【文章內(nèi)容簡介】 b：船舶間富裕寬度，取設(shè)計(jì)船寬B =；c：船舶與航道底邊間的富裕寬度（在有掩護(hù)區(qū)內(nèi)，航速為6kn），根據(jù)《海港總平面設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTS1652013）===。A==W=2++= 航道通航水深與設(shè)計(jì)水深 根據(jù)《海港總平面設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTS1652013）： 式（45） 式（46）式中：：航道設(shè)計(jì)水深(m)，即疏浚底面對(duì)于設(shè)計(jì)通航水位的水深； ：航道通航水深(m)； ：設(shè)計(jì)船型滿載吃水（m），； ：船舶航行時(shí)船體下沉量，根據(jù)《海港總平面設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTS1652013）； ：航行時(shí)龍骨下最小富裕深度，采用（JTS1652013），； ：波浪富裕深度，采用（JTS1652013），； ：船舶裝載縱傾富裕深度，； ：備淤富裕深度，應(yīng)根據(jù)兩次挖泥間隔期的淤積量確定。 D=+++++=13m航道設(shè)計(jì)底標(biāo)高=設(shè)計(jì)低水位航道設(shè)計(jì)水深==。 船舶航行時(shí)船體下沉值曲線 平面方案比選可選取的方案有：順岸式，碼頭前沿大體上與自然岸線平行，優(yōu)點(diǎn)可用原有水流形態(tài)，不占用河道寬度，但需占用較長自然岸線，布置沒有突堤式緊湊。突堤式，碼頭前沿線與自然岸線成較大角度布置，優(yōu)點(diǎn)占用自然岸線較少，布置緊湊，但其破壞了原有水流形態(tài)，易于引起沖淤，且過多占用河道寬度，影響通航。綜合本工程的各種條件，選取順岸式碼頭最佳。 工藝設(shè)計(jì) 裝卸工藝碼頭前沿裝卸作業(yè)采用軌道式起重機(jī)，水平運(yùn)輸采用牽引車和掛車，件雜貨碼頭堆場作業(yè)選用叉車。單個(gè)泊位上配置3臺(tái)Mh4045門座式起重機(jī)，40t門機(jī)臺(tái)時(shí)效率取150t，晝夜裝卸作業(yè)時(shí)間取20h，碼頭全年工作天數(shù)取300 d，則每臺(tái)門機(jī)全年可完成裝卸量90萬噸，根據(jù)3萬噸的設(shè)計(jì)吞吐能力，單個(gè)泊位上配置3臺(tái)Mh4045門座式起重機(jī)。水平運(yùn)輸最大牽引重量為15t的托掛車，一臺(tái)門機(jī)配備4~5臺(tái)托掛車，總的2530臺(tái)托掛車。50輛叉車，檢修等機(jī)動(dòng)機(jī)械數(shù)量，全港統(tǒng)一考慮。 緩沖設(shè)備船舶靠泊時(shí)會(huì)對(duì)碼頭產(chǎn)生很大的撞擊力，系泊碼頭船舶在風(fēng)、浪的作用下會(huì)對(duì)碼頭產(chǎn)生較大的撞擊力和擠靠力。常采用緩沖設(shè)備來減少船舶撞擊力和擠靠力，避免船舶對(duì)碼頭的碰撞和摩擦。防沖設(shè)備采用橡膠護(hù)舷，我國各個(gè)港口目前采用的橡膠護(hù)舷大部分為壓縮型和充氣型。由于壓縮型橡膠護(hù)舷里喲個(gè)護(hù)舷本體的壓縮變形吸收船舶的有效撞擊力，所以采用壓縮型橡膠護(hù)舷。另外，其他緩沖的設(shè)備有柔性防沖簇樁和柔性靠船墩。緩沖設(shè)備：護(hù)木、橡膠護(hù)舷、鋼護(hù)舷和防沖樁等。