.95kpa7.6kpa

19.0

32.43kpa

圖7.1設(shè)計(jì)高水位作用分布圖（標(biāo)高單位：m）

37.0

.37p土壓力

34.0

34.5

9.29kpa

38.03kpa

45.48kpa

堆貨荷載產(chǎn)生的土壓力

23.37

26.0

貯倉壓力

9.62

圖7.2設(shè)計(jì)低水位作用分布圖（標(biāo)高單位：m）

表7-2設(shè)計(jì)高水位自重計(jì)算

第36頁共59頁

長沙霞凝國家糧庫碼頭一期工程沉箱碼頭設(shè)計(jì)

（2）、設(shè)計(jì)低水位

示意圖式見圖7.2，計(jì)算見表7-3

表7-3設(shè)計(jì)低水位自重計(jì)算

第37頁共59頁

長沙霞凝國家糧庫碼頭一期工程沉箱碼頭設(shè)計(jì)

（3）施工期計(jì)算

施工期自重力由沉箱和沉箱內(nèi)填石組成，按設(shè)計(jì)高水位計(jì)算，根據(jù)上表中沉箱自重和沉箱內(nèi)填石自重的計(jì)算結(jié)果得

∑G

i

=15906.86KN

第38頁共59頁

長沙霞凝國家糧庫碼頭一期工程沉箱碼頭設(shè)計(jì)

∑Mi6.05+后倉填石×2.85=沉箱自重力矩+前倉填石重×

=25146.27+6973.08×6.05+3345.72×2.85

=76868.71（KN?m）

G=15906.86/15=1060.46(KN/m)

M=76868.71/15=5124.58(KN/m)

7.4.2土壓力標(biāo)準(zhǔn)值

碼頭后填料為塊石，水上重度為18KN/m3，水下重度為11KN/m3，內(nèi)摩擦角?=450，沉箱頂面以下考慮墻背外摩擦角δ=?

3=150。

作用與碼頭墻背的土壓力按《重力式碼頭設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》有關(guān)規(guī)定進(jìn)行計(jì)算。主動(dòng)土壓力系數(shù)按下列公式計(jì)算：

Kan=tg2(450-)，（7-1）2?

則：Kan450=tg(45-)=0.172220

沉箱頂面以下查規(guī)范表B.0.3-1得Kan=0.16

Kax=Kancosδ=0.16?cos150=0.15（7-2）

Kay=Kansinδ=0.16?sin150=0.041（7-3）

土壓力標(biāo)準(zhǔn)值按下式計(jì)算：

en1=(∑γihi)Kancoαs（7-4）

i=0

nn-1

en2=(∑γihi)Kancoαs（7-5）

i=0

式中：cosα=1

7.4.2.1碼頭后填料土壓力

A設(shè)計(jì)高水位情況：

第39頁共59頁

長沙霞凝國家糧庫碼頭一期工程沉箱碼頭設(shè)計(jì)

e37.0=0kpa

e35.4=18?1.6?0.172=4.95kpa

e34.0=(18?1.6+1.4?1)?0.172=7.6kpa

‘e34)?0.155=6.85kpa.0=(18?1.6+1.4?11

e19.0=(18?1.6+1.4?11+15?11)?0.155=32.43kpa

土壓力強(qiáng)度分布見圖7.1。

土壓力引起的水平作用：

EH=111?4.95?1.6+(4.95+7.6)?1.4+(6.85+32.43)?15222

=3.96+8.785+294.6=307.35（KN/m）

土壓力引起的豎向作用：

EV=294.6?tg150=78.94(KN/m)

土壓力引起的傾覆力矩：

?(2?4.95+7.6)?1.4?1MEH=3.96?(?1.6+16.04)+8.875??+15?+3?3(4.95+7.6)?

294.6?15?(2?6.85+32.43)=1933.83(KN?m/m)3(6.85+32.43)

土壓力引起的穩(wěn)定力矩：

MEV=78.94?8=631.52(KN?m/m)

B設(shè)計(jì)低水位情況：

e37.0=0kpa

e34.0=18?3?0.172=9.29kpa

e34.0=18?3?0.155=8.37kpa

‘e23.37=(18?3+18?10.63)?0.155=38.03kpa

e19.0=(18?3+18?10.63+11?4.37)?0.155=45.48kpa

土壓力分布見圖7.2

土壓力引起的水平作用：

EH=111?3?9.29+(8.37+38.03)?10.63+(38.03+45.48)?4.37222

=13.92+246.61+182.46=443.0（KN/m）

土壓力引起的豎向作用：

EV=(246.61+182.46)?tg150=114.97(KN/m)土壓力引起的傾覆力矩：

第40頁共59頁

長沙霞凝國家糧庫碼頭一期工程沉箱碼頭設(shè)計(jì)

?(2?8.37+38.03)?10.63?1MEH=13.93?(?3+15)+246.61??+4.37?+33(8.37+38.03)??

