【正文】 港口規(guī)劃與布置（第二版）》第五章知：航道水深：與確定碼頭水深相比，航道設計水深需考慮船舶航行時船體下沉而增加的富裕水深，即： （48）式中，：航道設計水深（m）；：設計船型滿載吃水（m），m；：船舶航行時船體下沉增加的富裕水深（m），取m；：航行時龍骨下最小富裕深度（m），取m；：波浪富裕深度（m），取m；：船舶裝載縱傾富裕深度（m），取m；：備淤富裕深度取（m），m。）；：船長（m）；：船寬（m）。由于航跡帶有一定寬度，錯船時兩船可注意調整船位，使本船盡量靠右舷側航行，故此值取等于船寬。近似取為166m。裝卸橋額定效率20TEU/h，取h，d，每臺裝卸橋每年可完成裝卸量10萬標準箱以上，根據14萬噸集裝箱的設計吞吐能力，2臺裝卸橋裝卸即可滿足要求，裝卸一艘1wt級船舶1天就能完成，船舶正常周轉。由《港工建筑物》附錄A：我國常用橡膠護舷性能表（沈陽膠管廠），查得符合條件的橡膠護舷為H1000標準型鼓型護舷，其指標為：吸能量kN/m，反力kN。對于大船停泊需要用系船柱。在后面的計算中可以計算得出系纜力kN，所以選用柱高mm，帽高mm，柱徑mm，帽寬mm的65噸級全擋檐型系船柱。護輪檻高度為20cm，為便于碼頭面上的雨水從前沿排入海中，在護輪檻根部設置排水孔[10]。第五章 結構選型第五章 結構選型由《港工建筑物》知：：工作原理：依靠結構自身及其上填料的重量來維持穩(wěn)定。優(yōu)點：結構簡單；能承受較大的荷載；砂、石料用量少；對開挖超深的適應性強。本碼頭設計采用的是沉箱結構，同其他結構相比較，沉箱結構具有施工速度快，水下工程量少，結構整體性和抗震性能好等優(yōu)點。沉箱高程取決于基床頂面高程和沉箱頂面高程，箱頂高程要高于胸墻混凝土澆筑的施工水位，取3m。防城港附近擁有豐富的砂石原料，則箱內的填料采用塊石。圖51 沉箱剖面圖（mm）圖52 沉箱平面圖（mm）本工程地段土層為卵石、圓礫混砂及亞粘土。暗基床適用于原地面水深小于碼頭前設計水深。結合本工程情況，持力層土質良好，基床只起整平基面和防止地基土被淘刷的作用，基床厚度取2m。其中前底邊距墻前趾3m，后底邊距后趾2m。對于夯實的基床，還應考慮打夯范圍的要求和防止打夯時發(fā)生溜肩。為保證施工的順利進行，具體尺寸見圖53。圖54 接縫設計圖（mm）沉箱碼頭的永久作用主要包括：結構自重、墻后填土產生的土壓力、貯倉壓力、水壓力等。表52 設計高水位下自重計算表計算項目構件尺寸重度（kN/m3）自重力G (kN)對前趾力臂X（m）穩(wěn)定力矩 M（kN圖58 施工水位作用分布圖（尺寸單位：m；作用單位：kPa）根據設計高水位下的自重計算表52中沉箱自重力和沉箱內填石的自重力計算，計算結果見表55：表55 設計高水位下自重計算表計算項目構件尺寸重度（kN/m3）自重力G (kN)對后趾力臂X（m）穩(wěn)定力矩 M（kN碼頭后填料為塊石，根據《重力式碼頭設計與施工規(guī)范》（JTS16722009）：主動土壓力系數： （51）則沉箱頂面以下考慮根據《重力式碼頭設計與施工規(guī)范》（JTS16722009），查得=：水平土壓力系數：豎向土壓力系數：土壓力標準值： （52） （53）式中，：第層土表的土壓力水平分力（kPa）；：第層土底的土壓力水平分力（kPa）；：第層土的重度（kN/m3）；：第層土的高度（m）；。m/m）2）設計高水位：（kPa）（kPa）（kPa）（kPa）（kPa）土壓力強度見圖56。土壓力引起的水平作用： （kN/m）土壓力引起的豎向作用：（kN/m）土壓力引起的傾覆力矩：（kNm/m）（三）貯倉壓力《重力式碼頭設計與施工規(guī)范》（JTS16722009）規(guī)定沉箱內填料對箱壁和底板的作用按貯倉壓力計算，下面按該規(guī)定計算前后倉格的貯倉壓力。表56 前倉貯倉壓力計算表 Z（m）貯倉壓力（kPa）040440[5]根據土壓力的知識分析可以得出，在極端高水位、設計高水位和設計低水位三種水位時，設計低水位產生的貯倉壓力最大，故只計算在設計低水位情況下，倉格填料產生的貯倉壓力。（一）土壓力：各種水位時，堆貨荷載產生的土壓力標準值相同。