昆山港集装箱码头设计.docx

目 录
1 货种 1
2 自然条件 1
2.1 气象 1
2.1.1 气温 1
2.1.2 降水 1
2.1.3 风况 1
2.1.4 雾 1
2.2 水文 1
2.2.1 特征水位（黄海高程，下同） 1
2.2.2 径流 1
2.2.3 波浪和水流 2
2.3 地形 2
2.4 地质资料 2
2.5 地震 2
3 营运资料 2
3.1 设计船型 2
3.2 机型 2
3.3 施工条件及材料供应情况 2
3.3.1施工条件 2
3.3.2 材料供应 3

4 总平面布置 3
4.1 港区布置原则 4
4.2 高程及水深的确定 4
4.2.1 设计水位及水位差 4
4.2.2 码头前沿设计高程 4
4.2.3 码头前沿设计水深 5
4.2.4 码头前沿水底高程 5
4.3 泊位数及利用率 5
4.3.1 泊位数 5
4.4 堆场面积 7
4.5水域布置 7
4.5.1 码头前沿停泊水域尺度 7
4.5.2 回旋水域尺度 7
4.5.3 航道有效宽度 8
4.6 陆域布置 8
4.6.1 泊位布置 8
4.6.2泊位长度及码头岸线长度 8
4.7 装卸工艺设计 9
4.7.1 集装箱工艺布置要求 9
4.7.2 装卸工艺流程 10
4.8 机械设备台数 10

5荷载计算 11
5.1永久荷载 11
5.2 可变荷载 11
5.2.1 堆货荷载 11
5.2.2 船舶荷载 11
5.3 偶然作用 17
6 结构方案设计 17
6.1 码头结构选型论证 17
6.1.1 码头结构型式的选择原则 18
6.1.2 设计条件 19
6.1.3 码头结构型式的选择 20
6.2板梁式高桩码头的结构布置设计 22
6.3 板梁式高桩码头的结构尺寸估算 27

7 结构计算 54
7.1 面板计算 54
7.2 纵梁计算 62
7.3 横向排架计算 74
8 配筋计算 97
8.1 面板配筋计算 97
8.2 横梁配筋计算 99
参考文献 103
致谢 105
附件
附件1 开题报告（文献综述）
附件2 外文翻译及原文影印件
附图
附图1 总平面布置图
附图2 装卸工艺流程图
附图3 码头结构断面图
附图4 码头结构平面图
附图5 码头结构立面图
附图6结构构件配筋图

