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江苏科技大学
本 科 毕 业 设 计（论文）
学 院
专 业 港口航道与海岸工程
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六月
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目录 1
第一章 绪论 1
1.1我国港口码头发展概况 1
1.2论文背景和研究意义 1
1.2.1论文背景 1
1.2.2研究意义 2
1.3国内外现状 3
1.3.1国内现状 3
1.3.2国外现状 3
1.4我国港口发展存在的问题 4
第二章 设计资料 5
2.1营运资料 5
2.2自然条件 5
2.3施工条件及材料供应情况 6
第三章 码头总体平面图设计 7
3.1总体布局 7
3.1.1泊位数拟定 7
3.1.2设计船型尺寸 8
3.1.3泊位长度拟定 8
3.1.4码头前沿高程拟定 9
3.1.5码头前沿设计水深 9
3.1.6码头前的地面高程 10
3.1.7码头前沿停泊水域及船舶回旋水域 10
3.1.8码头装卸机械的选择 10
3.1.9库场面积的拟定 11
3.1.10平面布置 12
3.2码头结构方案设计 12
3.2.1结构方案 12
3.2.2结构总尺度的拟定。 12
第四章 码头荷载 13
4.1自重荷载 13
4.2堆货和人群荷载 14
4.2.1堆货荷载 14
4.2.2人群荷载 14
4.3船舶荷载 14
4.3.1作用于船舶上的风荷载 14
4.3.2作用于船舶上的水流力 15
4.3.3系缆力 16
4.3.4挤靠力 17
4.3.5撞击力 17
第五章 面板计算 17
5.1计算原则及其尺寸拟定 17
5.2计算跨度 18
5.2.1简支板 18
5.2.2连续板 19
5.3作用 19
5.3.1永久作用 19
5.3.2可变荷载 19
5.3.4作用效应分析 20
5.3.5作用效应组合 23
5.4配筋计算 24
5.4.1长跨跨中配筋 25
5.4.2长跨方向支座配筋 25
5.4.3短跨跨中配筋 26
5.4.4短跨方向支座配筋 26
5.5面板弯矩作用的裂缝验算 26
5.5.1 长跨方向正弯矩作用的裂缝验算 27
5.5.2 短跨方向正弯矩作用的裂缝验算 28
第六章 纵梁计算 28
6.1 计算原则 28
6.1.1施工期 28
6.1.2使用期 28
6.2 计算跨度 28
6.3 作用 28
6.3.1永久作用 28
6.3.2可变作用 29
6.4 作用效应分析 29
6.4.1永久作用标准值产生的作用效应 29
第一章 绪论
1.1我国港口码头发展概况
早在1973 年,针对当时我国港口不适应对外经济贸易需要的情况,周恩来总理发出了“三年改变港口面貌”的号召,港口建设提上国家议事日程。通过几年建设,到1980 年,全国沿海港口生产性泊位达成327 个,其中万吨级以上泊位142个,码头岸线长度7 万余米,综合通过能力212 亿吨。但港口发展状况仍然严重滞后,港口通过能力局限性,压船、压货和压港现象经常发生。1981 年到1985 年曾连续三次发生港口严重堵塞。一时间港口成了制约国民经济和对外贸易发展的“瓶颈”。为改变这种状况,国家加大了对港口建设的投入,1980 年以后的5 年间,在沿海先后建设深水泊位54 个,新增能力1 亿吨,建成了一批5 万吨级、10 万吨级的石油、煤炭、矿石专用码头和3 万吨级的集装箱码头。在长江上也建设和改造了一批码头泊位。80 年代末期,交通部根据我国能源和外贸运送的需要,提出了重要针对解决煤炭、矿石、集装箱和客货滚装运送需要的沿海运送系统发展规划。通过10 年奋斗,一大批现代化的煤炭、石油、矿石、粮食和集装箱专业码头相继建成投产,逐步形成大中小港口合理搭配和互相补充、专业与通用泊位配套齐全的全国港口网格局,从而基本缓解了现阶段港口码头能力紧张的状况。
