【正文】 卸工藝及流程、庫場面積計算、碼頭總平面布置、結(jié)構(gòu)選型、內(nèi)力計算、構(gòu)造設(shè)計及施工等有關(guān)問題。隨著江陰市的經(jīng)濟發(fā)展，黃田港需要擴大規(guī)模，新建兩萬噸煤炭泊位。工程址陸路距南京190km。外海潮波在上溯過程中，由于受長江徑流的頂托和河床邊界條件反射影響，潮波已發(fā)生較大變形，表現(xiàn)為潮波前坡變陡、后坡平緩，漲潮歷時自下而上逐漸縮短、落潮歷時則超過漲潮歷時(～3倍)。本河段落潮流為優(yōu)勢流，落潮流速及落潮流歷時均大于漲潮流歷時，落潮徑流是影響本河段河床形態(tài)的主要動力因素。 波浪工程河段波浪為風(fēng)成浪，一般天氣條件下無浪，在持續(xù)的吹攏風(fēng)作用下碼頭區(qū)水域會形成一定波高。 河勢演變分析（1）河道概況擬建工程位于長江澄通河段上段右岸、江陰肖山～白屈港之間岸段，其上接江陰水道、下連福姜沙水道；擬建工程岸段為單一河道(江陰水道)向分汊河道(福姜沙汊道)轉(zhuǎn)變的過渡段。 河勢分析主要結(jié)論(1)江陰水道由于進口段右岸上天生港導(dǎo)流岸壁和下游鵝鼻嘴～炮臺圩節(jié)點的有效控制作用，加上南岸土質(zhì)堅實耐沖，抑制了河床的橫向移動，因此今后江陰水道將繼續(xù)維持長期穩(wěn)定少變的河勢格局。碼頭區(qū)河床沖淤變化較小，且水域條件較好。(2)第四系更新統(tǒng)(q13 el+ dl) 褐色碎石層。呈微向北突出的弧形，總長約50公里，寬約12公里，與褶皺面大致直交的北西向扭性、張扭性斷裂較發(fā)育。 氣象條件 本地區(qū)處于北亞熱帶向溫帶的過渡地帶，并受到海洋性氣候的調(diào)節(jié)作用，具有氣候溫和、四季分明、雨量充沛、霜期短且無冰凍等特征?！⊙b卸設(shè)備 基本原則裝卸機械設(shè)備應(yīng)根據(jù)裝卸工藝的要求選型，并綜合考慮技術(shù)先進、經(jīng)濟合理、安全可靠、能耗低、污染少、維修簡便等因素。5 資料分析及碼頭結(jié)構(gòu)選型　水文資料分析 設(shè)計水位設(shè)計高水位：根據(jù)1968年水位歷時累計頻率曲線，取累計頻率1%對應(yīng)的水位+。 地質(zhì)資料分析擬建碼頭布有5個鉆孔，由鉆孔所得土層的分布情況可知：Ⅰ～Ⅲ層土的天然含水量和天然孔隙比較大，尤其是無側(cè)限抗壓強度較小，不宜做持力層，Ⅳ層土的無側(cè)限抗壓強度較大，壓縮系數(shù)較小可以做持力層。高樁式碼頭由上部結(jié)構(gòu)和樁基組成，上部結(jié)構(gòu)構(gòu)成碼頭地面，并把樁基連成整體，他直接承受作用在碼頭上的荷載和外力，然后通過樁基將這些荷載和外力傳給地基，高樁碼頭適用于軟土地基，可將樁打入亞粘土層中。根據(jù)地質(zhì)鉆孔資料，擬建碼頭位置的水下表層土為淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土層，此土層工程性質(zhì)極差，再結(jié)合水文、貨種、裝卸工藝、施工條件以及與已建內(nèi)港池泊位的協(xié)調(diào)等因素綜合分析，本港區(qū)宜采用高樁梁板式碼頭結(jié)構(gòu)型式。 碼頭平面尺寸 泊位長度根據(jù)規(guī)范，對有掩護港口的通用碼頭，單個泊位長度可按下式確定：式中——碼頭泊位長度（m）； ——設(shè)計船長（m）；——富裕長度（m），采用下表中的數(shù)值。圖1 碼頭主要尺寸圖　碼頭立面尺度碼頭前沿設(shè)計水深，是指在設(shè)計低水位以下保證設(shè)計船型在滿載吃水情況下安全?？康乃?。需倉庫面積，堆場面積，*50*90=18000（數(shù)量*寬度*長度）*38*90=6840（數(shù)量*寬度*長度） 碼頭總平面布置 碼頭前沿工作地帶根據(jù)港口裝卸工藝布置基本原則，（不包括靠近門機柜區(qū)域）。在引橋與碼頭前方工作地帶和陸域道路連接處需設(shè)置一定的擴展以方便運輸機械轉(zhuǎn)彎， m。港內(nèi)道路邊緣至相鄰建筑物的凈距不應(yīng)小于表4中的數(shù)值。