182.46?4.37?(2?38.03+45.48)=2713.35(KN?m/m)3(38.03+45.48)

土壓力引起的穩(wěn)定力矩：

MEV=114.97?8=919.74(KN?m/m)

7.4.2.2堆貨荷載產(chǎn)生的土壓力

各種水位時(shí)，堆貨荷載產(chǎn)生的土壓力標(biāo)準(zhǔn)值相同，

e37~34=30?0.172=5.16kpa

e34~-19=30?0.155=4.56kpa

堆貨荷載引起的水平作用：

EqH=5.16?3+4.65?15

=15.48+69.75=85.23KN/m

堆貨荷載引起的豎向作用：

Eqv=69.75?tg150=18.69(KN/m)

堆貨荷載引起的傾覆力矩：

11MEQH=15.48?(?3+15)+69.75??1522

=778.55（KN?m/m）

堆貨荷載引起的穩(wěn)定力矩：

MEqV=18.69?=149.52（KN?m/m）

7.4.2.3門機(jī)荷載產(chǎn)生的土壓力

門機(jī)荷載按一臺(tái)作用產(chǎn)生的土壓力計(jì)算，每段沉箱上共作用6個(gè)輪子，考慮三種情況個(gè)中水位中，門機(jī)產(chǎn)生的土壓力分布范圍相同。

（1）前輪660KN后輪240KN

門機(jī)后輪產(chǎn)生的附加土壓力強(qiáng)度可按下列公式計(jì)算：

ep=2pKa

???a?tan(450+)-tan??2??（7-6）

第41頁共59頁

長沙霞凝國家糧庫碼頭一期工程沉箱碼頭設(shè)計(jì)

式中：

ep——附加土壓力強(qiáng)度；

p——地面集中荷載；

a——力作用點(diǎn)到墻背頂?shù)木嚯x。

12

2pKa=3.24m=則：ep=?6.5?1.414??a?tan(450+)-tan??2??2?240?

門機(jī)后輪產(chǎn)生的附加土壓力引起的水平作用和傾覆力矩：

1EqH=?3.24?9.19=14.89KN/m2

9.19MqH=14.89?=68.43KN?m/m2

門機(jī)后輪產(chǎn)生的附加土壓力引起的豎向作用和穩(wěn)定力矩：

1EqV=?tan150=3.99KN/m2

MqV=3.99?8=31.92KN?m/m

門機(jī)前輪產(chǎn)生豎向作用和穩(wěn)定力矩：

G=660?6=264KN/m15

MG=264?4=1056KN?m/m

（2）前輪750KN后輪450KN

門機(jī)后輪產(chǎn)生的附加土壓力強(qiáng)度：

12

2pKa=6.07mep==?6.5?1.414??a?tan(450+)-tan??2??2?450?

門機(jī)后輪產(chǎn)生的附加土壓力引起的水平作用和傾覆力矩：

EqH=MqH1?6.07?9.19=27.9KN/m29.19=27.9?=128.22KN?m/m2

門機(jī)后輪產(chǎn)生的附加土壓力引起的豎向作用和穩(wěn)定力矩：

EqV=27.9?tan150=7.48KN/m

第42頁共59頁

長沙霞凝國家糧庫碼頭一期工程沉箱碼頭設(shè)計(jì)

MqV=7.48?8=59.8KN?m/m

門機(jī)前輪產(chǎn)生豎向作用和穩(wěn)定力矩：

G=750?6=300KN/m15

M=300?4=1200KN?m/mG

（3）前輪660KN后輪660KN

門機(jī)后輪產(chǎn)生的附加土壓力強(qiáng)度

2?660?6

e2pKa

p=15

a???=6.5?1.414=8.9m

?tan(450+2)-tan????

門機(jī)后輪產(chǎn)生的附加土壓力引起的水平作用和傾覆力矩：

E1

qH=2?8.9?9.19=40.92KN/m

MqH=40.92?9.19

2=188.06KN?m/m

門機(jī)后輪產(chǎn)生的附加土壓力引起的豎向作用和穩(wěn)定力矩：

EqV=40.92?tan150=11.9KN/m

MqV=11.9?8=95.2KN?m/m

門機(jī)前輪產(chǎn)生豎向作用和穩(wěn)定力矩：

G=660?6

15=264KN/m

MG=264?4=1056KN?m/m

7.4.3貯倉壓力

貯倉尺寸：H=36-18.6=7.4m，L×B=3.45×3.1（m）按《重力式碼頭設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》附錄F計(jì)算：

H

L=7.4

3.45=2.14＞1.5，按深倉計(jì)算：

σγ-AZ

z=A[1-e]

σx=σzK

A=KUtδg

S

第43頁共59頁7-7）（

長沙霞凝國家糧庫碼頭一期工程沉箱碼頭設(shè)計(jì)

式中：L—矩形倉的橫截面內(nèi)的最大邊長；

σz—垂直壓力標(biāo)準(zhǔn)值；

σx—側(cè)壓力標(biāo)準(zhǔn)值；

A—系數(shù)（1/米）；

K—倉內(nèi)填料的側(cè)壓力系數(shù)；

?—填料內(nèi)摩擦系數(shù)；

U—倉的橫截面內(nèi)周長；

δ—填料與倉壁之間的外摩擦角標(biāo)準(zhǔn)值；

S—空腔橫截面面積；

H—倉內(nèi)填料高度；

Z—計(jì)算點(diǎn)距填料頂面的深度；

γ—倉內(nèi)填料重度的標(biāo)準(zhǔn)值。

2箱內(nèi)填石：?=450，δ=?=150，γ=11KN/m33

K=1-sin?=1-sin450=0.293

U=2×（3.1+3.45）=13.1m

S=3.1×3.45=10.70㎡

KUtg3000.293?13.1?tg300

A===0.207/mS10.695

計(jì)算結(jié)果見下表7-4：

表7-4貯倉壓力計(jì)算表

7.4.4施工期沉箱沉放時(shí)面板所受水壓力

經(jīng)計(jì)算分析，沉箱面板所受水壓力最大時(shí)是在沉箱內(nèi)灌水1.5L深度時(shí)，故只計(jì)算