1.2论文背景和研究意义
1.2.1论文背景
党的十六大提出了全面建设小康社会、加速社会主义现代化建设的宏伟奋斗目的，根据目的规定，到2023年全国国内生产总值（GDP）将实现翻两番，人均GDP达成3000美元，2023平均增长速度约为7.18%。进入新的历史发展阶段，我国无论是东部沿海发达地区还是中西部欠发达地区都呈现出新一轮加速发展的态势。
改革开放三十年来，江苏港口从落后的装卸码头，发展成为国家重要海港区，成为长三角地区现代化的港口群，拥有五个国家级沿海重要港口和两个内河重要港口。江苏港口从简朴的装卸堆存功能，发展成为集装卸、仓储、贸易、加工、物流等多种功能于一体的综合交通运送体系的枢纽，成为江苏社会、经济发展的重要战略支撑，成为长江三角洲地区乃至全国重要的海运通道。江苏港口的国际地位初步确立、形象充足展示、作用日益发挥。
在2023年，镇江市港口吞吐量达成1.005亿吨，其中沿江港口吞吐量8700万吨，运河及其他内河港吞吐量1350万吨。镇江地处长江和大运河两条黄金水道的十字交汇处，中国十字水系的中转联运枢纽，拥有长江自然岸线270公里，其中深水岸线87公里。在近年来，港口经济在区域经济发展中的辐射、集聚、拉动作用日益凸显，镇江已形成港区建设与沿江开发互相促进、城市与港口互为依托、港城一体化发展的良好态势。目前，全市75%的经济总量集中在沿江临港，已经在镇江落户的3000余家外资公司，累计到位外资95亿美元，其中80%的外资项目落户在沿江临港。镇江沿江临港发展哺育了一批国内外知名龙头公司和优势产品，形成了化工、造纸、建材、机械等主导临港产业和五个省级经济技术开发区。港口已成为促进镇江产业升级和结构调整的重要支撑，成为镇江最大的品牌和优势之一。
1.2.2研究意义
作为港口，对于城市经济的发展、区域经济的发展都起着非常重要的作用。全球35个国际化的城市，其中有31个是由于有港口而发展起来的国际化的城市。前10名的城市几乎都是港口城市。全球财富的50%集中在沿海港口城市。
从历史演变的过程来看。港口一方面是交通的枢纽，是各种交通工具转换的中心，这样大量的货品聚集在这里，拉动经济的发展。同时，港口周边地区又发展加工工业，带动了工业的发展。再后来是第三代港口，又促进了国际贸易的发展，一些代理的行业，物流也发展起来了。现在已经发展到第四代港口，是全球资源配置的枢纽，由于当前的一个国际发展的重要趋势是全球化，全球化的趋势就是资源在全球范围内的流动与资源在全球的共享，在这样的情况下，资源在全球范围内流动，就要靠海运来支撑，由于海运的运量最大，效率最高，成本最低。在港口周边就变成了资源配置的枢纽。因此，在区域经济发展中，港口对于整合各种生产要素，发展各种产业集群具有非常重要的意义。
1.3国内外现状
1.3.1国内现状
建国以来,特别是在改革开放以后,我国的港口事业得到了迅速发展,基本扭转了过去长期与国民经济发展不相适应的被动局面,港口在国民经济建设中的地位和作用进一步增强,在国际上的竞争力也不断提高,无论港口码头的技术装备情况,还是港口管理水平和生产经营情况都发生了历史巨变,取得了令世人瞩目的成就,缩短了与发达国家的差距。
目前,我国吞吐量超过万吨的港口有2023 余个,其中对外开放港口130 多个;全国沿海和长江55 个重要港口拥有码头泊位1446 个,岸线长度51 万米,万吨级以上深水泊位490个。全国港口年接纳来自世界上100 多个国家和地区的船舶36000 多艘次。我国现在已有涉及集装箱、煤炭、散粮、矿石、石油、化学品等在内的各种专用码头和泊位。1998 年全国重要港口完毕吞吐量1115 亿吨,比上年增长414 %;其中外贸货品吞吐量由于受亚洲金融危机影响,仅完毕316 亿吨,比上年下降718 %。全国港口集装箱完毕吞吐量1300 万TEU ,比上年增长21 % ,已连续12 年保持20 %以上的增长速度,上海港国际集装箱吞吐量已跻身世界10 大港行列。我国大陆港口开辟的国际集装箱班轮航线有140 条、每月航班2500 个,在现阶段基本满足了我国外贸运送的需要。
