北仑港多用途码头工程.docx

目录
摘要 I
Abstract II
第一章 前言 1
第二章 设计背景 2
2.1工程概述 2
2.2设计原则 2
2.3设计依据 2
2.4设计任务 2
第三章 设计资料 3
3.1安全等级 3
3.2地形条件 3
3.3水文条件 3
3.4气象条件 4
3.6泥沙条件 8
3.7地震条件 8
3.8荷载条件 8
3.9施工条件 9
第四章 设计成果 10
4.1总体设计成果 10
4.2结构方案成果 10
4.3施工图设计成果 10
4.4关键性技术要求 10
4.1总平面设计 10
4.2布置原则 10
4.3设计船型 11
4.4作业条件 11
4.5装卸工艺 11
4.6水域及码头尺度 13
4.7陆域总平面布置 15
第五章 结构选型 15
5.1结构型式 16
5.2结构布置 16
5.3构造尺度 17
5.4作用分析 19
5.5结构稳定分析 26
第六章 结构设计 26
6.1面板设计 27
6.2门机梁计算 42
第七章 横梁计算 63
7.1横梁结构形式 63
7.2荷载 64
7.3内力计算 67
7.4靠船构件计算 82
7.5验算及配筋 83
第八章 桩的承载力计算 94
8.1设计条件 94
8.2桩的垂直承载力计算 94
8.3锤击沉桩拉应力 95
8.4配筋及验算 96
第九章 整体稳定性验算 99
结论 102
致谢 105
参考文献 106
外文 107
外文翻译 113

摘要
北仑港区广阔的深水锚地和优越的地理位置是开展国际集装箱、海上原油过驳、散杂货运输、化肥灌包中转的理想区域。根据历史资料和地形、水深、地质地貌、水文气象测验资料分析，北仑港建港条件良好，全年不冻，平均风速不大，常风向和暴风向为西北和东北，波浪以风浪为主，只在台风时涌浪较大。
目前，已建成投产16个深水泊位，其中有10万吨级、20万吨级矿砂中转泊位(可靠泊30万吨级世界特大型货轮)、25万吨级原油码头、5万吨级国际集装箱泊位和煤炭专用泊位及通用泊位。900米国际集装箱专用泊位，前沿水深13.5米，可停靠第四、五代大型集装箱船舶。
本次毕业设计的题目是《北仑港多用途码头工程》。本工程位于浙江宁波北仑港，拟建一个5000吨级多用途杂货泊位。预计年吞吐量为矿建材料80万吨，泊位利用率60%。 本设计的主要任务为：码头平面初步布置，包括：码头结构，陆域、水域的布置，码头前沿线，码头面标高，长度，宽度，排架间距等的确定。码头结构初步设计、方案比较等。面板设计，面板强度计算及配筋，验算，绘配筋图。纵向、横向排架的内力计算；作用效应分析；作用效应组合；施工图绘制等。
该码头为整体装配梁板式高桩码头。面板采用预制板，搭接在纵梁和横梁上，按双向板进行计算。纵梁采用钢筋混泥土叠合梁，分为三条轨道梁和一条普通纵梁，纵梁直接搭在桩帽上，按弹性支撑连续梁计算。横向排架间距为7米，横梁采用钢筋混凝土叠合梁，横梁断面为花篮形。桩采用的是预制预应力空心方桩。
最后是对结构设计进行优化，后通过设计说明书、设计计算书、平面图、结构图、施工图、配筋图完成本次的毕业设计。
关键字：髙桩码头 平面布置；面板排架弹性支承连续梁。