根據(jù)《港口工程荷載規(guī)范》（JTS 14412010），當(dāng)橡膠護(hù)舷按間斷布置時(shí)，擠靠力標(biāo)準(zhǔn)值可按下式計(jì)算： 式（47）式中： ：橡膠護(hù)舷間斷布置時(shí)，作用于一組或一個(gè)橡膠護(hù)舷上的擠靠力標(biāo)準(zhǔn)值（kN）； ：擠靠力分布不均勻系數(shù)，； ：可能同時(shí)出現(xiàn)的風(fēng)和水流對(duì)船舶作用產(chǎn)生的橫向分力總和（kN），本碼頭屬有掩護(hù)碼頭，不考慮水流的影響； n：與船舶接觸的橡膠護(hù)舷的組數(shù)或個(gè)數(shù)。護(hù)舷一般按照經(jīng)驗(yàn)取船長的三分之二范圍內(nèi)設(shè)置，每個(gè)沉箱上放一到兩個(gè)，間距取5～20m,所以間距取沉箱長度16m,n =(1922/3)/16=8，取8個(gè)。所以=。根據(jù)《港口工程荷載規(guī)范》（JTS 14412010），船舶靠岸時(shí)的有效撞擊能量可按下式計(jì)算： 式（48）式中： ：船舶靠岸時(shí)的有效撞擊能量（kJ）； ：有效動(dòng)能系數(shù)，～，； m：船舶質(zhì)量（t），按船型滿載排水量計(jì)算，3萬噸級(jí)雜貨船滿載排水量為39000t； ：船舶靠岸法向速度（m/s），查（JTS 14412010）。所以，船舶靠岸時(shí)的有效撞擊能量：=kJ所以，根據(jù)橡膠護(hù)舷HT_T28662003,，因?yàn)?,所以選用SC1000,反力392KN,。等間距懸掛，懸掛高程m（船舶滿載時(shí),船的干舷為 m）。 系船設(shè)備 碼頭系船設(shè)施主要有系船柱、系船環(huán)、系船浮筒及快速脫纜鉤和絞盤等。本工程采用系船柱為系船設(shè)施。系船柱分為普通系船柱和風(fēng)暴系船柱。普通系船柱共靠泊船舶系纜繩之用，根據(jù)設(shè)計(jì)船長應(yīng)將系船柱的間距設(shè)為30m，且本泊位受力系船柱的數(shù)目擬為4個(gè)，根據(jù)風(fēng)條件可不設(shè)置風(fēng)暴系船柱。系船設(shè)備：系船柱、系船環(huán)、系船浮筒及快速脫纜鉤和絞盤等。1. 選型 根據(jù)《碼頭附屬設(shè)施技術(shù)規(guī)范》（JTJ2972001），系船柱間距取30m，系船柱中心至碼頭前沿線距離為1m。采用系纜力標(biāo)準(zhǔn)值為650kN的單擋檐鑄鐵系船柱，底盤形狀采用邊長為1000mm的方形,檐寬816mm,帽高，脖高500mm，帽高216mm,柱徑500mm, 8個(gè)直徑48mm的錨桿. 附屬設(shè)備本港區(qū)的輔助建筑物包括：辦公樓、停車場、維修廠、港區(qū)內(nèi)生活福利設(shè)施等。輔助生產(chǎn)建筑物及港區(qū)內(nèi)生活福利設(shè)施宜布置在陸域后方的輔助區(qū)。使用功能相近的輔助建筑、生活福利設(shè)施宜集中布置，并與城市規(guī)劃協(xié)調(diào)。碼頭上重用的其他附屬設(shè)施包括軌道結(jié)構(gòu)、碼頭供水供電管溝、扶梯和階梯、碼頭路面、護(hù)輪欖和系網(wǎng)環(huán)。系網(wǎng)環(huán)：為了不妨礙碼頭面上的交通和人行安全，系船網(wǎng)應(yīng)臥如碼頭地面，避免被雜物掩埋和妨礙交通。系網(wǎng)環(huán)適宜布置在護(hù)輪檻的內(nèi)側(cè)立面上，采用螺栓式錨固。護(hù)輪檻；為了防止在碼頭上行駛的車輛不慎掉入水中，同時(shí)為了給站在碼頭前沿的人以安全感，常在碼頭前沿設(shè)置護(hù)輪檻。護(hù)輪檻其斷面型式有直角型、外坡型、內(nèi)坡型。高度一般為150~300mm,底寬300~400mm。