所以，裝卸工人總數(shù)為85人。 管理人員按10%的工人總數(shù)設(shè)置，為15人。7 碼頭結(jié)構(gòu)的初步設(shè)計 設(shè)計依據(jù) 本部分設(shè)計結(jié)構(gòu)形式依據(jù)為《高樁碼頭設(shè)計與施工規(guī)范》、《港口工程》；荷載依據(jù)為《港口工程荷載規(guī)范》；樁基依據(jù)為《港口工程樁基規(guī)范》。見圖2所示。 第一方案（1） 面板計算圖3 面板尺寸圖 ①面板基本尺寸擬定：面板采用疊合板：板厚，其中預(yù)制層，現(xiàn)澆層；面板上設(shè)有磨耗層，厚度擬為；面板采用混凝土強度等級為。：，滿足要求： ，滿足要求所以，面板截面尺寸滿足抗裂要求。計算得到：施工期，使用期⑥荷載計算1）永久荷載：預(yù)制縱梁自重，面板和磨耗層傳遞的自重在計算時分別取左右兩跨跨長的一半進行計算，其傳遞范圍如圖4所示。永久作用：使用期可變作用： 則：總彎矩，截面抗彎模量，經(jīng)計算抗裂安全系數(shù):施工期可變作用：則總彎矩 截面抗彎模量，滿足要求。根據(jù)《結(jié)構(gòu)力學(xué)》中影響線的知識來求跨中彎矩較簡便：式中:——作用力；——力作用位置對應(yīng)的位移。其中，砼標號采用，；預(yù)應(yīng)力施工期荷載與中縱梁相同，且截面尺寸大于中縱梁，不再驗算?？v梁傳遞范圍分配見圖6，圖中中間陰影區(qū)域為分配范圍。可變荷載計算：可變荷載作用包括堆貨荷載、門機荷載以及船舶荷載。海側(cè)：,；陸側(cè)：,圖8（3）、船舶荷載計算①系纜力：考慮風(fēng)荷載與水流力對設(shè)計船舶的共同作用。b、水流力水流對船舶作用產(chǎn)生的水流力船首橫向分力和船尾橫向分力分別為：,式中:——船舶吃水線以下的橫向投影面積（）；——水流速度()，??；——海水密度（），?。弧讬M向分力系數(shù)，；——船尾橫向分力系數(shù)。系纜力： 式中:，——分別為系纜力標準值及其橫向、縱向和豎向分力（），——分別為可能同時出現(xiàn)的風(fēng)和水流對船舶作用產(chǎn)生的橫向分力和豎向分力總和（）；——系船柱受力不均勻系數(shù)，?。弧嬎愦巴瑫r受力的系船柱數(shù)目，?。? ——系船纜的水平投影與碼頭前沿線所成的夾角，取 ；——系船纜與水平面之間的夾角，取。折減為：又方向豎直向上，初步設(shè)計不予考慮，所以系纜力對橫向排架產(chǎn)生彎矩為：②撞擊力：標準值根據(jù)船舶有效撞擊能量和橡膠護舷性能曲線及靠船結(jié)構(gòu)的剛度確定。取2段尺寸為1500/1750的護舷連續(xù)豎向布置于各橫向排架前沿，并取一段橫向不至于豎向護弦上放，按設(shè)船舶干舷與橡膠護舷的接觸情況取接觸長度查得撞擊力。圖10樁力計算系纜力水平分力和撞擊力完全由叉樁承受，豎向力引起的樁力按橫向排架為鉸接計算。根據(jù)地質(zhì)資料分析，第層為粉細紗，含云母碎片，土層呈中密狀態(tài)，該層土的樁側(cè)摩阻力和樁端承載力均較大，工程性質(zhì)佳，是理想的樁尖持力層。 第二方案初步設(shè)計上部結(jié)構(gòu)縱、橫梁采用等高連接，預(yù)制縱橫梁擱置在樁帽上，樁基布置同第一方案。此方案由于采用了部分預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，提高了它的承載能力又節(jié)省了材料，整體性也比較好且設(shè)計計算較簡單。綜合以上及工程概算比較，考慮港口的長遠發(fā)展，為減少遠期的碼頭維修和改造工作，選擇第一方案作為設(shè)計方案。（2）、使用期總彎矩：截面抗彎模量：抗裂安全系數(shù):，滿足要求。 樁力計算 荷載計算（1）、恒載作用下橫向排架上兩樁的樁力，（2）、堆載作用下橫向排架上兩樁的樁力 樁承載力驗算樁力組合：滿足承載力要求。引橋不設(shè)計縱梁，空心板擱置在預(yù)制橫梁上，擱置長度，橫梁間距取。、所以彎矩的計算跨度均按連續(xù)梁得到：。