Abstract
Beilun harbor broad deep-water anchorage and advantageous geographical position is the development of international container, offshore oil barge, bulk cargo transport, fertilizer and irrigation region of packet transfer. According to the analysis of historical data and topography, water depth, geological, hydrological and meteorological data of tests, Beilun port port construction condition good, the annual average wind speed is small, not frozen, constant wind direction and the storm to the northwest and northeast, wave to wave, only during the typhoon surge larger.
At present, have been completed and put into production 16 deep-water berths, of which 100000 tons, 200000 tons of Ore Transshipment berths (reliable berth of 300000 tons of class world oversize cargo), 250000 tons of crude oil terminal, 50000 tons of international container berths and special coal berth and berth. 900 meters of international container berths, water depth of 13.5 meters, can accommodate fourth, five generation of large container ship.
The graduation design topic is "Beilun port multi-purpose wharf engineering". The project is located in Zhejiang Ningbo Beilun Hong Kong, plans to build a 5000 ton multi-purpose cargo berth. Expected annual throughput of 800000 tons of mine construction materials, berth utilization rate 60%.
The design of the main tasks: including pier plane of preliminary arrangement,: wharf structure, land, waters of the layout, terminal line, surface elevation, length, width, row spacing is determined by. The preliminary design scheme comparison, the wharf structure. Panel panel design, strength calculation and reinforcement, checking, drawing reinforcement plan. Internal force calculation of longitudinal, lateral row frame; effect analysis; effect of combination; construction drawing etc..
The pier assembly as a whole high-piling wharf. Panel with precast slab, overlapping in longitudinal and cross beam, calculated on a two-way slab. Longitudinal beam adopts reinforced concrete composite beam, divided into three rail beam and a common rail, rail direct resting on pile cap, according to the elastic support continuous beam calculation. Lateral row frame spacing of 7 meters, beam of reinforced concrete composite beam, the beam section for basket type. Pile with the precast prestressed hollow square pile.
The last is to optimize the structure design, the design specification, design calculation, layout, structure, construction drawing, reinforcement plans to complete the graduation design.
Keywords: high pile wharf layout; panel bent elastically supported continuous beam.

第一章 前言
本设计是按照大连海洋大学土木工程学院2013年毕业设计要求编写的毕业设计。题目为“北仑港多用途码头工程”。内容包括：码头平面布置及码头结构设计、根据资料初步设计码头结构断面尺度、结构计算、设计说明书、计算书，施工图、配筋图等图纸的绘制。
计算书中多运用规范规定的两种极限状态、三种设计状况和相应的作用组合，计算内容比完整的工程设计计算书有所节略，设计内容主要包括水文资料分析、总平面设计、码头断面设计、码头结构计算、各构件的配筋及整体的稳定性验算。根据所给资料，计算设计水位，确定码头前沿高程，绘制码头断面图。根距所给船舶资料进行船舶荷载的计算，确定护舷类型。面板的设计包括面板的单双向确定，施工期和使用期分别按简支板、连续板计算，板的吊运计算。纵梁按五跨连续梁计算，主要荷载来自门机，利用影响线的方法，将门机荷载的作用情况组合在一起，确定最不利的情况，进行配筋及验算。横梁的计算是设计的重点及难点，利用五弯矩方程对不同工况下的荷载作用情况做计算，用最不利情况下的荷载值进行配筋计算。桩的计算主要包括预应力配筋及验算，。整体稳定性的验算，最终计算各项都符合结构的安全性要求。
此次设计是在老师悉心指导下完成的，在此向您表示衷心的感谢！结构设计的计算工作量很大，在计算过程中以手算为主，辅以一些计算软件的校正，鉴于学生水平有限，计算书中还存在不少缺点甚至错误，敬请老师批评和指正。

第二章 设计背景
2.1工程概述
工程名称：北仑港多用途码头工程
工程地址：本工程位于浙江宁波北仑港
工程规模：拟建一个5000吨级多用途杂货泊位。预计年吞吐量为矿建材料80万吨，泊位利用率60%。
2.2设计原则
总体设计符合国家、地方经济发展规划和总体部署，遵循国家和行业有关工程建设法规、政策和规定。
结合国情，采用成熟的技术、设备和材料，使工程设计安全可靠、使用方便、工程量少、总造价低、施工进度快，获得较好的经济效益和社会效益。
注重工程区域生态环境保护，不占用土地，方便管理，节省投资。
2.3设计依据
设计任务书、相关规范标准、现有港区形势图、《港口与航道工程规范汇编》、《港口规划与平面布置》、《港工建筑物》、《港口工程钢筋混凝土结构设计》等。
2.4设计任务
主要计算平面布置的基本尺寸、结构的基本尺寸和主要构件的内力计算。
1） 码头平面布置及码头结构设计；
2） 根据资料初步设计码头结构断面尺度；
3） 结构计算；
4） 完成设计说明书，计算书；
5）完成施工图
6) 完成配筋图等图纸的绘制。