1、货种：
该码头主要用于，江苏省及周边地区的轻工业产品和原材料进出口业务，所有货物全部采用集装箱运输，年进出口货运总量为200万吨。
2、自然条件：
2.1气象
2.1.1气温
年平均气温 15.4℃
历年最高气温 38.2℃
历年最低气温 -11.3℃
2.1.2、降水
年最大降水量 1479.4mm
年最小降水量 559.3mm
多年平均年降水量 1064.6mm
多年平均大雨以上日数 10.5天
2.1.3、风
本区常风向为NE向和SE向，频率均为9%，次常风向为ESE向和SSE向，频率均为8%，全年在NNE至SSE向之间出现的风的频率为57%。强风向是NW向，最大风速为24.0米/秒。
本区每年受到2～3次台风的影响，风力一般为6～7级，以NE向为主。
2.1.4、雾
年平均雾日 29天
2.2、水文
2.2.1、水位特征值 (黄海高程):
设计高潮位 3.85m
设计低潮位 -1.72m
历年平均高潮位 1.95m
历年平均低潮位 -0.52m
历年最大潮差 3.48m
历年平均潮差 1.87m
历年平均涨潮历时 4小时17分
历年平均落潮历时 8小时08分
2.2.2、径流
根据历年水文资料分析，可不考虑径流影响。
2.2.3、波浪和水流：
据调查，波高一般较小（H≈0.7米）可不考虑；洪水期最大流速约1.0～1.5米/秒，枯水期流速小于0.5米/秒。
2.3、地形
港区陆域平坦，已建少量库场，后方土地充裕。地面高程一般在6.2米左右。港区江面极为开阔，自建港以来，港址处微冲不淤，水下地形变化状况较小。近期水下实测地形图详见图一。
2.4、地质资料（黄海高程）
本地区属第四纪中（晚）全新世河口滨海相沉积物.该地区土层自上而下大致可分3～4层:
第一层为淤泥质亚黏土及亚黏土,分布普遍、稳定，层厚约0.8～7.3米；
第二层亚黏土，分布普遍、连续，层厚4～12米，层底标高-26.2米；
第三层为粉细砂间亚黏土及亚砂土，分布普遍稳定而连续，层厚12～30米，顶面高程-23.1～-26.2米、层底高程在-43.2～-46.1米；
第四层为粉砂层，分布普遍、连续，厚度大，钻孔可见厚度10米以上，顶面高程变化在-43.2～-46.1米，其中第三、四层土均可作为桩基持力层。
2.5、地震烈度
常熟地区地震基本烈度为6级，在设计时考虑码头结构的重要性，地震烈度按7度进行设计计算。
3、营运资料
3.1、设计船型：
本码头设计的代表船型，以30000吨级集装箱船为主，并且考虑兼顾15000吨集装箱船的停靠使用。同时要求上述船型在枯水期也能够进行正常停靠作业。
船型尺寸：总长×型宽×满载吃水
3.2、机型：
新建码头所需增加的各种装卸、运输机械，均可向国内各港机厂订货。
3.3施工条件及材料供应情况：
3.3.1、施工条件
码头施工现场“三通一平”（水、电、道路通、场地平整）条件好，把洼地填筑起来可做现场预制场和砂石料堆存场地。在现场预制普通钢筋混凝土构件的工程量和所能提供劳动力的数量不受限制。
施工单位实力强，机具设备齐全，尤其对装配式码头结构的施工经验丰富。具备陆上、水上沉桩的打桩船，可预制预应力钢筋混凝土梁和桩，能预制空心构件（板和桩），空心胶管外径为25和27cm。一般预制构件的重量可在40吨以内。沉桩用的打桩船，其尺寸为：46.6cm×20cm×3.6cm×1.88cm，可吊龙口8米，能大4：1桩，桩断面可在55cm×55cm以内，长度可在38米以内，允许仰俯角30。
3.3.2、材料供应
钢材、木材、水泥均能保证供应；石料可用驳船从外地运来本港，其他材料供应，也主要依靠驳船运来工地。
说明：
设计荷载：
堆货 ：
根据集装箱码头堆载特点，按照《港口工程荷载规范》确定。