1.3.2国外现状
目前, 世界大型港口在各国国民经济和世界经济发展中日益发挥着越来越重要的作用。在国外，以美国为例。三百数年来, 美国的海港和河港一直是居民, 贸易, 工业和经济发展的中心。它们集散禾装卸了大量货品, 是美国现代文明的生命线。美国现在的港口体制基本上是联邦政府和地方之间长期存在的合作关系。联邦政府重要是装备和维护导航设备和航道, 而地方, 州和私人公司则重要是建造和经营码头设施。目前, 随肴形势的发展, 这种合作关系已扩大到灵活战略方面, 涉及港口作业和港口设施的安全防卫, 以及在国际贸易上防止出现损害港口竞争能力的事件。在美国, 不管是河港或海港, 公营码头和私营码头都是在同一个港内, 只有少数是例外的。通常, 件杂货码头为公营港务局所有, 它与地方或州政府成为一体, 而散货码头, 如煤, 粮食, 矿石及石油等码头, 则重要为私人公司所有。
1.4我国港口发展存在的问题
改革开放以来，沿海港口建设步伐加快，在总量规模不断扩大的同时，港口结构发生了重大变化。以主枢纽港为核心、地区重要港口为骨干、其他中小港口适当发展的层次格局初步形成；环渤海地区、长江三角洲和珠江三角洲地区初步形成港口群体；一批专业化大型散货码头和集装箱码头建成，促进了煤炭、原油和铁矿石运送系统以及集装箱干支运送网络的发展。但是，沿海港口不可避免地存在着各种问题，目前最为突出的是结构性问题，重要反映在港口基础设施结构性矛盾突出、港口功能结构不适应经济发展的需求等。
一是公用码头吞吐能力局限性，特别是主枢纽港公用码头超负荷运转；二是深水泊位比例低，大型专业化深水码头短缺，特别是外贸原油和铁矿石码头明显局限性，远不能满足我国加大战略性资源进口的需要；三是集装箱码头建设滞后，特别是能接纳第四代以上集装箱船的码头能力严重局限性，且未形成大、中、小码头互相配套衔接，干线港、支线港和喂给港互相协调发展的现代化集装箱运送系统，一些港口的集疏运系统影响港口功能的发挥；四是国家对港口技术改造缺少政策扶持；五是老港区码头改造和港口功能调整的问题突出，初期建设的杂货码头吨级偏小、装备陈旧落后；六是一些老港区位于闹市区，不仅限制了港区货品装卸功能的发挥，并且带来了交通拥挤和环境污染等问题；七是长江、珠江出海航道以及沿海主枢纽港进出港航道条件不适应海运船舶大型化的需要；八是货主码头的建设尚未形成规模，缺少同类货主之间、货主与港口之间的有效衔接，货主码头运用率偏低；九是除大型电厂、冶金和石化公司拥有专用泊位外，大量公司依靠公用码头，尚未形成成片开发的临港工业港区；十是沿海港口市场环境发生较大变化，港口功能难以适应发展需要。
总之，一些问题是港口发展过程中出现的，一些是外部环境影响所导致的，一些则是来自历史的沉淀。但无论如何，这些都是实现港口现代化迫切需要解决的问题。
第二章 设计资料
2.1营运资料
（1）、货种：
进口货种重要为钢材、设备等，出口为水泥、化肥和轻工产品等，其中部分货品采用集装箱运送，年货运量为200万吨。
（2）、设计船型：
本码头设计的代表船型，以50000吨级杂货船为主，并且考虑兼顾5000～10000吨散货轮的停靠使用。同时规定上述船型在枯水期也可以进行正常停靠作业。
（3）、机型：
新建码头所需增长的各种装卸、运送机械，均可向国内各港机厂订货。
2.2自然条件
（1）水文
①水位特性值 (黄海高程):
该港位于长江下游，水位变化受入海口潮汐和长江枯水的影响，但以潮汐影响为主，潮型为不规则半日潮，跟据对实测潮位的记录分析，其特性水位如下：
设计高水位：4.50米
设计低水位：1.60米
极端高水位：5.78米
极端低水位：0.42米