第三章 设计资料
3.1安全等级
码头机构安全等级为Ⅱ级。
3.2地形条件
北仑区位处浙江省陆地最东端，地理坐标介于北纬29°44′至30°00′，东经121°38′45″至121°10′23″之间。区廓呈长方形，由西北向东南倾斜，东西长52公里（两端最长处），南北宽29公里（两端最宽处），海岸线全长约171.2公里（含大榭岛环岛海岸线21公里）。
3.3水文条件
设计水位
表2-1 设计水位
设计高水位（m）
3.50
设计低水位（m）
0.67
极端高水位（m）
4.95
极端低水位（m）
-0.08

波浪要素

表2-2 码头前沿（五十年一遇）波浪要素表
设计水位（m）
波 要 素
（m）
（m）
（s）
极端高水位
2.4
1.6
4.8
设计高水位
2.4
1.6
4.8
设计低水位
2.3
1.6
4.8
极端低水位
2.3
1.6
4.8

潮流条件
设计流速，流向与码头岸线平行（即=0°）,落潮时流向主要集中出现在120°—130°左右，涨潮时流向主要集中出现在300°—310°左右。
3.4气象条件
3.4.1气温
表3-3 气温
年平均气温（℃）
17.2
极端最高气温（℃）
40.5
极端最低气温（℃）
-5.7

3.4.2降水
多年平均降水量为1341.3mm；多年平均大于等于50mm的降雨日数2.7天；多年平均大于等于25mm的降雨日数12.5天；多年平均大于等于10mm的降雨日数 37.8天。
3.4.3雾况
每年冬春季节早晨多发雾，一般上午10点前消散。年平均雾日38.1天，年最少雾日20天，年最多雾日49天。
3.4.4风况
查《港口工程荷载规范》(JTJ215-98)。
表3-4 各向风速（平均风速、最大风速）及各向风频率统计列表
风向
N
NNE
NE
ENE
E
ESE
SE
SSE
C
最大风速 （m/s)
24
15
19
14
20
20
16
13