m/m） 集裝箱裝卸采用裝卸橋，每段沉箱上共作用16個輪子，按工作狀態(tài)和非工作狀態(tài)分別計算，其荷載標準值見表58[2]。m/m）裝卸橋后輪產生附加土壓力引起的豎向作用和穩(wěn)定力矩分別為：（kN/m）（kNm/m）裝卸橋前輪產生豎向作用和穩(wěn)定力矩分別為：（kN/m）（kN），如表511，本設計為海船碼頭，取；：系船纜與水平面的夾角（176。m/m）[2]： （516）式中，：靠岸時撞擊的有效動能系數，～，??；：船舶的質量（t），按滿載排水量計算；：船舶靠岸時的法向速度（m/s），按表513選取。：已知條件：m，s，m，m/s21）波長計算按（JTJ21398）： （518）式中，（m）查《海港水文規(guī)范》（JTJ21398）附錄G，用插值法求得：（m）2）波壓力強度計算：根據（JTJ21398）。mm所以墻前產生立波。（1）波峰作用時：按《海港水文規(guī)范》（JTJ21398）：靜水面以上（m）處波壓力強度；靜水面處波壓力強度為：（kPa）靜水面以下深度處的波壓力強度：式中，（kN/m3）；（m）計算=，7m， m時的波壓力強度：（kPa）（kPa）（kPa）墻底浮托力：（kN/m）（2）波谷作用時：按《海港水文規(guī)范》（JTJ21398）：靜水面處波壓力強度；波浪超高（m）為：（m）靜水面以下深度（m）處，波壓力強度：（kPa）水底處的波壓力強度：（kPa）墻底浮托力：（kN/m）波谷作用時的水平波壓力與傾覆力矩：（kN/m）（kNmm所以墻前產生立波。匯總結果見表514。根據《重力式碼頭設計與施工規(guī)范》（JTS16722009）：（一）沿基床頂面的抗滑穩(wěn)定性驗算[5]：，由堆貨荷載產生的主動土壓力為主導可變作用時，抗滑穩(wěn)定性按下式驗算： （61），當堆貨荷載產生的土壓力為主導可變作用時，抗滑穩(wěn)定性按下式驗算： （62），當波浪力為主導可變作用時，抗滑穩(wěn)定性按下式驗算： （63）式中，：結構重要性系數，建筑物安全等級為Ⅱ級，??；：土壓力的分項系數，按表61取值；：碼頭建筑物在計算面以上永久作用所產生總主動土壓力的水平分力標準值（kN）；：碼頭建筑物在計算面以上永久作用所產生總主動土壓力的豎向分力標準值（kN）；：碼頭面上的可變作用在計算面以上產生的總主動土壓力的水平分力標準值（kN）；：碼頭面上的可變作用在計算面以上產生的總主動土壓力的豎向分力標準值（kN）；：作用效應組合系數，；：波浪水平力分項系數，按表61取值；：波谷作用時，計算面以上總水平波壓力的標準值（kN）；：波浪浮托力分項系數，按表61取值；：波谷作用時，作用在計算底面上的波浪浮托力的標準值（kN）；：自重力分項系數，；：作用在計算面上的結構自重力的標準值（kN）；：沿計算面的摩擦系數設計值，按照《重力式碼頭設計與施工規(guī)范》（JTS16722009）；：結構系數，不考慮波浪作用，取，考慮波浪作用，取。圖61 沿基床底面水平滑動穩(wěn)定性驗算圖式基床厚度m，其中前底邊距墻前趾3m，后底邊距后趾2m。m）；：碼頭墻體后回填料所產生的土壓力豎向分力標準值對計算面前趾的穩(wěn)定力矩（kNm）；：波谷作用時，波浪浮托力標準值對計算面前趾的穩(wěn)定力矩（kN基床頂面應力主要是由各種豎向力產生的。m/m）；：傾覆力標準值對墻底面前趾的傾覆力矩（kNm/m）（m）（m）（m）則：（kPa）（kPa）（kPa）（kPa）基床承載力滿足要求。3. 持久組合Ⅲ時基床頂面應力計算：（kN/m）（kNm/m）（kN）。（kPa）則：（kPa）（kPa）（kPa）（kPa）地基承載力滿足要求。根據《重力式碼頭設計與施工規(guī)范》（JTS16722009）：表62 構件承載力計算時作用分項系數作用種類作用分項系數永久作用構件自重力、固定設備重力、填料重力回填料產生的土壓力剩余水壓力靜水壓力及其浮托力可變作用可變作用引起的土壓。圖62 沉箱箱壁計算圖式（mm）（a）以下區(qū)段；（b）以上區(qū)段，按四邊固定的板計算，墻趾可按懸臂板計算。