②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）地形
港区陆域平坦，已建少量库场，后方土地富余。地面高程一般在6.00～6.03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。
（3）地质资料
本区属冲积平原。根据对港区的钻孔堪测，土层变化基本一致，各分层如下：
I.淤泥质亚粘土：灰黄色~灰褐色，局部夹薄层、粉砂、云母和腐植质等，土质自上而下由流态至极软状态，呈饱和高压缩性状。
II.粉砂：青灰色~灰色，夹薄层亚粘土和贝壳碎片等，土质呈稍密~中密状。
III.亚粘土：灰色，夹薄层粉细砂，但以亚粘土为主，土质呈软塑状。
IV.粉细砂：灰色，夹少量零碎壮贝壳、云母碎片等，局部夹少量亚粘土，土质呈中密~紧密状。
V.亚粘土夹粉细砂：灰色~灰褐色，夹薄层粉细砂，但以亚粘土为主，水平与垂直向岩相变化较大，土质呈软塑~可塑状。
（4）地震烈度
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。
（5）气象
①气温
历年35摄氏度以上天数，年平均7天，历年0度以下的天数，年平均21天。
②降水
年最大降雨量1518毫米，年最小降雨量561毫米，年平均降雨量965毫米，10毫米/小时以上的中雨和大雨天数，年平均15天。
③风
常风向为东南和东风，出现频率为12%和8%，春夏二季多东风和东南风，东秋二季多北风和东北风。实测最大风速33.1米/秒。大于7级的大风天，年平均21天。
④雾
能见度<1000米的雾日，年平均8天。一般是晨雾，重要出现在12月、1月、2月。
2.3施工条件及材料供应情况
(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，特别对装配式码头结构的施工经验丰富。具有陆上、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。
(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，也重要依靠驳船运来工地。
第三章 码头总体平面图设计
本码头设计的代表船型，以50000吨级杂货船为主，考虑到船舶为大吨位船舶，大多是海运而来，所以拟本码头按相应的海港规范进行设计。
3.1总体布局
3.1.1泊位数拟定
（1）泊位数计算，应根据码头作业量，按泊位的专业性质、船型等情况分别进行计算。
（3-1）
式中：N——泊位数；
Q——码头作业量（t），他是指通过码头装卸的货品量，包过外挡作业量，其根据设计吞吐量和操作过程拟定；
Pt——1个泊位的年通过能力。
（2）泊位通过能力估算
式中：Ty——泊位年营运天；
tz——，装卸一艘船所需的时间；
G——船舶的实际载货量（t）；
p——设计的船时效率（t/h），
Σt——昼夜非生产时间之和（h），取3h；
ρ——泊位运用率；
t f——船舶的装卸辅助作业、技术作业时间及船舶靠离时间之和（h）。
取Ty =280，tz=96h，G=50000t，ρ=0.7，Σ t=3h，tf=6h，则计算得：
Pt=3940740t
则N=2023000/3940740=0.5075个
即一个泊位满足条件
3.1.2设计船型尺寸
根据《海港工程设计手册》表1-8-4-2、表1-8-4-9，设计船型尺寸拟定如下：
设计船型尺寸 表 3.1
船型
船舶吨级DWT（t）
设计船型尺寸（m）
总长（L）
型宽（B）
型深（H）
满载（T）
杂货船
50000
220
31.5
17.5
12.5
散货轮
10000
150
20
11.0
8.5
注：50000吨级杂货船尺寸综合参考日本《港口设施技术标准》建议的标准船型。
3.1.3泊位长度拟定
码头泊位长度的拟定，应满足船舶安全靠离作业和系揽的规定。对有掩护港口的通用码头，其单个泊位拟定可按下计算：