流动机械：
门机、平板车产生的荷载按《港口工程荷载规范》确定。
船舶力：
撞击力、系缆力按《港口工程荷载规范》确定。
其他：
涉及过程中，凡涉及到未说明的问题均按现行规范确定
4 总平面布置
4.1 港区布置原则
（1）港口应按客运量、吞吐量、货种、流向、集疏运方式、自然条件、安全和环保等因素，合理地划分港区。
（2）在布置港区时，应考虑风向及水流流向的影响。对大气环境有较大污染的港区宜布置在港口全年强风向的下风侧；对水环境有严重污染的港区或危险品港区宜布置在港口的下游，并与其它码头或港区保持一定的安全距离。
（3）港区总平面布置，应根据港口总体布局规划，结合装卸工艺要求，充分利用自然条件，远近结合、合理布置港区的水域、陆域，并应符合下列要求。
① 装卸作业对大气环境产生较大污染的货种的泊位，应布置在港区常风向的下风侧；装卸作业对水环境产生严重污染的货种的泊位，应布置在港区的下游岸段，并应注意水流流向的影响。
② 顺岸式码头的前沿线位置，宜利用天然水深沿水流方向及自然地形等高线布置。并应考虑码头建成后对防洪、水流改变、河床冲淤变化及岸坡稳定的影响。码头前应有可供船舶运转的水域。
③ 港区陆域平面布置和竖向设计，应根据装卸工艺方案，港区自然条件，安全、卫生、环保、防洪、拆迁、土石方工程量和节约用地等因素合理确定，并应与城市规划和建港的外部条件相协调。
（4）港口水域包括码头前停泊水域、回旋水域、进港航道和锚地等，可根据具体情况组合设置或单独设置。
4.2 高程及水深的确定
4.2.1 设计水位及水位差
根据设计资料：
设计高水位：3.85m
设计低水位：-1.72m
4.2.2 码头前沿设计高程
根据《河港工程设计规范》（GB 50192-93）第4.4.1条和第4.4.2条，码头前沿设计高程应考虑码头的重要性、淹没影响、河流特性、地形、地质、装卸工艺等因素，并结合码头布置及型式、前后方高程的衔接、工程投资及防洪措施等条件，综合分析确定。码头前沿设计高程应为码头设计高水位加超高。超高值宜取1.0~1.5m。超高拟取1.0m。则码头前沿设计高程为：
=3.83+1.0=4.85m
4.2.3 码头前沿设计水深
根据《河港工程设计规范》（GB 50192-93）第4.4.4条，码头前沿设计水深应保证营运期内设计船型在满载吃水情况下安全停靠和装卸作业。其值可按下式计算：
D=T+Z1+Z2+Z3+Z4
（4-1）
式中：D——码头前沿设计水深（m）；
T——设计船型满载吃水（m），根据设计资料，30000吨的船型满载吃水T=11.5m；15000吨的船型满载吃水T=7.0m；取T=11.5m；
——龙骨下最小富裕深度（m），按规范取0.3；
——波浪富裕深度（m），Z2=k×（H4%)-Z1，K取0.3（顺浪），H4%=0.7m，Z2=0.3*0.7-0.3<0，取0；
——船舶因配载不均匀而增加的尾吃水（m）；Z3取0.3m；
——备淤深度（m)，根据本设计海底底质情况取0.6m；
故：D= 11.5+0.3+0.3+0.6=12.7m
码头前沿设计水深为12.7m。
4.2.4 码头前沿水底高程
码头前沿水底高程为码头设计低水位减去码头前沿设计水深，即为：
=m
4.3 泊位数及利用率
4.3.1 泊位数
根据《河港工程设计规范》（GB 50192-93）第3.7.1条，泊位数目，应根据年吞吐量、泊位货种和船型等因素按下式计算：
（4-4）
式中：——根据货物类别确定的年吞吐量（t），根据设计资料，码头年吞吐量为80万TEU；
——泊位数目；
——泊位的年通过能力（t），根据《河港工程设计规范》（GB 50192-93）第3.7.2条，其值应按下式计算：
（4-5）