平均风速 （m/s)
6.2
5.3
4.6
4.2
4.7
4.4
4.5
4.1

频率（％）
8
4
5
3
6
7
9
6

风向
S
SSW
SW
WSW
W
WNW
NW
NNW

最大风速（m/s）
12
10
9
9
19
19
22
19

平均风速（m/s）
3.3
3.1
3.3
2.7
4.2
7.3
8
6.9

频率（％）
9
7
4
1
3
6
8
7
4

根据

（2-1）
式中，表示港口附近的空旷平坦地面，离地10m高，30年一遇的10min平均最大风速。为基本风压，查表得，m/s。
3.5地质条件
根据钻孔揭露地基土层的成因时代、岩性特征、物理力学性质及埋藏深度等，将勘探深度内的岩土体划分为8个工程地质层组，13个工程地质层。
①2层：淤泥质粉质粘土（mQ43）
褐灰、灰色，流塑，厚层状构造，土质不均一，顶部土质稀软，干强度中等，韧性中等，切面稍有光泽，无摇震反应。本层物理力学性质差，具高压缩性，场地内均有分布，顶板标高-20.65~-0.92m，厚度5.00~7.70m。
②层：淤泥质粉质粘土（mQ42）
灰色，流塑，薄层状或鳞片状，土质不均一，在10号孔局部粉粒含量较高，相变为粘质粉土，干强度中等，韧性中等，切面稍有光泽，无摇震反应。本层物理力学性质差，具高压缩性，场地内均有分布，顶板标高-26.15~-6.87m，厚度4.50~19.90m。
③1层：粉质粘土（mQ41）
灰色，软塑，局部流塑，鳞片状，土质较均一，干强度中等，韧性中等，切面稍有光泽，无摇振反应。本层物理力学性质差，具高压缩性，分布较广，但厚度变化大，顶板标高-35.19~-24.29m，厚度1.50~14.00m。
③2层：粘土（mQ41）
灰色，软塑，局部流塑，鳞片状，土质较均一，干强度高，韧性高，切面稍有光泽，无摇振反应，该层局部为粉质粘土。本层物理力学性质差，具高压缩性，场地内大部有分布，顶板标高-39.41~-21.50m，厚度2.80~16.20m。
④1层：粉质粘土（al-lQ32）
黄绿色，可塑，厚层状，土质不均一，含少量砾砂，干强度中等，韧性中等，切面有光泽，无摇振反应。本层物理力学性质较好，具中等压缩性，场地中部3、8、10号孔有分布，顶板标高-42.07~-36.57m，厚度1.10~2.40m。
④2层：粉质粘土（mQ32）
灰色，软塑，薄层状，沿层面含少量粉砂薄层，土质较均一，干强度中等，韧性中等，切面有光泽，无摇振反应。本层物理力学性质较差，具中等偏高压缩性，场地内均有分布，顶板标高-50.65~-32.80m，厚度7.50~18.90m。
⑤层：含粘性土砾砂、中砂（alQ32）
褐灰、黄褐色，中密，饱和，厚层状，土质不均一，分选性差，砾石多呈次棱角状，粒径一般0.5~2cm，砾含量约15~30%，另含少量碎石，粘性土含量10~15%，1号孔为含性粘土碎石。本层物理力学性质好，具中等偏低压缩性，该层主要分布在场地东部，西部基本上缺失，顶板标高-63.55~-45.00m，厚度0.50~12.00m。
⑥1a层：含粘性土砾砂（al-lQ31）
褐灰色、中密，饱和，厚层状，分选性差，砾石呈次棱角状，粒径一般0.5~2cm，含量约25%，另含少量碎石，粘性土含量10~15%。本层物理力学性质好，具中等偏低压缩性，呈透镜体状零星分布，顶板标高-71.45~-62.370m，厚度0.50~3.20m。
⑥1层：粉质粘土（al-lQ31）
灰绿色，灰兰色，可塑，局部硬塑，厚层状构造，土质不均一，韧性中等，干强度中等，无摇振反应。本层物理力学性质较好，具中等压缩性，场地内广泛分布，仅中部8、9号孔基岩隆起区缺失，顶板标高-68.58~-54.70m，厚度13.50~22.30m。
⑥2层：含粘性土中砂（alQ31）
褐灰色，灰绿色，可塑，中密，厚层状，土质不均一，含较多砾砂，该层7号孔为含碎石粉质粘土，碎石风化呈砂状。本层物理力学性质较好，具中压缩性，场地内仅中部6、7号孔有分布，顶板标高-83.45~-80.20m ，厚度大于4m以上。
⑦层：含粘性土碎石（dl-plQ22）
灰绿色，饱和，中密，厚层状，分选性差，碎石呈次棱角状，粒径一般0.5~4cm，大者达10cm以上，含量约45~80%，余为粘性土，另含少量砂、砾。本层物理力学性质较好，具中等偏低压缩性，场地内仅8、9号孔有分布，顶板标高-62.07~-52.09m，厚度0.30~4.00m。
⑧1层：强风化熔结凝灰岩（J3）
灰绿色，岩性主要为熔结凝灰岩，岩石风化强烈，原岩结构大部被破坏，岩芯呈碎块、碎石状，局部呈砂状。节理裂隙很发育，岩体基本质量等级属IV级。本层物理力学性质好，场地内仅8号孔有揭露，顶板标高-66.07m，揭示厚度0.40m。
⑧2层：中风化熔结凝灰岩（J3）
灰紫、灰绿色，岩性主要为熔结凝灰岩、凝灰质结构，块状构造，节理裂隙较发育，裂面见铁锰质渲染，岩石致密坚硬，属硬质岩类，力学性质好，岩体基本质量等级属III级。