L =L1+2d （2-2）
式中：L——码头泊位长度（m）；
L1—— 设计船舶长度(m)；
D——富裕长度(m)。
按照《海港总平面设计规范》表4.3.6规定220m船长选择富裕长度为25m
所以：
L =220+2×25=270m
3.1.4码头前沿高程拟定
按照《海港总平面设计规范》表4.3.3规定
B=B 1+D （2-3）
式中：B——码头前沿设计高程；
B1——设计水位；
D——超高值（基本标准1.0~1.5，复核标准0~0.5）。
基本标准：B=4.5+(1.0~1.5)=5.5~6.0m
复核标准：B=5.78+(0~0.5)=5.78~6.28m
所以码头前沿高程选择6.0m
3.1.5码头前沿设计水深
码头前沿设计水深是指设计低水位以下的保证设计船型尺寸在满载吃水情况下安全停靠的水深。
按照《海港总平面设计规范》公式4.3.5-1：
D=T+Z 1+ Z2 +Z3 +Z4 ； （2-4）
公式4.3.5-2：
Z2 =KH –Z1 （2-5）
式中，D ——码头前沿设计水深（m）；
T——设计船型满载吃水（m）；
Z1——龙骨下最小富裕深度（m）；
Z2——波浪富裕深度，当结果为负值时取Z =0（m）；
K——系数，顺浪取0.3，横浪取0.5；
H4%——码头前允许停泊的波高（m），波列累积频率为4%的波高；
Z3——船舶因装载不均匀而增长的船尾吃水值（m）；
Z4——备於深度（m）。
设计船型五万吨级杂货船满载吃水为T=12.5m
按照《海港总平面设计规范》表4.3.5取Z 1=0.3m
由于不考虑波浪影响，所以Z2 =0m
按照《海港总平面设计规范》取Z3 =0.15m
因港址微冲不淤，取Z4 =0.4m
所以：
D=12.5+0.30+0+0.15+0.4=13.35m
3.1.6码头前的地面高程
根据资料得出寸滩集装箱码头极端低水位为：0.42m。考虑船舶在枯水期能正常作业，则：
码头前沿设计河底高程=极端低水位-码头前沿设计水深
=0.42-13.35 =-12.93m
码头前沿设计河底高程取为-12.9m。
3.1.7码头前沿停泊水域及船舶回旋水域
（1）码头前沿停泊水域宽度
根据《海港总平面设计规范》（4.2.4）拟定码头前沿停泊水域宽度按2倍设计船宽考虑。船宽B=31.5m，码头前沿停泊水域宽度B1=2×31.5=63m
（2）船舶的回旋水域尺度
根据《海港总平面设计规范》（表4.2.3）拟定有掩护的回旋水域直径按2倍设计船长考虑，船长L=220m
回旋水域的直径为2×220=440m
考虑远期发展集装箱泊位，回旋水域的直径为2×250=500m
3.1.8码头装卸机械的选择
根据《港口工程荷载规范》，考虑钢材、备起为重件，重运送机械选用Mh-6-25，其参数如下：
最大起重量25t；
最大幅度30m；
自重340t；
轨矩10.5m；
支腿纵距10.5m；
荷载250kN。
根据《港口工程荷载规范》 附录D ： 选用国产50t平板车，其参数如下：
自重16t；
载重量 50t；
总重力660kN；
车轴数4个；
轴荷载；
纵向轴距1.24+5.5+1.24m；
每个车轴的车轮数目8个；
车轮横向中距=2.4m；
每个车轮着地宽度及长度m。
3.1.9库场面积的拟定
杂货仓库（堆场）所需容量按下式计算：
式中：E——仓库（堆场）所需容量（t）;
Qh——年货运量（h）;
KBK——库（场）不平衡系数；
Hmax——月最大货品堆存吨天（td）；
——月平均货品堆存吨天（td）；
Kr——货品最大入仓库或堆场比例（%）；
Tyk——仓库或堆场年营运天（d），取350~365d；
tdc——货品在仓库或堆场的平均堆存期（d）；
αK——堆场容积运用系数，堆件杂取1.0；对散货取0.7~0.9。
根据《海港总平面设计规范》，上述各参数取值如下：