Ty——泊位运营天数，风3天，降水11天，大雾29天，Ty=365-11-3-29=322天；
Ap——泊位有效利用率0.5～0.7，取0.7；
Q——集装箱船单船装卸箱数量；
tg——昼夜装卸时间，按规范取22h；
tf——船舶的辅助作业、技术作业时间以及船舶靠离泊位时间之和（h）。按规范取3～5h，本设计取4h；
td——昼夜小时数，取24h；
P——设计船时效率（TEU/h）；
n——集装箱装卸配备台数；取3台；
P1——岸边集装箱装卸桥台时效率（TEU/h）；
——集装箱标准箱折算系数，取1.2~1.6，本设计取1.4；
——岸边集装箱装卸桥同时作业率（%），按规范取80%；
P=3*30*1.4*0.8*(1-0.02) =98.784 TEU/h
30000吨集装箱船：

S1=Q/Pt=80/43.71=1.83.取2个泊位

15000吨集装箱船：

S2=80/40.78=1.96个，取2个。
S=S1+S2=2+2=4个
4.4堆场面积
根据《港口规划和布置》，集装箱堆场所需的平面箱位数和面积取决于泊位运量、堆存天数、堆存层数和装卸系统等因素。
（4-9）
式中：nmin——最低平面箱位数；
Q——泊位年吞吐量（TEU);
N——堆场年工作天数，本设计取360；
t——集装箱在堆场平均堆存天数，本设计取4天；
β——箱位利用率，一般取0.7~0.8。