軌道結(jié)構(gòu)：主要港口鐵路區(qū)間正線、裝卸線、聯(lián)絡(luò)線、連接線、分區(qū)車場、港口站、其他設(shè)施。管溝：管溝按尺寸大小分為大尺寸管溝和小尺寸管溝。，且一般用于單一管線。第5章 結(jié)構(gòu)選型 結(jié)構(gòu)型式重力式碼頭靠其自身重量來維持結(jié)構(gòu)的抗滑和抗傾穩(wěn)定性。重力式碼頭結(jié)構(gòu)堅(jiān)固耐久，抗凍和抗冰性能好；能承受較大碼頭地面荷載，對(duì)碼頭地面超載和裝卸工藝變化適應(yīng)力較強(qiáng)；結(jié)構(gòu)形式較為簡單，設(shè)計(jì)、施工經(jīng)驗(yàn)比較成熟；鋼材用量較少，維修費(fèi)用低。碼頭區(qū)域沒有較厚的軟土層，不適合高樁碼頭；板樁碼頭耐久性較差，所以不采用板樁碼頭。詳細(xì)分析設(shè)計(jì)資料，根據(jù)常用的水工建筑物結(jié)構(gòu)型式，擬定為沉箱碼頭和方塊結(jié)構(gòu)兩種方案，優(yōu)缺點(diǎn)比較見下表。表51 結(jié)構(gòu)比選優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)沉箱碼頭(1) 水下工作量小，結(jié)構(gòu)整體性好。(2) 抗震能力強(qiáng)，施工速度快。(3) 制作簡單，浮游穩(wěn)定性好，施工經(jīng)驗(yàn)成熟(4) 便于預(yù)制浮運(yùn)和安裝（1）所需要的鋼材較多（2）需要專門的施工設(shè)備與施工條件空心方塊碼頭（1） 節(jié)省鋼筋用量（2） 結(jié)構(gòu)整體性較好（1） 抗傾能力差（2） 在施工和使用中容易產(chǎn)生斷裂通過對(duì)上述兩種設(shè)計(jì)方案優(yōu)缺點(diǎn)的比較,從經(jīng)濟(jì)、技術(shù)各方面綜合考慮，采用沉箱碼頭更適合，因此，把沉箱結(jié)構(gòu)碼頭作為推薦方案 構(gòu)造設(shè)計(jì)在碼頭設(shè)計(jì)中，首先要根據(jù)當(dāng)?shù)氐淖匀粭l件、施工條件、使用要求和工程經(jīng)驗(yàn)等，擬定結(jié)構(gòu)的構(gòu)造措施，進(jìn)行構(gòu)造設(shè)計(jì)，然后進(jìn)行結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性驗(yàn)算。碼頭構(gòu)造設(shè)計(jì)主要包括：基礎(chǔ)、墻身和胸墻、墻后回填等幾部分。矩形沉箱的橫斷面一般采用對(duì)稱式。矩形沉箱制作比較簡單，浮游穩(wěn)定性好，施工經(jīng)驗(yàn)成熟。矩形沉箱多用于岸壁式碼頭。說明碼頭構(gòu)件的形式（隔墻、內(nèi)填料、胸墻、軌道槽、基床、墻后填土等）、各構(gòu)件的總體尺度和細(xì)部尺度（平面、斷面）、制作（施工）方法（要求文字和圖形結(jié)合）。注：根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，沉箱的寬度（含前后趾懸臂）。 外形尺寸根據(jù)《重力式碼頭設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》（JTS16722009）。沉箱頂高程，從碼頭結(jié)構(gòu)耐久性角度考慮，越低越好，但也要考慮施工方便。碼頭胸墻一般采用現(xiàn)澆混凝土，因任務(wù)書提供的設(shè)計(jì)低水位相對(duì)與當(dāng)?shù)厮徽?0%，考慮沉箱預(yù)制的難度，和盡量降低高度，綜合確定本工程沉箱頂面高程略高于設(shè)計(jì)低水位+，取為+~，現(xiàn)澆胸墻施工期均在設(shè)計(jì)低水位時(shí)施工。