Qh =200万， KBK =1.20， Kr =100%， Tyk =355天，tdc =10天，αK=1.0
则：
m
根据《海港总平面设计规范》（5.8.10）件杂货仓库或堆场总面积可按下式计算；
式中：A——仓库或堆场的总面积（m2）；
q——单位或有效面积的货品的堆存量（t/m2）；
KK——仓库或堆场总面积运用率，为有效面积占总面积的比例（%）
根据《海港总平面设计规范》，上述各参数取值如下：
q=2.5t/m2，KK=70%
则：
m2
3.1.10平面布置
3.2码头结构方案设计
3.2.1结构方案
重力式、板桩式和高桩式是码头结构的重要形式。重力式一般合用于较好的地基；板桩式合用于所有板桩可沉入的地基，但板桩是薄壁结构，抗弯能力有限，一般合用于万吨级以下的码头；高桩式一般合用于软地基，对于表层由近代沉积土组成，硬土层位置较低的地基，目前高桩码头几乎是唯一可行的结构形式。根据本地地质条件的特点，码头采用高桩结构形式，根据本地的水位差和荷载条件，码头上都采用梁板式结构形式。
码头结构系缆力和撞击力都较大，码头承受水平荷载大，所以在基桩布置中采用“双插桩”设计方案，码头断面结构图如图所示。
3.2.2结构总尺度的拟定。
（1）结构宽度：
根据装卸工艺，拟定码头结构的总宽度为53.1m。其中，前方桩台宽13m，重要用于门机的布置，后方桩台宽10.5m，重要用于车道。
（2） 结构沿码头长度方向的分段：为避免结构中产生过大的温度应力和沉降应力，沿码头长度方向隔一定距离应设立变形缝。在平面布置中已拟定5万吨级杂货船泊位长度为270m。本港所处位置地基土质分布较均匀，因此，结构沿长度方向可以分为4段，每段长为67.5米，每个结构段的两端做成悬臂式上下结构。
根据《港口工程混凝土设计规范》，初步拟定码头的结构的构造尺寸，见表3.2。
码头结构构造（单位：mm ） 表3.2
构件名称
材料
施工方法
断面型式及尺寸
桩
钢筋混凝土
现浇
钢管桩，直径600
横梁
钢筋混凝土
两次现浇梁
一次现浇，矩形断面，宽度800，高度600；二次现浇，矩形断面，宽度800，高度1400
10.5米跨门机轨道梁
钢筋混凝土
现浇
矩形断面，宽度600，高度1400
连系梁
钢筋混凝土
现浇
矩形断面，宽度400，高度1400
面板
预应力钢筋混凝土
预制
厚度300，在横梁上搁置宽度200，在纵梁上搁置宽度50
面层
混凝土
现浇
厚度100
第四章 码头荷载
4.1自重荷载
钢筋混凝土： γ=25kN/m3。
混 凝 土： γ=24kN/m3。
4.2堆货和人群荷载
4.2.1堆货荷载
根据JTJ215-98《港口工程荷载规范》杂货码头堆货荷载标准值如下：
结构形式
前沿q1
前方堆场q2
结构计算
整体计算
不限
30
60
40
荷载图示如下：
图（4—1）
4.2.2人群荷载
根据JTJ215-98《港口工程荷载规范》，作用于港口工程结构上的人群荷载标准值取：
q=2kPa
作用于栏杆顶部的水平荷载标准值取1.0KN/m。
4.3船舶荷载
4.3.1作用于船舶上的风荷载
根据《港口工程荷载规范》作用在船舶上的计算风压力用下式计算：
（4-1）
（4-2）
其中：——分别为船体水面以上横向和纵向受风面积，5万吨级杂货船半载或压载时：
（4-3）
则 m2
(4-4)
则m2
Vx，Vy——分别为设计风速的横向和纵向分量，船舶在超过九级风(最大风速V=22m/s)时离码头到锚地避风，所以控制风速Vx=Vy=22m/s。
查《港口工程荷载规范》10.2.3 得风压不均匀折减系数 =0.66（船舶在水面以上最大轮廓尺寸为220m）
(kN)
(kN)
4.3.2作用于船舶上的水流力
（1）根据《港口工程荷载规范》水流对船舶作用产生的水流力船首横向分力和船尾横向分力:
（4-5）
（4-6）
式中：ρ=1 t/m3；V=1.5m/s。
查《港口工程荷载规范》中表E.0.3;
。
+ (m2)
则 (kN)