本工程采用高桩码头设计。
3.6泥沙条件
深水贴岸、港域受控于落潮流且掩护条件好、近岸水体含沙量高。
3.7地震条件
根据我国《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001）及浙江省地震分布图的说明，划定本地区地震烈度为6度，按“水运工程抗震设计规范”（JTJ-225-98）的规定，对于小于等于6度的建筑物可不进行抗震设计。
3.8荷载条件
（1）码头面均布荷载
码头前沿均布荷载标准值为20kPa，前方堆场均布荷载标准值为40kPa。
（2）门机荷载
轨距／基距：10.5m／10.5m ；每腿轮数：6个/腿；轮距：0.8m；最大轮压：250KN。垂直、平行于轨道的水平力按轮压的10%考虑。
（3）码头流动机械荷载
(a) 120KN牵引100KN平板车，重载行驶。
3.9施工条件
本工程现场水域开阔，后方沿岸的公路畅通，水陆交通条件较好，本工程施工所需各种材料、构件、机具等可由水陆结合运至现场。所在地区目前已建有十分完善的水工混凝土构件预制基地、海上施工供应基地等设施，可以为本工程施工提供必要的服务。
本地区驻有大批的专业化海上工程施工队伍，具有丰富的施工经验和较完善的施工设备，对本工程的施工环境、条件等比较熟悉，为工程的施工提供了可靠的保证。

第四章 设计成果
4.1总体设计成果
该工程为北仑港多用途件杂货码头设计5000DWT散杂货船。
4.2结构方案成果
简要说明自己所设计的港口码头的结构方案（结构型式、结构构造及尺度）、结构安全度、主要作用（荷载）等。
4.3施工图设计成果
介绍主要构件的计算图式、主要技术参数（强度、刚度等）、内力计算方法、计算成果（稳定性、强度验算、抗裂验算）、施工图。

4.4关键性技术要求
在工程的施工顺序、施工计划安排及重要工序的施工方法、技术要求和质量控制等都需要参照有关施工规范进行施工。一些细部结构如变形缝和纵、横梁接缝处的施工一定要严格按照规范要求施工，在沉桩时要严格控制桩的竖向偏差，要符合设计要求（不大于1%）。