集装箱堆场取一个标准箱面积为25㎡，所以堆场面积
A=3105×25=77640㎡
4.5 水域布置
4.5.1 码头前沿停泊水域尺度
根据《河港工程设计规范》（GB 50192-93）第4.2.1条和表4.2.1，码头前停泊水域（如图4.1所示），不应占用主航道，其宽度应为设计船型宽度加富裕宽度或设计并靠船舶的总宽度加富裕宽度之和。
码头前停泊水域的宽度为：
2B=2B=2×31=62m
4.5.2 回旋水域尺度
根据《河港工程设计规范》（GB 50192-93）第4.2.3条：
单船回旋水域沿水流方向的长度，不宜小于单船长度的2.5倍，当流速大于1.5m/s时，水域长度可适当加大，但不应大于单船长度的4倍。考虑到汛期时码头前沿流速可能大于1.5m/s，所以拟取回旋水域沿水流方向的长度为4L，即：
4L=4×237=948m
回旋水域沿垂直水流方向的宽度，不宜小于单船长度的1.5倍；当船舶为单舵时，水域宽度不应小于其长度的2.5倍。本次设计船型按单舵设计，则回旋水域沿垂直水流方向的宽度拟取2.5L，即：
2.5L=2.5×237=592.5m
4.5.3航道有效宽度

本设计资料不足，取W=8B=8×31=248m
4.6 陆域布置
4.6.1 泊位布置
根据昆山港区资料，采用顺岸式直立码头，4个泊位沿同一码头前沿线连续布置。
4.6.2 泊位长度及码头岸线长度
在同一前沿线连续布置多个泊位的泊位长度及其占用的码头岸线长度列表计算如下：

表4-4 泊位长度与泊位占用的码头岸线长度 m
泊位类型
泊位长度
占用的码头岸线长度
端部泊位

中间泊位

注：值为富裕长度，按照《港口规划和布置》表4-13取值；为设计船型的长度。
码头同一前沿线连续布置4个泊位，码头泊位总长度应为各泊位的泊位长度之和。计算泊位总长度时，有两种船型，分别按一个端部泊位和一个中间泊位计，则码头泊位总长度为：
30000吨： Lb=2L+2.5d
=2×237+2.5×30
=549m
15000吨： Lb=2L＋2.5d
=2×112＋2.5×12
=254m
Lb=549+254=803m

码头平台的长度可确定为803m。考虑装卸桥轨距为16m，初拟码头前沿宽度为20m。
4.7装卸工艺设计
装卸工艺是港口码头的基本生产工艺，是港口生产活动的基础。合理的装卸工艺，是港口码头增大通过能力，提高装卸效率，降低装卸成本，加速车船周转，缩短货运期限，提高货运质量，减轻劳动强度和改善劳动条件的重要物质基础和技术条件。因此，设计出技术先进、经济合理、安全可靠的装卸工艺流程,来完成港口一定的货物吞吐任务，是提高港口经济效益和社会效益的重要途径。
4.7.1集装箱工艺布置要求：
⑴多泊位的集装箱码头公益应考虑连续布置。
⑵岸边集装箱装卸桥海侧轨道中心线至码头前沿的距离，应根据到港船舶靠泊及装卸工艺布置的需要确定，不宜小于3m。对改造的集装箱码头可结合原有码头结构和工艺布置情况，选择适宜的距离，不宜小于2.5m。码头前方作业地带宽度应根据工艺布置需要确定，不宜小于45m。
⑶集装箱码头堆场垂直于岸线的宽度应根据集装箱吞吐量和工艺方案确定，不宜小于400m。辅助设施宜设在码头堆场的后方，形成各自独立的区域。
⑷集装箱堆场内主要通道宽度应根据运输车辆和堆场装卸机械运行和作业要求确定，不宜小于25m。
⑸堆场作业采用轮胎式集装箱龙门起重机，跨间除堆场放集装箱外，还应留有集装箱拖挂车通道，其宽度不小于3.5m。相邻两台轮胎式集装箱龙门起重机运行跑道中心距不宜小于3.6m，跑道端部应设置转向设施；采用集装箱跨运车时，两行集装箱之间应留出跨运车通道，期宽度宜为1.5~1.6m；采用集装箱正面吊运车和集装箱叉车时，堆场内作业通道不宜小于15m。
⑹当集装箱码头确需设置集装箱库时，集装箱拆装库应布置在集装箱堆场外。拆装箱库的布置形式应该根据集疏运条件和机械设备的作业方式确定。根据铁路、公路集疏运货物的比例，设置相应的铁路拆装箱库和公路拆装箱库。
⑺集装箱码头作业区应与其他码头作业区隔离开，并设置必要的封闭设施。
4.7.2装卸工艺流程：
集装箱船↔装卸桥↔拖挂车↔轮胎龙门起重机↔堆场↔轮胎龙门起重机↔拖挂车（牵引车-半挂车）
4.8装卸机械设备台套数
根据《河港工程设计规范》（GB 50192-93）第3.7.16条，装卸机械数量，应根据货种、运量、和台时效率按下式计算：