(kN)
（2）水流对船舶作用产生的水流力纵向分力:
（4-7）
（4-8）
（4-9）
其中: ——水流力纵向力分力系数；
S——船舶吃水线以下的表面积（m2）；
B——系数；
——水的运动粘性系数，按《港口工程荷载规范》中表E.0.8选用,取水温为,故m2/s
Re=1=1.53
由表E.0.9杂货船得b=0.004
则
(m2)
(KN)
4.3.3系缆力
（4-10）
式中:K=1.3； n=5 ；
海船码头：
=；。
情况一：m/s； 。
(kN)
(kN)
(kN)
情况二：； m/s。
(kN)
(kN)
287.42(kN)
根据《港口工程荷载规范》10.4.5条规定：5万吨级船舶计算系揽力小于650KN时，按650KN选用，故系揽力标准值为650KN。
系缆力标准值N的横向投影，纵向投影,竖向投影：
(kN)
4.3.4挤靠力
橡胶护舷间断布置，护舷间距10m，与船舶接触的橡胶护舷共有22组。
可直接求得(kN)
4.3.5撞击力
船舶靠岸时的有效撞击能量:
（4-11）
式中:; m/s。
满载排水量：=
t
t
(kJ)
第五章 面板计算
5.1计算原则及其尺寸拟定
在施工期的时候，预制面板安装在横梁上，按简支板计算；在使用期的时候，面板与纵横梁整体连接，为连续板，先计算出两个方向的跨中弯矩Mx和My,连续板的跨中弯矩取0.525Mx和0.525My；支座弯矩取-0.75 M`x和-0.75M`y《高桩码头设计与施工规范》（JTJ291-98）。
面板采用叠合板，预制部分厚30cm，现浇部分厚10cm，纵横梁均采用现浇矩形梁，桩采用60cm钢管桩，横向排架间矩均为6米，板的搁置长度0.2m。
5.2计算跨度
图5-1 横断面图
图5-2纵断面图
5.2.1简支板
排架间距6，板的搁置长度0.2
弯矩计算：l0=ln+h=5.2+0.3=5.5m
l0=ln+e=5.2+0.2=5.4m
取l0=5.4m
5.2.2连续板
短边方向：B=0.6m>0.1l=0.53m
L0=1.1ln=1.1×4.7=5.17m
长边方向：B=0.8 m>0.1l=0.6m
L0=1.1ln=1.1×5.2=5.72m
5.3作用
5.3.1永久作用
结构自重：现浇面层：γ=24kN/m3
h=0.1
预制面板：γ=25kN/m3
h=0.3m
5.3.2可变荷载
（1）短暂状况可变作用：
①施工荷载：3kPa。
②预制板吊运：
预制板尺寸 lx =5.6m
ly=4.8m
预制板吊运时取动力系数=1.3
预制板为四点吊，吊点见图
图 5-3 四点吊
(2)持久状况可变作用：
均布荷载 q=30 Kpa
Mh-6-25 门座起重机荷载为250KN。
50t平板挂车荷载为660KN。
5.3.4作用效应分析
（1）短暂状况（施工期）：按简支板计算。
①永久作用：板自重：KPa
弯矩计算：==27.34KN·m/m
②可变作用：施工荷载： KPa
弯矩计算： KN·m/m
预制板吊运：由3600/4400=0.8，查《海港工程设计手册（中）》附录8，系数分别为0.0479、0.1148、0.1078、0.1486
则预制板吊运：
计算结果： KN·m/m
KN·m/m
KN·m/m
KN·m/m
（2）持久状况（使用期）：
①永久作用：
a 板自重：KPa =27.34KN·m/m
b 面层荷载：=0.1×24=2.4 KPa
=5.72m =5.17m
计算结果：四边简支的情况,0.9,查《海港施工手册（中）》附录5，可得系数0.0456和0.0358。
Mx=0.0456×2.4×5.17=2.92 KN·m
My=0.0358×2.4×5.17=2.30 KN·m
连续板的跨中弯矩
Mx=0.525×2. 92=1.53KN·m
My=0.525×2.30=1.21 KN·m
连续板的支座弯矩
=-0.75×2.92=-2.19 KN·m