4.1总平面设计
总平面设计主要包括，工程规模的确定，主要水工建筑物的总体尺度，生产作业工艺设计，平面布置方案。
不同的工程其具体的设计内容也不同。港口工程：水域布置及尺度（港外水域，如进港航道、港外锚地；港内水域，如港内航道、船舶转头水域、港内锚地、船舶制动水域、船舶回旋水域、港池、码头前水域；导航助航标志；防波堤），码头布置及尺度（码头水工建筑物、前方作业地带、仓库、堆场和连接通道），陆域布置及尺度（仓储、集疏运、生产生活辅助设施等），装卸作业工艺设计（选择装卸作业机械化系统→确定合理的工艺流程→配备装卸作业系统基本要素，如操作人员、库场以及各种附属设施）。
4.2布置原则
1）平面布置应以港口发展规划为基础，合理利用自然条件、远近结合和合理分区，并应留有综合开发的余地。各类码头的布置既应避免相互于扰，也应相对集中，以便于综合利用港口设施和集疏运系统。
2）新建港区的布置应与原有港区相协调，并有利于原有港区的攻造，同时应减少建设过程中对原有港区生产的于扰。
3）港口平面布置，应力求各组成部分之间的协调配合，有利于安全生产和方便船舶及物流运转。
4）平面设计应考虑方便施工，并根据建设条件，注意施工场地的安排。
5）港口建设应考虑港口水域交通管理的必要设施，并应留有口岸检查和检验设施布置的适当位置。
4.3设计船型
　　设计船型为5000吨级件杂货船。
　　船长：L=112m；型宽：B=17m；型深：H=9.2m；满载吃水：T=7.0m。
4.4作业条件
一般5000吨级海港码头要求：允许波高h%4≤0.8m（顺浪），h%4≤0.6m（横浪）允许风力≤6级，平均≥10mm的降雨日数37.8天，年平均雾日3.1天。
按上述作业标准，扣除重叠因素，确定码头作业天数为289天，堆场作业天数365天，作业班制为三班制。
4.5装卸工艺
4.5.1装卸工艺设计原则
1） 装卸工艺方案除应满足物料吞吐量的要求外，还要考虑到装卸工艺的先进性，合理性及环保要求；
2） 装卸设备选型以国内技术性能先进，设备省，通用性强，操作安全可靠及维修方便的机型，同时要考虑发展需要，统筹兼顾。
3） 装卸工艺流程应流畅实用，减少操作环节及劳动强度保障装卸作业安全，先进，合理，行之有效。操作环节尽量减少的工艺流程；
4.5.2装卸工艺选型
装卸设备的选型主要是依据年吞吐量，装卸货种及设计船型等因数进行，本项目建一个5000吨级多用途杂货泊位，码头设计年吞吐量为矿建材料80万吨。
泊位前沿装备俩台门座起重机进行件杂货的装卸作业，轨距10.5m，最大幅度25m，最大起重量10t，支腿纵距10.5m，自重145t，门座起重机的起升高度，满足最大到港最大散货船舶空载设计水位和满载设计低水位时全部散货的装卸作业，并且都能满足其他各方面的设计最低要求。
件杂货水平作业流动机械采用牵引车、平板车，堆场库场采用叉车轮式起重机等起重机械进行作业。
4.5.3装卸工艺流程
件杂货：船←→门式起重机←→（临时堆场←→轮胎起重机或叉车）←→牵引平板车←→轮 胎吊或叉车←→堆场
堆场←→轮胎吊（叉车）←→汽车←→货主
4.5.4泊位年通过能力
1件杂货泊位：
式中 T 年日历天数，取365;
G 一一设计船型的实际载货量( t) ;取。
一一装卸一艘设计船型所需的时间(h) ;取。
一一 昼夜小时数，取24h;
一一昼夜非生产时间之和(h)，包括工间休息、吃饭及交
接班时间，应根据各港实际情况确定，取4h。
一一泊位利用率;取60%。
一一船舶的装卸辅助作业、技术作业时间以及船舶靠离舶时间之和(h)，取4h。
计算得：
由上可知：
泊位通过能力为90.62万吨，吞吐量为：80万吨，
4.5.5堆场，仓库面积
件杂货堆场面积：
A一一堆场总面积（）;
E一一仓库或堆场所需容量(t) ；
一一堆场总面积利用率，取75%；
q一一单位有效面积的货物的堆存量，取
一一年货运量(t) ;
一一仓库或堆场不平衡系数；取1.45；
一一 货物最大人仓库或堆场百分比(%) ，取100%；
一一仓库或堆场年营运天(d) ，取360d；
一一货物在仓库或堆场的平均堆存期(d)，取12天；
一一 堆场容积利用系数，对件杂货取1. 0。
计算得：；
。
4.6水域及码头尺度
根据历史资料和地形、水深、地质地貌、水文气象测验资料分析，北仑港建港条件良好，全年不冻，平均风速不大，常风向和暴风向为西北和东北，波浪以风浪为主，只在台风时涌浪较大，但由于受岛屿和地形影响，平时港内风浪不大，根据资料确定港外不设防波提，但在风浪大时船舶老离开码头。
4.6.1码头泊位长度
码头泊位长度应满足船舶安全靠离岸作业和系缆的要求，其单个泊位长度按下式确定：
=L+2d
式中一一码头泊位长度(m);
L 设计船长(m);
d一一富裕长度(m)
富裕长度d根据船长L=112m，按规定取12～15m，所以单个泊位长度为：124m～127m
取码头长度为127m。
4.6.2码头前沿高程
1）设计水深：