（m）（m）（m）（kPa）（kPa）則：（kPa）（kPa）本設計基床為拋石基床，基床厚度m，由基床承載力驗算得：作用于拋石基床底面上的最大豎向合力標準值為：（kN/m）作用于拋石基床底面上的水平合力標準值為：（kN/m）傾斜率：該地基土層為卵石混砂及泥質，已知允許承載力（kPa），由《港口工程地基規(guī)范》（JTS14712010），[8]： （623）式中，：修正后地基承載力設計值（kPa）；：地基承載力設計值（kPa）；：基礎寬度的承載力修正系數；：基礎底面下土的重度，水下用浮重度（kN/m3），（kN/m3）；：基礎有效寬度（m），當寬度小于3m時取3m，大于8m時取8m；：基礎埋深的承載力修正系數；：基礎底面以上土的加權平均重度，水下用浮重度（kN/m3），（kN/m3）；：基礎埋深（m）。對于有拋石基床的地基承載力驗算，按照《港口工程地基規(guī)范》（JTS14712010）進行計算[8]。m/m）（m）（m）（m）則：（kPa）（kPa）（kPa）（kPa）基床承載力滿足要求。m/m）（kNⅠ時基床頂面應力計算：（kN/m）（kN持久組合Ⅰ：極端高水位（永久作用）+波谷壓力（主導可變作用）+（堆貨+前沿堆貨+裝卸橋非工作狀態(tài)）（非主導可變作用）持久組合Ⅱ：設計高水位（永久作用）+波谷壓力（主導可變作用）+（堆貨+前沿堆貨+裝卸橋非工作狀態(tài)）（非主導可變作用）持久組合Ⅲ：設計低水位（永久作用）+波谷壓力（主導可變作用）+（堆貨+前沿堆貨+裝卸橋非工作狀態(tài)）（非主導可變作用）短暫組合：設計高水位（永久作用）+施工期波峰壓力（主導可變作用）偶然組合：因該地區(qū)地震烈度為6度，根據《水運工程抗震設計規(guī)范》（JTJ22598），可不進行抗震計算[9]。沿基床頂面的抗傾穩(wěn)定性驗算見附錄表3。m）；：碼頭面上可變作用所產生的土壓力的豎向分力標準值對計算面前趾的穩(wěn)定力矩（kN根據《重力式碼頭設計與施工規(guī)范》（JTS16722009）[5]：，由堆貨荷載產生的主動土壓力為主導可變作用時，抗傾穩(wěn)定性按下式驗算： （69），當堆貨荷載產生的土壓力為主導可變作用時，抗傾穩(wěn)定性按下式驗算：（610）3. 應該考慮波浪力，當波浪力為主導可變作用時，抗傾穩(wěn)定性按下式驗算：（611），按《防波堤設計與施工規(guī)范》（JTJ29898）[6]： （612）式中，：結構自重力標準值對計算面前的穩(wěn)定力矩（kN（二）沿基床底面的抗滑穩(wěn)定性驗算：基床底面的抗滑穩(wěn)定性與基床頂面的抗滑穩(wěn)定性相比，自重力中應包含拋石基床部分的自重力，由于地基土較好，還需考慮基床前被動土壓力，其分項系數=[5]。m/m）傾覆力矩（kNm/m）（四）施工期沉箱沉放時面板所受水壓力計算根據表中沉箱自重力計算的結果得：（kN）倉格加水重力：沉箱沉放時受到浮力：（kN）則沉箱中加水高度（m），沉箱剛好與基床頂面接觸，此時箱壁受到的水壓力最大。m/m）：施工期波浪只考慮設計高水位波峰作用時的情況。m/m）：已知條件：m，s，m，m/s21）波長計算按《海港水文規(guī)范》（JTJ21398）：式中，（m）查《海港水文規(guī)范》（JTJ21398）附錄G，用插值法求得：（m）2）波壓力強度計算：根據（JTJ21398）。（1）波峰作用時：按《海港水文規(guī)范》（JTJ21398）：靜水面以下（m）處波壓力強度為；靜水面以上（m）處波壓力強度；靜水面以下深度處的波壓力強度： （519）式中，（kN/m3）；（m）計算=0m，7m時的波壓力強度：（kPa）（kPa）（kPa）（2）波谷作用時：（m）靜水面處波壓力強度；波浪超高（m）為：（m）靜水面以下深度（m）處，波壓力強度：（kPa）水底處的波壓力強度：（kPa）靜水面以下（m）處波壓力強度為；波谷作用時的水平波壓力與傾覆力矩：（kN/m）（kN由《港工建筑物》附錄A：我國常用橡膠護舷性能表（沈陽膠管廠），查得符合條件的護舷為H1000標準型鼓型護舷，其指標為：吸能量kN/m，反力kN。表5