10 技術(shù)設(shè)計 面板內(nèi)力計算本部分根據(jù)《高樁碼頭設(shè)計與施工規(guī)范》、《港口工程荷載規(guī)范》、《港口工程混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》、《水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)學(xué)》進行設(shè)計。預(yù)制板采用四點吊，所以計算跨度為、吊運動荷載系數(shù)，略去吊點至邊緣的自重，則：面板自重，彎矩 。由《港口水工建筑物I》可知集中荷載的接觸寬度和傳遞寬度可以按下式計算：傳遞寬度：式中：——集中荷載在平行板跨方向的接觸寬度（m）；——墊層厚度（m）；——最外面集中荷載的中心間距（m）垂直板跨方向集中荷載傳遞寬度的計算方法和平行板跨方向相同，其接觸寬度和傳遞寬度分別為和。計算公式為：， （1）、施工期預(yù)制板，混凝土強度等級為，故；安全級別為Ⅱ級，故；工作環(huán)境為Ⅱ級，查得板最小保護層厚度；面板配Ⅱ級鋼筋，則：；預(yù)估布置單排鋼筋，且直徑初擬為，則：。 負彎矩配筋——支座處配筋負彎矩處預(yù)估布置單排Ⅱ級鋼筋，直徑為，板厚，其他參數(shù)及計算公式同正彎矩配筋。另吊運預(yù)制板時垂直板跨方向存在彎矩，經(jīng)驗算，所配分布筋滿足要求。根據(jù)規(guī)范，單個吊環(huán)鋼筋截面面積：n——吊環(huán)數(shù)，當(dāng)一個構(gòu)建有四個吊環(huán)時按三個受力計算，n=3。 面板斜截面抗剪驗算 驗算截面尺寸（1）、施工期剪力設(shè)計值：截面尺寸滿足要求。裂縫寬度驗算公式采用：式中:——最大裂縫開展寬度（mm）； ——構(gòu)件受力特征系數(shù)，面板為受彎構(gòu)件，取；——考慮鋼筋表面形狀的影響系數(shù)，碼頭采用變形鋼筋，?。弧紤]荷載長期效應(yīng)組合或重復(fù)荷載影響的系數(shù)，取，對施工期??；——最外排縱向受拉鋼筋的保護層厚度，當(dāng)大于50mm時，??；——縱向受拉鋼筋的有效配筋率，當(dāng)時，??；當(dāng)時，?。弧行芾炷两孛婷娣e(mm2)，取，為受拉鋼筋重心至受拉區(qū)邊緣的距離；——受拉區(qū)縱向鋼筋截面面積（mm2）；——按荷載長期效應(yīng)組合計算的鋼筋混凝土構(gòu)件縱向受拉鋼筋的應(yīng)力（MPa）；——受拉區(qū)縱向鋼筋彈性模量（MPa），工程采用熱扎二級鋼筋，取。 橫向排架設(shè)計 內(nèi)力計算說明橫梁采用上橫梁和下橫梁組成的倒T形梁，施工時首先澆注下橫梁，待下橫梁混凝土強度達到設(shè)計強度70% 之后再安裝預(yù)制縱梁、板，然后進行現(xiàn)場澆注部分。 基樁材料和幾何特征混凝土的強度等級為C40，彈性模量；設(shè)計中采用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土樁，樁的斷面尺寸為60cm60cm空心方樁，空心直徑D=27cm，斷面面積。在垂直荷載(包括水平力對橫梁中和軸產(chǎn)生的力矩)作用下，橫梁可按彈性支承連續(xù)梁計算，水平力由叉樁承受。：梁的五彎矩方程式： 在計算簡圖中假定雙直樁1和2，叉樁5和6均為一個支承點，但考慮兩個支座的實際情況，計算所得的彎矩應(yīng)進行削峰。 使用期配筋計算：不考慮永久荷載產(chǎn)生的作用效應(yīng)，利用PJJS電算的不含自重的結(jié)果進行計算。預(yù)估鋼筋直徑，單排布置，則：，有效高度?？紤]橫梁上部與面板整體現(xiàn)澆部分的面板分布鋼筋，保護層厚度，預(yù)估鋼筋直徑，單排布置，則：。所以：。②抗剪腹筋計算：，混凝土滿足斜截面抗剪要求。②抗剪腹筋計算： 按規(guī)范取疊合梁的疊合面進行抗剪驗算，滿足設(shè)計要求。 使用期正彎矩（1）支座 D： 滿足要求。本次設(shè)計包括資料分析、碼頭總平面布置、初步設(shè)計、技術(shù)設(shè)計及繪圖等主要步驟，每個步驟都是過去所學(xué)科目的綜合運用。豐富的實踐經(jīng)驗和扎實的理論知識都是一個工程技術(shù)人員必不可缺少的，畢業(yè)設(shè)計使我重溫了一遍四年所學(xué)的專業(yè)知識，并積累了初步經(jīng)