式中D一一码头前沿设计水深（m）
T 设计船型满载吃水，取7.0m ；
龙骨下最小富裕深度(m) ，取0.3m；
一一波浪富裕深度（m），当计算结果为负值时，取；
K 系数，取0.3;
H4% 码头前允许停泊的波高(m) ，波列累积频率为4%的波高，根据当地波浪和港口条件确定；
Z3一一船舶因配载不均匀而增加的船尾吃水值(m) ，杂货船可不计；
Z4一一备淤富裕深度，取0.4m；
计算得：D=7.0+0+0+0.4=7.4（m）
2） 码头顶高程
码头顶高程由码头设计高水位加超高确定，码头设计高水位为3.5m，超高值一般取1.0~1.5m
因此：码头顶高程=3.5+（1.0~1.5）=4.5~5.0m
综合其他因素取定5.00m
3） 码头前沿底高程
码头前沿底高程由设计低水位加设计水深确定，设计低水位为0.67m，
因此：码头前沿底高程=0.67-7.4=-6.73m
4.6.3码头前沿停泊水域尺度
码头前沿停泊水域宽度取2倍设计船型宽度

码头前沿停泊水域深度为设计水深，底高程取码头前沿底高程。
4.6.4码头前沿回旋水域尺度
船舶回旋水域宜布置在码头附近，且应有足够的水深和水域面积。
回旋水域长直径取：
回旋水域短直径取：
4.6.5进港航道尺度
码头为顺岸式布置且靠近主航道，布置在回旋水域后，无需单独设立进港航道。
4.7陆域总平面布置
陆域总宽度200m，纵深300m，俩条主干路线，主干道宽20m，港口各主要路线交叉口设置18m的转弯半径，综合理论计算和实际场地情况实地设置件杂货堆场库场共（28650），其中堆场（21600），库场（7050），另根据需要设置流动机械库、工具发放库、加油站、停车场所、配电所、供水调节站、食堂及锅炉房等。

第五章 结构选型
5.1结构型式
本工算例用钢筋混凝土高桩梁板式结构形式（见图5.1.1），码头结构由前桩台、后桩台和接岸结构组成，码头总长127m总宽设置为40.75m，前方承台宽13.75m，后方承台宽27m，前方承台的板、梁为预应力钢筋混凝土连续结构，后方承台为预应力钢筋混凝土简支梁板结构，桩基为的预应力钢筋混凝土空心桩，排架间距为7m。
承台式高桩码头的上部结构主要由水平承台、胸墙和靠船构件组成，承台上面回填砂、石料。但由于其自重大，桩多而密；现浇混凝土工作量大，故该码头不宜采用。
对于无梁板式高桩码头其上部结构主要由面板、桩帽和靠船构件组成。其面板系点支撑，受力情况不明确；面板为双向板，实现双向预应力较难，只能采用非预应力；跨度不宜太大，桩的承载力往往不能充分的发挥；由于面板位置较高，使靠船构件的悬臂长度增长；桩的自由长度增大，对结构整体刚度和桩的耐久性不利。由于该码头的竖向荷载较大，故不宜采用此结构。
梁板式高桩码头上部结构主要由面板、纵梁、横梁、桩帽和靠船构件组成。码头承台上的堆货荷载和流动机械荷载通过面板传递给纵梁和横梁，各构件受力明确；横向排架跨度大，桩的承载力能够充分发挥；装配程度高，施工速度快；适用于荷载较大且复杂的大型码头。