根據(jù)碼頭前沿水深。沉箱的寬度主要由碼頭建筑物的水平滑動(dòng)和傾覆的穩(wěn)定性以及拋石基床與地基的承載力確定，同時(shí)也要滿足浮運(yùn)吃水，干舷高度和浮游穩(wěn)定性要求。根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，沉箱寬一般取碼頭岸壁總高度（碼頭前沿頂標(biāo)高與底標(biāo)高之差）~，初步取12m（包括前趾和后趾各1m的懸臂）。B==*13=。取12m。沉箱長度一般取決于施工設(shè)備的能力，同時(shí)要考慮與碼頭變形縫間距確定。一般在兩相鄰變形縫之間設(shè)置一個(gè)沉箱；當(dāng)變形縫間距較大時(shí)，兩縫之間也可設(shè)置2~3個(gè)沉箱。該碼頭的施工條件良好，沒有特殊要求和限制，重力式碼頭變形縫間距一般采取1030m，又因?yàn)榇a頭泊位長度為440m，沉箱間垂直縫的寬度取d=50mm。故沉箱長寬高為 隔墻設(shè)置矩形沉箱內(nèi)通常設(shè)縱橫隔墻，隔墻宜對(duì)稱布置，間隔一般采用3~5m。故設(shè)置一道縱隔墻，三道橫隔墻。 箱內(nèi)填料根據(jù)當(dāng)?shù)鼐哂械牟牧?，?yīng)選用量大，易密實(shí)和易填充的材料，一般采用當(dāng)?shù)氐纳啊⒙咽驂K石，也可填充細(xì)顆粒含量不大的山皮土和開山石。，后艙10m。 構(gòu)件尺寸沉箱外壁、底板和隔墻的厚度應(yīng)由計(jì)算確定，并滿足混凝土結(jié)構(gòu)耐久性和沉箱出運(yùn)、安裝對(duì)剛度的要求。沉箱外壁厚不宜小于250mm，對(duì)有抗凍要求的大、中型碼頭，沉箱潮差段臨水面的壁厚不小于300mm，本設(shè)計(jì)中沉箱的前后壁取300mm，側(cè)壁取300mm。底板厚度不宜小于外壁厚度，取500mm。墻趾長度不宜過大，則取1m。隔墻的厚度可采用隔墻間距的1/25～1/20,縱隔墻200mm,橫隔墻取200mm。在構(gòu)件連接處設(shè)置加強(qiáng)角，以減少應(yīng)力集中，則豎向加強(qiáng)角200mm200mm；根據(jù)《重力式碼頭設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》（JTS16722009），本碼頭的受荷情況及工程經(jīng)驗(yàn)，以及初步擬定沉箱各構(gòu)件的尺寸，得出沉箱各部分尺寸示意圖如下圖51：圖51 沉箱剖面圖圖52 沉箱剖面圖圖53沉箱剖面圖 地基基礎(chǔ)由于原地面水深小于碼頭前設(shè)計(jì)水深，所以采用暗基床。拋石基床采用的塊石重量既要滿足在波浪和水流作用下的穩(wěn)定性，又要考慮便于開采運(yùn)輸、拋填和夯實(shí)，一般采用10～100kg的塊石。根據(jù)《重力式碼頭設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》（JST 16722009）~，基床厚度取1m，基床底寬不宜小于沉箱底寬與2倍基床厚度之和，分別取基床厚度的三倍和二倍，即基床底寬取17m，基槽邊坡的坡度取1：1，則前肩寬4m，后肩寬3m。 墻身胸墻胸墻的型式采用現(xiàn)澆混凝土胸墻，其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)牢固，整體性好，是采用最多的一種型式。胸墻底部高程不應(yīng)低于施工水位。