式中：——某种装卸机械数量（台）；
——某种装卸机械分货种的年起重运输吨（t）；
——机械利用率，三班制取0.40~0.50，电动机械取大值，拟取0.50；内燃机械取小值，拟取0.50；
——各类装卸机械按不同操作过程装卸或搬运不同货种的台时效率（t/台时）。
装卸桥拟采用巴拿马型，装卸效率25~30TEU/h。
装卸桥已拟定5台，根据公式得：

取6台。
5 荷载计算
5.1 永久荷载
混凝土： γ=24kN/m³
钢筋混凝土： γ=25kN/m³

5.2 可变荷载
5.2.1堆货荷载 前方堆场： q=30kPa
后方堆场： q=60kPa
5.2.2船舶荷载
① 一般规定
根据第10.1.1条，作用在系船、靠船结构上的船舶荷载可包括如下内容：
a 由风和水流产生的系缆力；
b 由风和水流产生的挤靠力；
c 船舶靠岸时产生的撞击力；
d 系泊船舶在波浪作用下产生的撞击力。
② 作用于船舶上的风荷载
根据第10.2节有：
作用在船舶上的计算风压力的垂直于码头前沿线的横向分力和平行于码头前沿线的纵向分力宜按下列公式计算：
（6-1）
（6-2）
式中：，——分别为作用在船舶上的计算风压力的横向和纵向分力（kN）；
，——分别为船体水面以上横向和纵向受风面积（）；
，——分别为设计风速的横向和纵向分量（m/s），取最大风速 m/s；
——风压不均匀折减系数。
船舶水面以上受风面积A可根据设计船型和船舶的装载情况确定，货船的受风面积按下列公式计算：
满载时： （6-3）
（6-4）
半载或压载时： （6-5）
（6-6）
式中：，——分别为相应装载情况下船体水面以上横向和纵向受风面积（）；
——船舶载重量（t），为30000t。
风压不均匀折减系数按《港口工程荷载规范》表10.2.3选用：
则查表得。
综上得：
满载时：
（）

（）
（kN）
（kN）
半载或压载时：
（）

（）
（kN）
（kN）
从上可得，船舶半载或压载时的、值分别大于满载时的、值，所以采用半载或压载时的、值作为风荷载的标准值，即：
（kN）
（kN）
③ 作用于船舶上的水流力
根据《港口工程荷载规范》附录E有：
对于河港透空式系船、靠船结构，水流方向与船舶纵轴平行或流向角和时，水流对船舶作用产生的水流力的船首横向分力、船尾横向分力及纵向分力可分别按下列公式计算：
（6-7）
（6-8）
（6-9）
式中：，——分别为水流对船首横向分力和船尾横向分力（kN）；
——水流对船舶作用产生的水流力纵向分力（kN）；
，——分别为水流力船首横向分力系数和船尾横向分力系数；
——水流力纵向力分力系数；
——水的密度（t/m3），对河水=1.0t/m3；
——水流速度（m/s），取V=0.25 m/s；
——船舶吃水线以下的横向投影面积；
——船舶吃水线以下的表面积；
水流力船首横向分力系数和船尾横向分力系数按《港口工程荷载规范》附录E 表E.0.16-1确定。由于相对水深d/D=12.7/11.5≈1.1，L/B=7.6，查表，。
船舶吃水线以下的横向投影面积按下式计算：
（6-10）
式中各符号意义均同前。
水流力纵向分力系数可按下式确定：
（6-11）
式中：——水流对船舶作用的雷诺数；
——系数，查表取b=0.004；
水流对船舶作用的雷诺数可按下式计算：
（6-12）
式中：——船舶吃水线长度（m），近似取为船长，即 m；
——水的运动粘性系数（m2/s），按《港口工程荷载规范》表E.0.8选用。设计水温拟取，故查表得 m2/s。
船舶吃水线以下的表面积可按下式确定：;
（6-13）
式中：——船长（m），为474m；
——船舶吃水（m）；
——船宽（m）；
——船舶方形系数，河船取0.625。
综上得：′