图5.1.1
5.2结构布置
参考教材《港口水工建筑物》“4.3高桩码头建筑物的结构布置”。
码头结构主要包括面层、面板、纵梁、横梁、桩帽、基桩、靠船构件、系船设备等。
5.2.1码头结构的宽度
该码头为宽桩台高桩码头，宽桩台码头的上部结构总宽度度主要取决于码头前沿线和码头后方挡土结构的位置与码头前水深、岸坡的稳定性、码头的使用和施工要求有关。考虑到结构总宽度内作用的荷载性质和大小的不同，用纵缝将结构分为前后两部分——前方桩台和后方桩台。前方桩台的宽度一般采用码头前沿地带的宽度，该码头取13.75m；后方桩台宽度取27m。
5.2.2结构沿码头长度方向的分段
为了避免在结构中产生过大的变形应力，应沿码头长度方向进行分段，设置变形缝。变形缝的宽度一般采用20~30mm。变形缝内采用泡沫塑料等柔性材料填充，以保证结构自由伸缩。根据要求该码头的变形缝采用悬臂梁式，悬臂长2.0m；每个泊位沿长度方向分为2段，每段长64m；其中横向排架间距7m，每段码头9根横向排架。
5.2.3横向排架中桩的布置
横向排架中桩的数目和布置决定于桩台的宽度和码头荷载。该码头的桩属于摩擦桩，为了充分发挥单桩的承载力，桩台桩与桩的中心距取5.25m；考虑到有船舶荷载撞击力的作用，在横向排架布置一组叉桩，在海侧门机轨道梁下布置双直桩，陆侧门机轨道梁下布置叉桩；海侧轨道梁距码头前沿2.0m。前后方桩台接缝处横梁悬臂1.25m；后方桩台悬臂1.28m。叉桩坡度为3︰1；横向排架中的斜桩在设计施工时应在平面内扭转15°。
5.2.4横向排架的间距和桩的纵向布置
横向排架间距的选择与码头上的荷载和基桩的承载能力有很大关系。为了发挥桩基的承载能力，综合分析比较前、后方桩台的排架间距取7.0m；沿码头长度方向上没有布置纵向叉桩和半叉桩。
5.2.5靠船构件的布置
靠船构件主要承受船舶的水平撞击力。在每一个横向排架正前方都布置一个靠船构件，避免船舶直接作用在码头结构物上而破坏码头前沿的辅助设施。
5.3构造尺度
5.3.1桩
桩选用预应力混凝土空心方桩650mm×650mm，空心直径300mm。桩长28m，沿长度方向分为三部分：桩头段、桩腰段和桩尖段。桩头段和桩尖段受打桩震动影响较大，箍筋应适当加密。为防止桩头被打碎，桩顶应加设3—5层钢筋网。为了便于打入桩尖应做成楔形，桩尖差长度取900mm
5.3.2桩帽
　　桩帽采用现浇钢筋混凝土，平面形状为方形。双桩桩帽取2600mm×1500mm，单桩桩帽取1350mm×1350mm。。
5.3.3横梁
　　横梁是梁板式高桩码头的主要受力构件，作用在码头上的几乎所有荷载都是通过它传给桩基，受力比较复杂。前方桩台横梁采用连续梁，后方桩台横梁采用简支梁。结构形式为叠合梁下部分为预制梁、上部分为现浇梁。
5.3.4纵梁
考虑到码头的整体稳定性，纵梁采用连续梁。结构形式为叠合梁，下部分为预制梁、上部分为现浇梁。其布置在装斜桥轨道下面。
5.3.5面板
　　面板采用预制实心面板，板厚500mm。如图5.3.5

图5.3.5
5.3.6靠船构件
　　为固定缓冲设备（护木或橡胶护舷）而设置的，选择悬臂板式。由悬臂板、胸墙板和水平纵梁三部分组成。
5.4作用分析
　　参考设计任务书、高桩码头设计与施工规范（JTJ 291-98）“3.1”和“3.2”、《港口工程荷载规范》（JTJ215-98）。
　　地震作用参考水运工程抗震设计规范（JTJ225-98）。
　　计算所有作用在结构上的荷载作用标准值，一般包括自重、土压、水压、波浪、水流、地震以及使用荷载（船舶荷载、机械荷载）等。
　　尤其注意：为了搞清标准值、组合值、准永久值、作用、作用效应、效应组合等概念，建议详细看明白港口工程荷载规范（JTJ215-98）的“3 作用的分类及组合”。
　　量值随时间的变化与平均值相比可以忽略的作用。如结构自重力、预加应力、土重力及由永久作用引起的土压力、固定设备重力、固定水位的静水压力及浮托力等。
高桩码头各部位混凝土强度等级参考高桩码头设计与施工规范（JTJ 291-98）“3.1.9”。
土压力标准值的计算参考重力式码头设计与施工规范（JTJ290-98）“3.5”。
量值随时间的变化与平均值相比不可忽略的作用。包括堆货、起重和运输机械荷载、汽车、铁路、缆车、人群、船舶、风、浪、水流、施工荷载、可变作用引起的土压力。本设计主要考虑以下几项：