胸墻位于水位變化區(qū)，受干濕交替、凍融、波浪和水流的作用，并受冰凌的撞擊和摩擦以及船舶的碰撞（特備是不設(shè)緩沖設(shè)備或緩沖設(shè)置間斷布置時(shí)），所以，設(shè)計(jì)胸墻時(shí)，除保證其水平滑動(dòng)和傾覆穩(wěn)定性外，尚應(yīng)考慮有足夠的剛度、良好的整體性和耐久性。本設(shè)計(jì)采用現(xiàn)澆混凝土胸墻，為階梯式布置，分兩階，分別為胸墻1和胸腔2，頂標(biāo)高為+，底標(biāo)高+ m。具體尺寸如下圖42所示。圖42 胸腔尺寸 墻后回填墻后設(shè)置拋石棱體或全部用塊石回填，沉箱之間采用平接。根據(jù)《重力式碼頭設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》（JST 16722009）~，采用平接型式。拋石棱體應(yīng)選用當(dāng)?shù)禺a(chǎn)量大、價(jià)廉、內(nèi)摩擦角大和比較堅(jiān)固的材料，一般選用10～100kg的塊石。主要是為了防止回填土流失而設(shè)置的拋石棱體，多采用三角形斷面。棱體的坡度一般采用1:1。為了防止墻后回填土流失，在拋石棱體的頂面和坡面，胸墻變形縫后面，以及卸荷板安裝縫的頂面與側(cè)面均設(shè)置倒濾層。（坡度為1：），并加以整平；然后再在其上設(shè)置倒濾層。倒濾層采用不分層鋪設(shè)（即混合石料倒濾層），~100mm的碎石。倒濾層的坡度按材料的水下自然坡角確定，碎石層坡度可采用1：。 其他構(gòu)造沉箱的接頭形式有平接和空腔對(duì)接兩種形式。平接的垂直縫寬度取50mm。施工構(gòu)造措施：為了壓艙和沉放時(shí)向沉箱內(nèi)灌水，需要在沉箱前壁、后壁的下部對(duì)稱設(shè)置灌水孔。為進(jìn)水均勻，灌水孔按每隔一個(gè)箱格對(duì)稱于沉箱軸線布置，并裝設(shè)臨時(shí)閥門。因沉箱接頭處無法進(jìn)行開關(guān)灌水孔閥門作業(yè)，灌水孔不能設(shè)置在沉箱兩端壁上。沉箱隔墻應(yīng)設(shè)置通水孔。 作用分析參考設(shè)計(jì)任務(wù)書、高樁碼頭設(shè)計(jì)與施工規(guī)范（JTJ 29198）“”和“”、《港口工程荷載規(guī)范》（JTJ21598）、水運(yùn)工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（JTJ22598）。確定所有作用在結(jié)構(gòu)上的作用（荷載）的標(biāo)準(zhǔn)值，一般包括自重、土壓、水壓、波浪、水流、地震以及使用荷載（船舶荷載、機(jī)械荷載）等。尤其注意：為了搞清標(biāo)準(zhǔn)值、組合值、準(zhǔn)永久值、作用、作用效應(yīng)、效應(yīng)組合等概念，建議詳細(xì)看明白港口工程荷載規(guī)范（JTJ21598）的“3 作用的分類及組合”。注意：水位變化會(huì)對(duì)某些荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生影響，需分水位分別計(jì)算，如自重、土壓力、波浪力等。 永久作用 結(jié)構(gòu)自重表51 材料重度標(biāo)準(zhǔn)表材料名稱重度內(nèi)摩擦角（176。）水上水下混凝土胸墻C252414鋼筋混凝土沉箱C302515塊石171045建議盡量用EXCEL表格計(jì)算，如自重：1． 極端高水位情況：極端高水位：計(jì)算項(xiàng)目自重力G（KN ）值對(duì)前趾力臂X（m）穩(wěn)定力矩沉箱前后壁、縱隔墻1513152340614040沉箱側(cè)壁、橫隔墻132156沉箱底板15215103566210沉箱前、后趾（+）11/2162