（m2）

（m2）

④ 系缆力
根据第10.4节有：
当码头前沿水流较大时，系缆力应考虑风与水流对计算船舶共同作用所产生的横向分力总和和纵向分力总和。
系缆力标准值及其垂直于码头前沿线的横向分力，平行于码头前沿线的纵向分力和垂直于码头面的竖向分力可按下列公式计算：
（6-14）
（6-15）
（6-16）
（6-17）
式中：，，，——分别为系缆力标准值及其横向、纵向和竖向分力（kN）；
，——分别为可能同时出现的风和水流对船舶产生的横向分力总和及纵向分力总和（kN）；
——系船柱受力分布不均匀系数，当实际受力的系船柱数目时，取1.2 ，时，取1.3；
——计算船舶同时受力的系船柱数目，根据《港口工程荷载规范》表10.4.2，取6；
——系船缆的水平投影与码头前沿线所成的夹角（），根据表10.4.3，对于河船码头，；
——系船缆与水平面之间的夹角（），根据表10.4.3，对于河船码头，。
综上得：

根据《港口工程荷载规范》第10.4.5条和表10.4.5-2，对于载重量为30000吨级的内河船舶，作用于系船柱上的计算系缆力标准值不应小于550kN，小于550kN时，按550kN选用。
综上，系缆力标准值取用 kN。
则系缆力标准值的横向、纵向和竖向分力分别为：
（kN）
（kN）

⑤ 挤靠力
本次设计橡胶护舷采用间断布置的形式。根据第10.5节有：
船舶挤靠力应考虑风和水流对计算船舶作用产生的横向分力总和。
当橡胶护舷间断布置时，挤靠力标准值可按下式计算：
（6-19）
式中：——橡胶护舷间断布置时，作用于一组或一个橡胶护舷上的挤靠力标准值（kN）；
——挤靠力不均匀系数，取1.3；
——与船舶接触的橡胶护舷的组数或个数。橡胶护舷等间距布置，间距拟取6m，取n=40
综上得：

⑥ 撞击力
a. 船舶靠岸时引起的撞击力
根据第10.6节有：
船舶靠岸时的撞击力标准值应根据船舶有效撞击能量和橡胶护舷性能曲线及靠船结构的刚度确定。
船舶靠岸时的有效撞击能量可按下式计算：
（6-20）
式中：——船舶靠岸时的有效撞击能量（kJ）；
——有效动能系数,取0.7～0.8，拟取0.8；
——船舶质量（t），按满载排水量计算；
——船舶靠岸法向速度（m/s）。
河船法向靠岸速度可按表10.6.4-2选用。但因为船舶满载排水量，则可按表10.6.4-1中开敞式采用。查表得 m/s，取 m/s。
综上得：

根据《中华人民共和国行业标准——橡胶护舷》（HG/T 2866-2003）表 5，选用型橡胶护舷，设计压缩50%,反力R=1180KN,吸能E=662kJ。
b. 波浪引起的撞击力
因码头前沿波浪作用较小，一般情况下小于船舶靠岸时的撞击能量，所以波浪引起的船舶撞击力可不进行计算。
（5）其他荷载
① 因为本次设计时，码头平台采用透空式结构，所以作用在码头平台结构上的风荷载可忽略不计。
② 因水流流向大致与码头前沿线平行，而码头平台的岸线较长，纵向整体刚度较大，所以水流对码头平台结构作用产生的水流力也可忽略不计。
5.3 偶然作用
作用于码头结构上的偶然作用主要为地震力，宿迁港区的地震基本烈度为，码头及陆域建筑物设计时均应按此烈度设防。由于本次设计时间有限，所以未进行地震力的计算。