=-0.75×2.30=-1.72 KN·m
②可变作用：
由于码头上均布荷载、起重机和平板挂车荷载只能有一种荷载作用在同一块面板上，不会出现两种或三种荷载同时作用在同一块面板上，分析比较平板车荷载与均布荷载作用。
平板车荷载：
平板挂车经面层扩散后的传递宽度：
m
m
平板挂车车轮轮压kPa
查《海港工程设计手册（中）》，计算公式：
Ma=a0P=α0a1b1q
Mb=a0P=β0a1b1q
式中：α1、β1——设a=a1，b=2(b1+b2`)查得的系数；
α2、β2——设a=a1，b=2b2`查得的系数；
a、b即表中的a1、b1
图 5-4 图 5-5
计算结果： kN·m
kN·m
连续板在平板挂车作用下产生的跨中弯矩及支座弯矩：
(kN·m)
(kN·m)
(kN·m)
(kN·m)
均布荷载：30 KPa
计算结果：=0.0456×30×5.17=36.56KN·m
=0.0359×30×5.17=28.55 KN·m
连续板的跨中及支座：
=0.525×36.56=19.19KN·m
=0.525×28.55=14.99KN·m
=-0.75×36.56=-27.42KN·m
=-0.75×28.55=-21.14KN·m
经分析可知，均布荷载起控制作用。
计算结果汇总：
作用
短跨跨中
长跨跨中
短跨支座
长跨支座
永久作用
面板自重
27.34
面层自重
1.21
1.53
-1.72
-2.19
可变作用
短暂状况
施工荷载
10.94
吊运内力
11.16
21.58
4.66
15.56
持久状况
均布
14.99
19.19
-21.14
-27.42
5.3.5作用效应组合
（1）承载能力极限状态的作用效应组合：
① 持久状况作用效应的持久组合：
式中：=1.2； =1.5 。
长跨跨中：=1.2×（27.34+1.53）+1.5×19.19=63.42KN·m
短跨跨中：=1.2×1.21+1.5×14.99=23.94KN·m
长跨跨支：=-（1.2×2.19+1.5×27.42）=-43.76KN·m
短跨跨支：=-（1.2×1.72+1.5×21.42）=-34.19KN·m
② 短暂状况作用效应的短组合：
式中：=1.2； =1.3 。
组合1 =1.2×27.34+1.3×10.94=47.03KN·m
组合2 板吊运时，取=1.3
=1.3×21.58=28.05KN·m
=1.3×11.16=14.51KN·m
=1.3×15.56=20.23KN·m
=1.3×4.66=6.06KN·m
（2）正常使用极限状态的作用效应组合
① 持久状况作用的短期效应组合：
式中：=0.8
长跨跨中：=27.34+1.53+0.8×19.19=44.22KN·m
短跨跨中：=1.21+0.8×14.99=13.20KN·m
长跨跨支：=-（2.19+0.8×27.42）=-24.13KN·m
短跨跨支：=-（1.72+0.8×21.42）=-18.86KN·m
② 持久状况作用的长期效应组合
式中：=0.6
长跨跨中：=27.34+1.53+0.6×19.19=40.38KN·m
短跨跨中：=1.21+0.6×14.99=10.20KN·m
长跨跨支：=-（2.19+0.6×27.42）=-28.64KN·m
短跨跨支：=-（1.72+0.6×21.42）=-14.57KN·m
5.4配筋计算
材料参数：混凝土，=15.0N/mm；Ⅱ级钢筋，=310N/mm，保护层厚度=45mm，板宽1m,预估受力钢筋的直径d=20mm
截面有效高度： mm
截面抵抗距系数：
截面相对受压区高度：
受压区高度：
纵向受力钢筋面积：
配筋率：
5.4.1长跨跨中配筋
计算如下：
==0.088＜
==1043mm2
=0
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