6 码头结构设计
6.1 码头结构型式的选择原则
6.1.1 结构选型基本原则
（1）码头结构型式的选择要贯彻经济、实用、耐久的指导思想，并应进行综合分析比较。
（2）全面规划、远近结合。应结合港口的规划要求，对码头负荷能力及浚深的预留等。
（3）因地制宜，根据具体使用要求、自然条件、施工条件等选择码头结构型式。
（4）积极采用科学技术新成果。
（5）就地取材，因材设计，充分利用当地材料资源。
6.1.1.2 结构选型三要素
港口水工建筑物是港口工程的一项主体工程。作用在港口水工建筑物上的荷载比较复杂，包括自然荷载、使用荷载和施工荷载等。因此，在进行码头结构型式选择时，要根据拟建港区的自然条件、码头的使用要求和施工条件等因素确定选用何种结构型式。
（1）自然条件与码头结构型式的关系
自然条件一般是确定结构型式的决定性因素，而且是影响码头造价的主要因素。
① 水文条件
水文条件一般决定着码头以何种方式进行施工。
当水位差较小时，由于受施工水位变化不大的影响，一般采用直立式码头，且码头的上部结构不能做的太高。
当水位差较大且设计靠泊船型较大时，可采用直立式码头，码头的上部结构可做的较高；设计靠泊船型较小时，为适应水位差较大的影响，一般采用斜坡式码头或浮码头。
② 地质条件
码头结构型式的选择必须与拟建港区的地质条件相适应。对于岩石、砂及较硬的粘土（其内摩擦角大于）地基一般多采用重力式结构；对于中等密实的土壤地基且其下部无较坚硬的持力层时，一般多采用板桩结构；对于上部地基软弱（如淤泥质粘土或淤泥）而在地基的适当深度处存在较坚硬的持力层时，主要采用高桩码头。
③ 河势条件
河势也是决定码头结构型式的一个主要因素。
当河道较窄或新建码头会较大的改变河势（水流、冲淤条件）时，考虑到防洪要求，应采用对河势影响小的透空式码头结构。
当河道较宽或新建码头对河势的改变较小时，码头结构型式对防洪的影响较小，可采用实体式或透空式码头结构。
（2）使用要求与码头结构型式的关系
在一定的自然条件下，码头的使用要求是码头结构型式选择时的决定因素，结构型式必须满足码头使用上的要求。使用上对结构型式的要求，主要有以下几个方面：
满足码头总平面布置的要求
对于布置在掩护条件较差区域的码头，应满足船舶的泊稳要求，应选择透空式、局部透空式码头结构型式。
满足码头装卸工艺的要求
要求对装卸工艺变化的适应性强时可选用重力式码头；对装卸工艺变化的适应性要求不高时可选用板桩码头或高桩码头。
满足码头使用荷载的要求
要求对码头地面超载的适应性强时可选用重力式码头；对码头地面超载的适应性要求不高时可选用板桩码头或高桩码头。
满足结构使用耐久的要求
要求在各种可能的最不利荷载组合的作用下，码头结构具有足够的强度和整体稳定性，且不得发生较大的位移和沉降而影响使用。
满足码头附属设施安装方便的要求
应使码头结构型式便于附属设施的安设，并使其经常保持良好的技术状态，保证使用方便、易于维修。
（3）施工条件与码头结构型式的关系
施工条件主要是指目前国内施工的技术水平、施工设备的能力以及拟建港区当地已有的预制厂的规模及能力等。
就施工设备的能力来看，由于一般的内河并没有打桩船设备，所以内河港的桩基一般采用钻孔灌注桩，但在长江干线上有打桩船设备的地区，也可采用预制桩。
6.1.2 设计条件
6.1.2.1 设计船型
设计船型30000吨级集装箱船，其尺度如下：
6.1.2.2 结构安全等级
对于一般港口的主要建筑物，结构安全等级为2级。
6.1.2.3 自然条件
（1）水文、河势、地形地貌及地质条件
详见第2章。
（2）风况
设计风速取最大风速m/s。
（3）水流
码头前沿水流设计流速取m/s，水流流向与船舶纵轴接近平行，水流流向角<15°。
6.1.3 码头结构型式的选择
6.1.3.1码头水工建筑物结构型式
码头水工建筑物结构型式繁多，按其受力条件及工作特点大致可划分为重力式、板桩式、高桩式和混合式等几种类型。
（1）重力式码头
重力式码头的工作特点是依靠结构本身及其上面填料的重量来保持结构自身的滑移稳定和倾覆稳定。由于自重大，地基承受的压力大，故重力式码头适用于较好的地基。它也是耐久性好和对超载、装卸工艺变化适应能力最强的一种结构，但其泊稳条件较差。
（2）板桩码头
板桩码头的工作特点是依靠板桩入土部分的侧向土抗力和安设在码头上部的锚碇结构来维持其整体稳定。除特别坚硬或过于软弱的地基外，一般均可采用。其结构简单，施工方便，但结构耐久性不如重力式码头，泊稳条件不如高桩码头。
（3）高桩码头
高桩码头是在软弱地基上修建的一种主要结构型式，其工作特点是通过桩台将作用在码头上的荷载经桩基传给地基。高桩码头为透空式结构，泊稳条件较好，但其耐久性和对超载、装卸工艺变化的适应能力不如重力式码头。
6.1.3.2 结构选型论证
（1）根据以上选择原则和设计条件，从各方面比选如下：
① 就水文条件来看，宿迁港区所处河段水位差达8.61m，设计为1000DWT的船型较大，因此可做成直立式码头，且码头的上部结构可做的较高。
② 就地质条件来看，南京港铜井港区范围内地层岩性分布规律强，岩土层上部属软土地基，下部属较坚硬的持力层，因此选用高桩码头较为合适。
③ 就河势条件来看，从南京港铜井港区总平面布置图上可看出，码头前沿线布置在-9m等高线左右，此位置距防洪堤的水平距离为80~120m不等，如采用实体式结构（如重力式码头），则码头建成后将占据80~120m宽的河道，这对防洪不利，所以应采用对防洪影响较小的透空式高桩码头结构。
④ 就结构耐久性和对超载、装卸工艺变化的适应能力来看，重力式码头要优于板桩码头和高桩码头。
⑤ 就施工条件来看，南京港铜井港区处于长江干线上，打桩船可进行施工，因此可以选用预制桩基的高桩码头结构型式。
根据码头结构选型的原则及考虑的主要因素，经综合分析比较后，南京港铜井港区采用高桩码头结构型式较为合适。
（2）在选择高桩码头结构型式后，应进一步进行细化选择：
高桩码头按上部结构一般可分为板梁式、桁架式、无梁板式和承台式码头。
板梁式码头
板梁式码头上部结构主要由面板、纵梁、横梁、桩帽和靠船构件组成。它一般适用于水位差不大、荷载较大且较复杂的大型码头。在码头前沿设置双层系靠船结构和多层系靠船结构（或单独设置浮式系靠船设施）时，可分别适用于水位差5~8m的港口和水位差10~17m的港口。
② 桁架式码头
桁架式码头上部结构主要由面板、纵梁、桁架和水平连杆组成。它主要适用于水位差较大需多层系缆的内河港口。对无掩护的海港和需防震设防的港口采用桁架式码头型式也可增加码头的刚度和整体性。
③ 无梁板式高桩码头
无梁板式高桩码头上部结构主要由面板、桩帽和靠船构件组成。它仅适用于水位差不大、集中荷载较小的中小型码头。
④ 承台式高桩码头
承台式高桩码头上部结构主要由水平承台、胸墙和靠船构件组成，承台上面用砂、石料回填。它主要适用于良好持力层不太深且能打支承桩的地基。
经综合考虑后，拟选用板梁式高桩码头结构作为本次结构设计方案。

6.2 板梁式高桩码头的结构布置设计
6.2.2.1 设计原则
（1）码头结构尺度的确定原则
码头结构长度、码头前沿高程和码头前沿水底高程的确定已在第4章总平面布置时阐述，这里不再重复。
① 上部结构宽度
对于引桥顺岸式码头，码头上部结构